Tags: химия источник питания неорганические вещества виды сырья коррозия
Year: 1968
Text
СПРАВОЧНИК
ХИМИКА
ВТОРОЕ ИЗДАНИЕ
ПЕРЕРАБОТАННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ
ТОМ ПЯТЫЙ
СЫРЬЕ И ПРОДУКТЫ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ
КОРРОЗИЯ. ГАЛЬВАНОТЕХНИКА
ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ ТОКА
ИЗДАТЕЛЬСТВО „ХИМИЯ"
МОСКВА • 1968 • ЛЕНИНГРАД
УДК 54/083
Никол 64
Пятый том справочника содержит харак-
теристику важнейших видов сырья и продуктов
промышленности неорганических веществ, сведе-
ния по процессам и аппаратам химической техно-
логии, а также по коррозионной стойкости кон-
струкционных материалов и по прикладной
электрохимии (химические источники тока, галь-
ванотехника).
Справочник предназначен для химиков всех
специальностей — сотрудников научно-исследова-
тельских институтов и лабораторий, инженерно-
технических работников химической и других
отраслей промышленности, преподавателей и уча-
щихся вузов и техникумов.
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ
Чл.-корр. АН СССР Б. П. НИКОЛЬСКИЙ—главный редактор,
О. Н. ГРИГОРОВ, М. Е. ПОЗИН, Б. А. ПОРАЙ-КОШИЦ,
В. А. РАБИНОВИЧ (зам. главного редактора), Ф. Ю. РАЧИНСКИЙ,
П. Г. РОМАНКОВ, Д. А. ФРИДРИХСБЕРГ
К ЧИТАТЕЛЮ
Издательство просит присылать Ваши замечания
и отзывы об этой книге по адресам'.
Москва, Новая площадь, 10, подъезд 11, Издательство „Химия",
Ленинград, Невский пр., 28, Издательство „Химия",
Ленинградское отделение
2-5-1
СПРАВОЧНИК ХИМИКА, том V
с. 976
Темплан 1968 г., № 72
Издательство «Химия», Ленинградское отделение,
Невский пр., 28
Редакторы: 3. И. Грива, В. А. Коц, И. Р. Либерман, С. Л. Томарченко
Техн, редакторы: 3 Е. Маркова. Ф. Т. Черкасская
Корректоры: В. Б. Генгут, Л. А. Любович
Подписано к печати 14/11 1968 г М-20085. Формат 60х901/>в.
Бумага тип. № 2. Тираж 23 000 экз Уч.-изд л. 77.5. Печ л. 01. Цена 4 р. 07 к. Заказ 1710.
Отпечатано с матриц Ленинградской типографии № 2 им. Евгении Соколовой
в Ленинградской типографии № 14 «Красный Печатник» Главно тшрарпрома
Комитета но печати при Совете Министров СССР. Московский пр., 91
РЕДАКТОРЫ РАЗДЕЛОВ «СПРАВОЧНИКА ХИМИКА»
Докт. хим. наук О. Н. Григоров (физические свойства важнейших веществ,
электродные процессы)
Докт. физ.-мат. наук А. Н. Зайдель (атомный спектральный анализ)
Канд. хим. наук А. И. Заславский (структура кристаллических тел)
Проф. К). В. Морачевский, канд. хим. наук Ф. К). Рачинский (аналитическая
химия)
Докт. техн, наук М. Е. Позин (неорганическая технология)
Докт. хим. наук Б. А. Порай-Кошиц (органическая химия)
Канд. хим. наук В. А. Рабинович (общие сведения, гомогенное равновесие,
свойства растворов)
Канд. хим. наук Ф. Ю. Рачинский (неорганическая химия)
Чл.-корр. АН СССР П. Г. Романков (процессы и аппараты химической техно-
логии)
Канд. хим. наук Д. А. Фридрихсберг (гетерогенное равновесие, химические спра-
вочники н периодические издания)
ТОМ V
СОДЕРЖАНИЕ
Сырье и продукты промышленности неорганических веществ
Вода ... ...............................
Перечень действующих государственных стандартов, применяемых
в области водоснабжения ... ...........................
Таблица пересчета единиц измерения жесткости..................
Классификация природных вод по жесткости......................
Классификация природных вод по общей минерализации . ... .
Основные требования к качеству дистиллированной воды .
Основные требования к .качеству питьевой воды..................
Средний элементарный состав морской воды.......................
Солевой состав океанской и морской воды .......................
Солевой состав воды некоторых озер.............................
Запасы воды на земном ш'аре............................ . . .
Воздух ........................... ...................................
Физические константы воздуха........... .......................
Средний химический состав сухого атмосферного воздуха . . . .
Давление воздуха на различной высоте.................
Растворимость воздуха в воде при различной температуре . . ,
Поверхностное натяжение жидкого воздуха на границе с 'собствен-
ным паром ............................................... . .
Динамическая и кинематическая вязкость воздуха при различной
температуре и давлении 1 ат . .'...............................
Динамическая и кинематическая вязкость воздуха при температуре
14° С и различном давлении.....................................
Плотность сухого воздуха.......................... . . .
