ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Динамические испытания из "Механические испытания катализаторов и сорбентов" Требования к методике дидамических испытаний гранул. Среди методов оценки механических характеристик высокодисперсных тонкопористых материалов особое место занимает измерение прочности материала в динамических условиях — оценка сопротивляемости гранул удару, раздроблению. В реальных условиях часто приходится иметь дело с подобными воздействиями между тем соответствующая характеристика материала (по аналогии с испытаниями конструкционных материалов ее можно назвать ударной вязкостью) не может быть получена, вообще говоря, ни при помощи обычных приборов для статических испытаний, ни в условиях истирания. В первом случае даже самые большие скорости, которые могут быть, как правило, обеспечены на таких приборах (порядка нескольких миллиметров в секунду), еще далеки от режима ударных воздействий. Во втором случае при правильной постановке опыта оценивается именно сопротивление истиранию — последовательному отделению мельчайших частиц С поверхности г ранул в отсутствие дробления гранул если же имеет место и дробление, например в шаровой мельнице, то в таком усложненном режиме не удается выделить объективных количественных характеристик ни истираемости, ни прочности при ударе. [c.42] В принципе с этой целью можно было бы метать гранулы с заданной скоростью и наблюдать их поведение при встрече с массивной твердой преградой. Однако в таком случае требуется варьировать скорости в очень широком интервале значений, до нескольких десятков и даже до ста метров в секунду, появляется необходимость учета сопротивления воздуха, возни кают трудности в оценке скорости разлета осколков, оказывается невозможным проанализировать значение анизометричности и анизотропности гранул, скажем, таблеток, и др. Сопоставление возможных вариантов испытаний (см. также [52]) с учетом требований получения объективной абсолютной характеристики прочности материала при ударе, простоты и универсальности аппаратуры лриводит к выводу о целесообразности избрать в качестве основного метода разбивание гранул на наковальне при заданной энергии падающего бойка. [c.43] Конструкция прибора. Соответствующий несложный широкодиапазонный прибор — копер вертикального типа МП-7Д — и методика испытаний на нем разработаны в Институте физической химии АН СССР. Копер (рис. 21) состоит из массивного основания 1 со сменными столиками 2 и защитным цилиндром 3, вертикальной стойки 4 с трубкой-направляющей 5, устройством JVIH сбрасывания бойка 6, шкалой 7 и указателем 8 и набора бойков 9 с массами М, равными 0,5, 1, 2, 5, 10, 20, 50 и 100 г. [c.43] ОПЫТНЫХ катализаторов, носителей и сорбентов (см. ниже). При испытании образцов с плоскопараллельными основаниями (а также гранул неправильной формы) используется плоский столик с концентрическими окружностями, облегчающими быструю установку образца по центру, при разбивании горизонтально расположенных цилиндрических образцов и сферических гранул — столики с площадками, имеющими цилиндрическое или сферическое углубление с достаточно большим радиусом кривизны. [c.44] Проведенные испытания нескольких десятков промышленных и опытных катализаторов выявили в этом отношении ряд характерных закономерностей соответственно некоторые примеры представлены на рис. 24 (ф — вертикальное, О --- горизонтальное расположение цилиндрических гранул цифры около точек — массы бойков в граммах а — катализатор НТК-5, гранулы 5x5, таблетки с плоскими торцами б — фосфорная кислота на сили-кагеде, 4X4, червячки с сошлифованными торцами в — СТК ( глянцевый ), таблетки 9X8 г — Р-1, червячки с сошлифо-ваиными торцами 6X6). При разрушении горизонтально расположенных цилиндрических гранул (т. е. при ударе по образующей ) критическая величина энергии W , которую мы обозначаем в дальнейшем через Wq, практически во всех случаях не зависит от и аналогичное явление наблюдается для сферических гранул, а также для кусочков неправильной формы (в последнем случае, разумеется, с большим разбросом). Очевидно, в этих условиях, отвечающих достаточно жесткому напряженному состоянию, наиболее отчетливо проявляется хрупкость рассматриваемых материалов. [c.45] В качестве одного из таких тонкопористых модельных материалов, действительно хорошо воспроизводящего структурномеханические характеристики многочисленных катализаторов, носителей, сорбентов, мы воспользовались структурами гидратационного твердения высокодисперсных смесей окиси и гидроокиси магния. Образцы готовились формованием пасты при водотвердом отношении В/Т = 0,75 в форме равновеликих цилиндриков с высотой Н = О, равной 3, 5 и 10 мм, и испытывались на удар по образующей и по торцу с построением полной зависимости д = V) было испытано более тысячи образцов. [c.47] Относительно разброса параметров следует сказать то же, что и о разбросе при статических испытаниях он также очень велик, что выражается в данном случае пологим характером кривой В партии материала всегда обнаруживается большая доля гранул с прочностью много ниже среднего значения. В качестве количественной характеристики разброса параметров при использовании рассматриваемого метода можно воспользоваться, например, отношением (см. рис. 22). Для большинства испытанных материалов эта величина составляла примерно 30-=-40%, однако могла достигать и 50 -5- 60% (для катализатора СТК). [c.50] Проведенные испытания позволяют сделать следующие выводы о диапазонах скорости и энергии бойка, используемых при динамических пробах, и о наиболее целесообразных стандартных значениях. [c.51] Для подавляющего большинства материалов значения абсолютной величины энергии W ( критические значения, отвечающие разрушению половины гранул) лежат в пределах от 20 до 2000 Гсм, т. е. в пределах двух порядко в величины сюда не входят, с одной стороны, мелкосферические гранулы размером в десятые доли миллиметра и, с другой стороны, немногочисленные очень прочные образцы. При этом, располагая бойками с массой М от 1 до 100 г, можно рекомендовать использовать высоты /г примерно около одного и того же среднего значения 20 см, т. е. скорости V 200 см сек. Действительно, это удобные практически условия, позволяющие почти для всех интересующих нас материалов определить величину ш . Впрочем, поскольку целесообразно ограничивать набор бойков (с отличием в 2— 2,5 раза), приходится пользоваться в качестве средних значениями к примерно от 10 до 40 см (т. е. скоростями V от 140 до 280 см сек). Однако для определения значений желательно располагать скоростями по крайней мере до 350—400 см сек, т. е. расширить диапазон к до 60—80 см. Наконец, следует иметь в виду, чтЬ все только что сказанное относится к средним критическим значениям 1 с, тогда как с учетом разброса характеристик гранул для полного анализа свойств материала и определения зависимости д ) может оказаться необходимым варьировать значения вдвое в обе стороны от величины Это означает, что пределы используемых значений к следует раздвинуть с обеих сторон еще вдвое. [c.51] Вернуться к основной статье