Плотность воздуха в жидкой и газовой фазах, находящихся
в равновесии........................... .......................
Произведение pV для воздуха....................................
Удельная теплоемкость воздуха..................................
Психрометрические таблицы..............................
Относительная, влажность воздуха и давление водяного пара над
насыщенными растворами некоторых неорганических веществ . .
Относительная влажность воздуха и давление водяного пара над
насыщенными растворами смесей некоторых неорганических ве-
ществ .............. ..........................................
Содержание водяного пара в воздухе при насыщении ....
Содержание водяного пара в сжатом воздухе при насыщении
Объем влажного воздуха, содержащего 1 кг сухого воздуха при
давлении 745 мм рт. ст. .. . ........................
Свойства воздуха, насыщенного водяным паром...............
Минеральное сырье ........................
Характеристика важнейших видов минерального сырья.................
17
18
18
18
18
19
21
22
22
23
24
24
25
25
25
25
26
26
26
27
27
28
28
32
32
33
33
34
35
36
36
4
Требования к качеству минерального сырья...........................60
Химический состав важнейших видов сырья............................67
Химический состав колчеданов......................... . . 67
Химический состав гипсов и ангидритов..........................68
Химический состав отходов гипса (фосфогипса) . ............68
Химический состав фосфатов................................... 70
Химический состав хибинских апатитов . . ................. 72
Химический состав продуктов первичного обогащения фосфатов . . 72
Химический состав продуктов обогащения хибинских руд ... 72
Химический состав и некоторые свойства известняков.............73
Химический состав мела....................................... 74
Химический состав доломитов.............................. .... 74
Химический состав кварцитов и кварца .... . . . . 74
Химический состав каолинов и глнн............ . . 75
Химический состав хризотилового асбеста . . . . 76
Химический состав серных руд ... ..... 76
Содержание сульфата бария в барите . . . . ... 76
Химический состав бокситов . . ......... .................77
Химический состав хромитовых руд...............................78
Химический состав хромшпинелидов некоторых уральских месторо-
ждений .................... . . . . ..... 78
Химический состав и плотность рапы некоторых озер ... .79
Состав поваренной соли, полученной из озерной рапы ........... 80
Состав каменной соли.......................................... 80
Химический состав выварочной соли ..................... . . 81
Химический состав калийных руд . 81
Химический состав сильвинитовой руды.........................81
Свойства важнейших минералов, входящих в состав природного сырья 82
Характеристика важнейших продуктов промышленности неорганических
веществ ... 130
Физические свойства некоторых технических материалов и продуктов . . . 259
Плотность некоторых твердых материалов . . .... 259
Насыпная плотность некоторых твердых материалов ... 260
Насыпная плотность кристаллических веществ............. . . 260
Насыпная плотность удобрений ... ... . . 261
Угол естественного откоса удобрений......................... 263
Угол естественного откоса некоторых материалов . . . . 263
Неорганические вяжущие материалы.....................................264
Воздушные вяжущие материалы................................ . . 264
Гипсовые известковые и магнезиальные вяжущие материалы . 264
Классификация строительной воздушной извести . 268
Основные технические требования к строительной воздушной извести 268
Гидравлические вяжущие материалы................................ 270
Известь гидравлическая и романцемент..........................270
Портландцемент................................................270
Пуццолановые цементы......................... ................276
Шлаковые цементы........................................... 278
Глиноземистые цементы.........................................280
Кислотоупорные и зубные цементы ... 282
Сырье '' и добавки . 284
Основное сырье для производства вяжущих материалов............284
Активные минеральные добавки к вяжущим материалам............285
Огнеупорные изделия и материалы ................................... 286
Классификация огнеупорных изделий..................................286
Динасовые изделия и материалы.....................................286
Шамотные и полукнслые изделия и материалы.........................290
Высокоглииоземистые изделия и материалы...........................298
5
Магнезиальные и хромистые изделия и материалы....................
Ппочие огнеупорные изделия и материалы...........................
Перечень стандартов на методы испытании и маркировку огнеупорных
изделий и материалов ................................... ..........
Химически стойкая керамика.................... .................
Аппаратура техническая фарфоровая ............................
Барабаны фарфоровые для шаровых мельниц..............
Лодочки фарфоровые прямоугольные . .
Посуда лабораторная фарфоровая ..................
Тигли лабораторные корундизовые ..................
Плитки кислотоупорные и термокислотоупориые керамические .
Насадочные керамические кольца ....
Керамические трубы ............................
Керамическая химическая аппаратура ......
Кирпич кислотоупорный нормальный..........................
Стекло ............. ...........................................
Важнейшие физико-химические свойства стекла ....
Пределы изменения физических свойств стекла.............
Химическая стойкость стекла.................................
Вязкость стекла . ................... .............
Электрические свойства стекла............... ".................
Механические свойства стекла .........................
Промышленные стекла, их состав и свойства...............
Кварцевое стекло .....................................
Химико-лабораторное стекло..................... ............
Электродное стекло (для стеклянных электродов) ...
Электровакуумное стекло.....................................
Оптическое стекло...........................................
Стекла для квантовых генераторов света (лазерные стекла) .
Стеклокристаллические материалы (ситаллы) .... ...
Состав промышленных стекол различного назначения............
Состав стекол, применяемых в атомной технике - .............
Пористые стекла . ................................... .
Неорганические сорбенты ........................................
304
310
312
313
313
313
314
314
315
316
318
318
318
319
320
320
320
321
323
325
329
330
330
333
335
336
339
341
341
342
342
343
344
Процессы и аппараты химической технологии
I. Прикладная гидравлика........................................... 354
Основные свойства жидкостей и газов ......................... 354
Движение жидкостей и газов . . . . . 362
Гидравлические сопротивления .... . 366
Истечение из отверстий и время опорожнения сосудов . . 402
Аномальные, или неньютоновские, жидкости . 411
Характеристика неньютоновских жидкостей............ . 412
Течение неныотоновских жидкостей в круглых трубах . . 413
II. Машины для перемещения жидкостей и газов............... . 415
Насосы ... . 415
Вентиляторы . . 419
Компрессоры . ' . . ............ . . . 422
III. Гидродинамика зернистых материалов .... . 426
Осаждение под влиянием силы тяжести......................... 426
Свободное осаждение одиночной шарообразной твердой частицы . 426
Свободное осаждение одиночной иешарообразной твердой частицы . 431
Стесненное осаждение твердых частиц.........................432
Осаждение под влиянием центробежной силы......................433
Течение газа, пара или жидкости через слой зериистого материала 434
Неподвижный плотный слой . 434
Движущийся плотный слой . 440
Псевдоожиженный слой........................................442
6
Пневматический транспорт........................................
Пневматический транспорт по вертикальным трубам .....
Методика расчета установок пневматического транспорта ....
IV. Разделение газовых неоднородных систем.........................
Очистка газов в пылеосадительных камерах......................
Фильтрация газов.......................... .... ....
Очистка газов в циклонах . . .......... ................
Одиночные циклоны ЦН....................... . . .
Батарейные циклоны БЦ.......................... . ....
Коэффициент очистки циклонов ЦН . . . .
Коэффициент очистки батарейных циклонов БЦ ... . .
Гидравлическое сопротивление циклонов . .
Порядок расчета циклонов ....... . .
Очистка газов в пениых аппаратах............................ .
Расчет пенных аппаратов..........................
Эффективность пенных аппаратов..............................
Гидравлическое сопротивление пенных аппаратов . ...
Очистка газов в электрическом поле ...
V. Разделение жидких неоднородных систем...........................
Характеристика жидких неоднородных систем ... ...........
Отстаивание ......... ... ......
Фильтрование жидкостей........................................
Методы расчета процесса фильтрования при постоянной разности
давлений.................................. . . . .
Основные параметры процесса фильтрования....................
Фильтровальные перегородки ... .... . . . .
Типовые конструкции фильтров .... .................
Г идроциклоны........................ ........................
Центрифугирование........... . . .....................
Расчет центрифуг.......... ............ ....................
Типовые конструкции центрифуг.......... ....................
VI. Перемешивание в жидкой среде....................................
Основные типы перемешивающих устройств . . ...........
Эффективность и интенсивность перемешивания . ...........
Критерии подобия при перемешивании . . .........
Выбор угловых скоростей перемешивающих устройств..............
Получение суспензий (взвесей) . .....................
Эмульгирование .............................................
Гомогенизация легкоподвижных жидкостей....................
Поглощение газа жидкостью . ...........................
Расчет глубины воронки . ....................... . . .
Расчет мощности, расходуемой перемешивающими устройствами . .
451
451
454
467
467
467
468
468
474
477
481
483
483
487
491
493
495
495
497
497
498
500
500
504
505
506
513
514
517
520
525
532
534
534
534
535
535
536
536
VII. Теплообмен и теплопередача 539
Непрерывный установившийся процесс теплообмена...............539
Основные расчетные формулы.....................................539
Коэффициент теплопроводности................................. . 542
Средняя разность температур . .... . . . . 545
Средние температуры теплоносителей......................... ... 552
Периодический процесс нагревания 1i охлаждения . . ..........554
Критерии подобия при конвективной теплоотдаче .................. 555
Теплоотдача при вынужденном продольном течении . ................557
Турбулентный режим .... ................. 557
Переходный режим .... . ...................561
Ламинарный режим........................................... 561
Теплоотдача при вынужденном поперечном обтекании потоком пучка
гладких труб...................................................562
Теплоотдача при вынужденном поперечном обтекании пучка труб с
ребрами .....................................................563
7
Теплоотдача при продольном течении потока вдоль плоской стенки . 564
Теплоотдача при перемешивании жидкостей мешалками...............565
Теплоотдача при свободном стекании жидкости по стенке под влия-
нием силы тяжести...............................................565
Теплоотдача при свободном движении в неограниченном пространстве 567
Расчет коэффициента теплоотдачи без учета направления теплового
потока........................................... . 567
Расчет коэффициента теплоотдачи с учетом направления теплового
потока........................................................571
Теплоотдача при свободном движении в ограниченном пространстве 573
Теплоотдача при кипении жидкостей............................574
Режимы кипения ...............................................574
Расчетные формулы для пузырькового режима кипения..........575
Теплоотдача при искусственной циркуляции растворов в выпарных
аппаратах ... . . ................. . 578
Теплоотдача при конденсации чистого сухого насыщенного пара . 578
Конденсация чистого насыщенного пара на вертикальных поверхно-
стях ........................................................ 579
Конденсация чистого пара на наружной поверхности горизонталь-
ных труб......................................................583
Конденсация чистого пара па наружной поверхности пучка гори-
зонтальных труб...............................................584
Конденсация чистого пара внутри горизонтальных труб и змеевиков 585
Теплоотдача при конденсации пара в присутствии воздуха или дру-
гих газов.................................... . . . . 586
Теплоотдача при конденсации чистого перегретого пара ...........587
Теплообмен при непосредственном соприкосновении жидкости и газа . 587
Теплообмен при непосредственном соприкосновении газа и твердого
зернистого материала ...................... . 588
Теплообмен частиц в плотном слое............................. 588
Теплообмен частиц во взвешенном слое . .(............. 589
Теплообмен частиц в псевдоожиженном слое..................... 589
Теплообмен поверхностей с омывающим их псевдоожиженным слоем
зернистого материала . ... ... 590
Теплообмен при непосредственном соприкосновении в пенных аппаратах 592
Теплообмен при тепловом излучении.............................. . 593
Лучистый теплообмен между телами............................. 596
Излучение между газом и поверхностью тела.................... 596
Сложный теплообмен (совместное действие конвекции и лучеиспуска-
ния) ............................................. . ... 601
Потери тепла в окружающую среду и термоизоляция................ 603
Средние значения коэффициентов теплообмена .................... 607
Теплообменные аппараты ........................................ 609
Рекуперативные теплообменники................................ 609
Регенеративные теплообменники.................................611
Смесительные теплообменники...................................613
VIII. Выпаривание ...................................................614
Материальный и тепловой баланс процесса выпаривания.............614
Расчет поверхности нагрева выпарного аппарата ................. 617
Определение температурной депрессии.......................... 618
Определение гидростатической депрессии........................621
Определение гидравлической депрессии..........................622
Размеры парового пространства над раствором в выпарных аппаратах 623
Диаметр трубопроводов в выпарных установках .... 625
Основные типовые конструкции выпарных аппаратов................ 625
Выпарные аппараты с естественной циркуляцией..................625
Выпарные аппараты с принудительной циркуляцией................629
Пленочные выпарные аппараты . . 629
Данные для выбора выпарных аппаратов..........................629
8
Создание вакуума в выпарных установках ... ..............
Противоточные барометрические конденсаторы........... . . .
Барометрические трубы.................................... .
Многокорпусные выпарные установки..............................
IX. Сушка .............. ...........................................
Обозначения состава влажного воздуха и влажного материала . . .
Свойства влажного воздуха.................. ,.......... . .
Диаграмма /—У для влажного воздуха...........................
Теплосодержание влажного воздуха..........................
Влагосодержание влажного воздуха.............................
Объем влажного воздуха.........................................
Относительная влажность воздуха .... .................
Материальный баланс процесса сушки.............................
Тепловой баланс процесса сушки ............................ .
Продолжительность процесса сушки...............................
Порядок расчета сушилок........................................
Принципиальные схемы процесса воздушной сушки .... . .
Выбор типа сушилки.............................................
X. Абсорбция, ректификация, перегонка...............................
Составы фаз двухкомпонентных систем............................
Коэффициенты диффузии..........................................
Диффузия в газовой фазе......................................
Диффузия в жидкой фазе.......................................
Основные закономерности процесса абсорбции.....................
Состав фаз...................................................
Равновесие между фазами . л..................................
Материальный баланс процесса абсорбции.......................
Оптимальное орошение абсорбционной колонны...................
Основные закономерности процесса ректификации..................
Состав фаз...................................................
Равновесие между фазами.................................
Материальный баланс процесса ректификации......................
Оптимальное число флегмы.....................................
Тепловой баланс процесса ректификации .......................
Методы расчета процессов абсорбции и ректификации..............
Первый метод расчета.........................................
Второй метод расчета.........................................
Третий метод расчета................................... . .
Рекомендуемые аппараты для процессов ректификации н абсорбции .
Насадочные колонны...........................................
Тарельчатые колонны..........................................
Перегонка .....................................................
Простая перегонка..........................".................
Перегонка в токе водяного пара ..............................
XI. Адсорбция.............................. ........................
Обозначения состава фаз................. ......................
Адсорбенты ....................................................
Активированные угли..........................................
Силикагель...................................................
Цеолиты (молекулярные сита) .................................
Статическая и динамическая активность адсорбентов ...........
Равновесие между фазами................... ... ............
Уравнение изотермы адсорбции Лэнгмюра ... ............
Уравнение изотермы адсорбции Дубинина........................
Теплота адсорбции ..... ... .........................
Кинетика адсорбции ............................................
Расчет адсорберов .............................................
632
632
633
636
639
639
640
640
641
642
642
643
645
646
647
648
649
653
655
655
658
658
660
664
664
664
665
666
668
668
66)
669
669
670
671
671
679
680
681
681
690
709
709
712
714
714
714
715
716
716
716
717
717
718
723
723
724
9
Адсорберы периодического действия с неподвижным слоем адсор-
бента ....................................... .... ... 724
Адсорберы периодического действия с кипящим слоем адсорбента <30
Адсорберы непрерывного действия с движущимся слоем зернистого
адсорбента ...........................731
Адсорберы непрерывного действия с циркулирующим кипящим
слоем адсорбента..................... .... . 732
Расчет процесса десорбции с циркулирующим кипящим слоем ад-
сорбента • 735
VII. Экстрагирование жидкостей................................... ... 737
Обозначения и термины .... - 737
Методы экстрагирования........................................ • 740
Основные диаграммы и кривые равновесия . . 740
Треугольная диаграмма . _ . _. . ._. • 740
Прямоугольные диаграммы Z — X, Y и У—X. . 744
Прямоугольная диаграмма у' — х' ... . . 745
Ступенчатое экстрагирование........................... • - 747
Одноступенчатое экстрагирование .... 747
Экстрагирование в перекрестном токе........................ ... 752
Многоступенчатое противоточное экстрагирование . . 753
Дифференциально-контактное экстрагирование ... . 771
Методы расчета процесса экстракции............................. . 772
Основные типы экстракторов............................... . . . 772
’ Дифференциально-контактные экстракторы ..... . 772
Ступенчатые экстракционные аппараты................. . 775
Области применения экстракторов различных типов . 776
XIII. Умеренный холод ... . . .................................777
Схемы холодильных установок...................................... 777
Одноступенчатая аммиачная холодильная установка . 777
Одноступенчатая фреоновая холодильная установка . . . 777
Сравнительные (стандартные) температуры............... . 780
Выбор параметров цикла................................. . 780
Выбор компрессора...................................... . 782
Подбор компрессора по графическим характеристикам...............782
Подбор компрессора по холодопроизводительности при стандарт-
ных температурах.................................... . 785
Мощность компрессора..............................................788
Теоретическая мощность, затрачиваемая компрессором холодильной
установки..................... .................. . 788
Действительная мощность, затрачиваемая компрессором холодильной
установки............................................. 789
Расчет испарителя............................................793
Расчет конденсатора ...................................... 794
Агрегаты холодильных машин.................................. 796
Холодильные агенты для компрессионных холодильных установок . 796
Литература ..................................................... 797
Коррозия
Коррозионная стойкость важнейших конструкционных материалов . 805
Коррозия при контактах между металлами и сплавами ..... 860
Важнейшие ингибиторы коррозии................................... 862
Химические источники тока. Гальванотехника
Химические источники тока..............................................865
Формулы определения важнейших характеристик химических источни-
ков тока.......................................................865
10
Гальванические элементы и батареи ........................... ... 868
Сухие элементы.................................................. 869
Марганцево-цинковые элементы.............................. ... 870
Воздушно (кислородно)-цинковые элементы ... ... 877
Воздушно (кислородно)-марганцево-цинковые элементы ... 877
Марганцево-магниевые элементы ........................... .... 877
Окисиортутные элементы.................................... ... 877
Наливные (резервные) элементы ... . .... 879
Свинцово-цинковые элементы . . . ... . . 880
Свиицово-кадмиевые элементы............. . , 880
Свинцовые элементы с хлорной кислотой ... .... 880
Серебряно-цинковые элементы ......... .... 881
Хлорсеребряно-магниевые элементы............................... 881
Хлбристомедно-магииевые элементы.............................881
Медноокисные элементы.......................................... 883
Аккумуляторы и аккумуляторные батареи.............................. 884
Свинцово-кислотные аккумуляторы и аккумуляторные батареи . . . 885
Стационарные аккумуляторы................................. ... 885
Стартерные автомобильные батареи.............................887
Авиационные батареи..........................................888
Радиоанодиые и радионакальиые батареи........................892
Железнодорожные батареи........................................ 892
Мотоциклетные и мотороллерные батареи........................893
Свинцово-кислотные аккумуляторы и батареи иностранных фирм . . 893
Основные неисправности свинцово-кислотных аккумуляторов . . . 898
Щелочные аккумуляторы и аккумуляторные батареи.................900
Негерметичные аккумуляторы и батареи .... .........903
Герметичные аккумуляторы и батареи . . ......................905
Щелочные аккумуляторы и батареи иностранных фирм..............906
Основные неисправности щелочных аккумуляторов..................908
Серебряио-цинковые аккумуляторы и аккумуляторные батареи . . . 909
Гальванотехника ....................................................... 913
Классификация условий эксплуатации изделий с гальваническим по-
крытием .................................................... . 913
Назначение, характеристика и область применения покрытий . . . 914
Характеристика покрытий для изделий, поставляемых в страны с
тропическим климатом . ........................... 934
Основные операции при нанесении гальванических покрытий . . . 936
Пасты для шлифования и полирования при механической обработке
основ и гальванических покрытий .............................. 937
Состав растворов и режимы при электрохимическом полировании ме-
таллов ........................................................938
Состав растворов и режимы при химическом полировании металлов 940
Состав растворов и режимы при обезжиривании металлов ....
Состав растворов и режимы при химическом и электрохимическом 942
травлении черных металлов .................................... 942
Составы растворов и режимы при химическом травлении цветных
металлов..................................................... 943
Составы растворов и режимы при химическом декапировании . . . 943
Состав электролитов и режимы при электролитическом осаждении
металлов и сплавов.............................................944
Состав растворов и режимы при получении оксидных и фосфатных
пленок на металлах химическим методом..........................960
Состав растворов и режимы при получении оксидных пленок на ме-
таллах электрохимическим методом ... ...........961
Электрохимические эквиваленты элементов ........................ 962
Предметный указатель....................................................963
КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ОСТАЛЬНЫХ ТОМОВ
«СПРАВОЧНИКА ХИМИКА»
том /
Общие сведения
Атомные веса и распространенность элементов
Универсальные физические константы
Единицы измерения физических величин
Соотношения между единицами измерения величин
Измерение температуры и давления
Математические таблицы и формулы
Важнейшие химические справочники и периодические издания
Строение вещества и структура кристаллов
Строение вещества
Структура кристаллических тел
Физические свойства важнейших веществ
Плотность и сжимаемость жидкостей и газов
Термическое расширение твердых тел, жидкостей и газов
Равновесные температуры и давления (гетерогенные равновесия)
Критические величины и константы Ван-дер-Ваальса
Энергетические свойства важнейших веществ
Теплопроводность
Электропроводность и числа переноса
Диэлектрическая проницаемость
Дипольные моменты
Вязкость
Поверхностное натяжение
Показатели преломления химических соединений
Краткие сведения по лабораторной технике
Предметный указатель
ТОМ II
Свойства неорганических соединений
Основы классификации и номенклатура органических соединений
Свойства органических соединений
ТОМ III
Гомогенное химическое равновесие
Химическое равновесие в газовой фазе
Химическое равновесие в жидкой фазе
Гетерогенное химическое равновесие (растворимость, температуры замерза-
ния и кипения растворов, давление пара и состав равновесных фаз, дав
ление диссоциации)
12
Равновесие жидкость — твердое
Равновесие газ — жидкость
Равновесие твердое — газ
Равновесие жидкость — жидкость
Криоскопические и эбуллиоскопические константы
Свойства гомогенных жидких растворов
Плотность растворов
Коэффициенты активности
Энергетические свойства растворов
Теплопроводность растворов
Электропроводность растворов и числа переноса
Вязкость растворов
Поверхностное натяжение растворов
Показатели преломления растворов
Электродные процессы
Электродные процессы в растворах
Электродные процессы в расплавах
Химическая кинетика и диффузия
Кинетика химических реакций
Диффузия
Реакционная способность органических соединений
Предметный указатель
ТОМ IV
Аналитическая химия
Методы разделения и качественного анализа
Методы весового и объемного определения элементов
Колориметрические и спектрофотометрические методы определения
Электрохимические методы анализа
Магнитные и ядерные методы анализа
Газовый анализ
Идентификация органических соединений по температурам плавления их
производных
Спектральный анализ
Атомный эмиссионный и абсорбционный спектральный анализ
Спектры поглощения
Показатели преломления и оптическая активность
Указатель методов анализа и разделения элементов
ТОМ VI
Характеристика сырья и продуктов производства органической технологии
Техника безопасности н промышленная санитария
В СОСТАВЛЕНИИ ПЯТОГО ТОМА ПРИНИМАЛИ УЧАСТИЕ:
Канд. техн, наук Г. В. Бельченко
Канд. хим. наук П. М. Вячеславов
Канд. техн, наук М. А. Д а с о я н
Научный сотрудник В. С. 3 о т и к о в
Канд. техн, наук Л. В. Козловский
Докт. техн, наук Б. А. К о п ы л е в
Капд. техн, наук С. Д. П а л и й
Канд. хим. наук Г. Т. Петровский
Канд. хим. наук В. А. Рабинович
Чл.-корр. АН СССР П. Г. Романков
Канд. техн, наук П. Ф. Румянцев
Докт. техн, наук Э. Я. Т а р а т
Докт. техн, наук А. Д. Федосеев
Капд. хим. наук Д. А. Ф р и д р и х с б е р г
Канд. техн, наук П. А. Яблонский
СЫРЬЕ S
И ПРОДУКТЫ ПРОМЫШЛЕННОСТИ §
НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ К
\XV^<CsX^XV4N>^>XXXXXV№XXXXX.'^X\\X\V\X\\,<X
ВОДА
Сведения о способах очистки воды для промышленного водоснабжения, а также о со-
ставе природных вод см.: 1. О. А. Алехин, Основы гидрохимии, Гидрометеоиздат,
1953. — 2. А. М. О в ч и н и и к о в. Общая гидрология. 1953. — 3. В. И. В е р и а д с к и й. Избр.
соч., т. IV, кн. вторая. Изд. АН СССР. 1960. — 4. В. А. К л я ч к о, А. А. Кастальский.
Очистка воды для промышленного водоснабжения, Госстройиздат, 1950. — 5. Справочник
химика-эиергетика. т. II (водоподготовка), Госэиергоиздат, 1958.
Физические свойства воды см. т. I настоящего издания «Справочника химика».
ПЕРЕЧЕНЬ ДЕЙСТВУЮЩИХ ГОСУДАРСТВЕННЫХ СТАНДАРТОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ
В ОБЛАСТИ ВОДОСНАБЖЕНИЯ
(на 1 января 1966 г.)
гост
Название
ГОСТ 2874—54
ГОСТ 6709—53
ГОСТ 3351—46
ГОСТ 2919—45
ГОСТ 6055—51
ГОСТ 1030—41
ГОСТ 5216—50
ГОСТ 5215-50
ГОСТ 3312—46
ГОСТ 3313—46
ГОСТ 4192—48
ГОСТ 4152—48
ГОСТ 3687—47
ГОСТ 4151—48
ГОСТ 4595—49
ГОСТ 4011—48
ГОСТ 3688—47
ГОСТ 3820—47
ГОСТ 4974—49
ГОСТ 4388-48
ГОСТ 4774—49
ГОСТ 4614—49
ГОСТ 4389—48
ГОСТ 4386-48
ГОСТ 4245—48
ГОСТ 4387—48
ГОСТ 4979—48
ГОСТ 2676—44
Вода питьевая
Вода дистиллированная
Вода хозяйственно-питьевая. Методы определения физических свойств
Вода источников хозяйственно-питьевого водоснабжения. Методы тех-
нологического анализа (рекомендуемые)
Вода. Методы химического анализа. Единица измерения жесткости
Полевой метод физико-химического анализа питьевой воды
Вода хозяйственно-питьевого и промышленного водоснабжения
Методы саиитарно-бактериологического анализа. Определение общего
числа бактерий и количества бактерий — показателей фекального за-
грязнения (группы кишечной палочки)
Методы Санитарно-бактериологического анализа. Отбор, хранение и
транспортировка пробы
Методы технологического анализа. Определение умягчаемости воды
известково-содовым способом (рекомендуемое)
Методы технологического анализа. Определение стабильности воды
(рекомендуемое)
Методы химического анализа. Определение азотсодержащих веществ
Методы химического анализа. Определение мышьяксодержащих ве-
ществ
Методы химического анализа. Определение общей, бикарбоиатиой, кар-
бонатной и гидратной щелочности
Методы химического анализа. Определение общей жесткости
Методы химического анализа. Определение окисляемости марганцо-
вокислым калием
Методы химического анализа. Определение содержания железа
Методы химического анализа. Определение содержания кальция
Методы химического анализа. Определение содержания магния
Методы химического аиализа. Определение содержания марганца
Методы химического анализа. Определение содержания меди
Методы химического анализа. Определение содержания натрия и
калия
Методы химического анализа. Определение содержания свинца нефе-
лометрически
Методы химического анализа. Определение содержания сульфат-
иона
Методы
Методы
Методы
Методы
проб £7
Коагулянты для очистки воды. Метод^дсгтъ^ений (рекомендуемые)
химического анализа. Определение содер
химического анализа. Определение с
химического анализа,
химического анализа.
ТАБЛИЦА ПЕРЕСЧЕТА ЕДИНИЦ ИЗМЕРЕНИЯ ЖЕСТКОСТИ
Жесткостью воды называется свойство воды, определяемое содержанием в ней рас-
творенных солей кальция и магния. По ГОСТ 6055—51 жесткость выражается в мнллиграмм-
эквивалеитах на литр воды (мг-экв/л). Жесткость, равная 1 мг-экв[л, отвечает содержа-
нию 20,04 мг С«2+ или 12,16 мг Mg2* в 1 л воды. Для измерения малых значений жесткости
применяется тысячная доля миллиграмм-эквивалента — микрограмм-эквивалент на литр
(лкг-э«в/л). *
Единицы измерения мг-экв/л нем. градусы франц, градусы англ. градусы амер, градусы
1 мг-жв1л 1 нем. градус . . 1 франц, градус . . 1 англ, градус . . . 1 амер, градус . . . 1 0,35663 0,19982 0,28483 0,01998 2,804 1 0,5603 0,7987 0,0560 5,005 1,7848 1 1,4255 0,1 3,511 1,2521 0,7015 1 0,0702 50,045 17,847 10 14,255 1
КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИРОДНЫХ ВОД ПО ЖЕСТКОСТИ
Характеристика воды
Жесткость,
мг-экв/л
Мягкая........... <4
Средней жесткости . 4—8
Жесткая .........8—12
Очень жесткая ... 12
КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИРОДНЫХ ВОД ПО ОБЩЕЙ МИНЕРАЛИЗАЦИИ
Характеристика воды Содержание растворенных веществ (общая минера- лизация), мг/л
Ультрапресная Пресная Вода с относительно повы- шенной минерализацией Солоноватая Соленая Вода с повышенной соле- ностью Вода, переходная к рассолу Рассолы 1 Обычно гидрокарбо- J натная Г идрокарбонатно- сульфатная | Сульфатно-хлоридная Преимущественно хло- рпдная | Хлоридная Менее 200 200—500 500—1 000 1000—3 000 3000-10 000 10 000—35000 35000—50 000 50000—400000
ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ДИСТИЛЛИРОВАННОЙ ВОДЫ
(по ГОСТ 6709—53)
Дистиллированная вода должна быть прозрачной бесцветной жидкостью, не имеющей
запаха. Концентрация водородных ионов (pH) должна составлять 5,4-s-6,6.
Наибольшее количество допустимых примесей не должно превышать следующих зна-
чений (.иг/л):
Сухой остаток 5,0
Остаток после прокаливания 1,0
Аммиак и аммонийные соли
в пересчете на NH4 . . . 0,05
Сульфаты в пересчете на
SO42- ..................0,5
Тяжелые металлы сероводородной группы и группы сернистого аммония должны
отсутствовать. Для проверки окисляемости к 100 мл воды прибавляют 2 мл раствора сер-
ной кислоты марки х. ч„ 0,15 мл 0,01 н. раствора марганцовокислого калия, а затем ки-
ятят в течение 3 мин. Воду считают соответствующей стандарту, если после кипячения
хранится розовый цвет пробы.
Хлориды в пересчете на С1~ . 0,02
Нитраты в пересчете на NO^ 0,2
Кальций в виде Са2+ ... 1,0
ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ
ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
К КАЧЕСТВУ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ
19
Продолжение
Качественные
показатели
Способ определения
Условия определения
Максимально
допустимая величина
Примечание
Остаточный В ближайшей к на- 0,3—0,5 мг/л Норма для водопрово-
активный хлор сосной станции точке дов, имеющих устройства о
потребления для осветления, обезжеле- 3 о
зивания или . умягчения я
• ВОДЫ Е W
Водородный 6,5 •+• 9,5 При осветлении или
показатель (pH) умягчении воды *45
Общая жест- Не более О я
КОСТЬ 7 мг-экв/л (в ис- > S
ключительных S
случаях до
14 мг-экв/л) ж
Содержание, ж
мг/л, ие более. л
железа 0.3 При обезжелезивании е
ВОДЫ га «С
свинца 0,1 □ S
мышьяка - 0,05 ег m
3,0 Общие нормы для os о
меди всех хозяйственно-пить- 3
фтора 1,5 евых водопроводов га О )э
цинка 5,0
Хлорфенольные Должны отсут-
запахи при хлори- ровании ствовать
Z 0) ГО fa 3? Приведенные концентрации даны для мо] Однако некоторые из этих данных могут б получены на основе единичных определений, представляют собой среднее из данных раз вполне согласуются. Кроме того, соединения в первичную жизнедеятельность растений, об, трацнй в зависимости от времени, глубины простраценности могут достигать почти трех ni Более подробно см. Э. Д. Гольдберг, ИЛ. 1963.
8Soo8.g.= Ss| Sio1SbS|SSS|=S8 =8«= i, С” w о> О wen « * ел * * л Концен- трация, мг!л
Ы— m м м *Т" Т *Т “TJ *Т5 Л • б"") О ® ® Основные соединения и ноны, в форме которых элемент находится в морской воде
do 1 -> . tzo л> “ 1. Г) “ ? О О S • П
2 о О + . .+ . -t-Ts О Si • ХО-ТХ»“| > о 3 • ~ 1 .+ • 2 • ““3 ~2’ =г OlmST -• . .8 7 . - -и о “ • 3 • О • оРп - ' и'• О • ’Л* 5” * сл ' с/> °!1 О С о “ •• . * . •* S 3 о . !!““£•»“ * • • ‘т 1 • ~ ? > о . 1 • ’ ’ = Й О о* 1 . . . • • я ? _ < ”
ND < С ннн ww W W WW со х хх 5 х OZZZ Z Z f ? SO -j— . ... S Сй о fa н ? рекой воды с содержанием хлора 1.9 вес. %, ыть недостаточно надежными, так как они обычно для поверхностных вод. или же личных исследователей, чьи результаты не 1 элементов С, N, О, Р, S, Si, вовлеченные наруживают значительные изменения концен- или места взятия проб: различия в их рас- эр я дков. Геохимия моря в сб. «Геохимия литогенеза».
Л 1—1 00 -М СО *- *» да <Л о© - о Ц^ГГо .© .© “ SsosioS38’= 9 §^Л§ Si лл.*.ели>елсо*со wen* on Концен- трация, м г/л
N>. Ь«! -a < С "4. • co. CO W - • W X X. X I 'J? « : PJ, CO' C Q . . QoP" » )3 O- 1 I • • 4 * X X £ * . ... 1 • • ’ О . . • • • * * - J 3 Mn2+; MnSO4 MoO2“ NO; ; NO"; NH4+; N2 (газ); органи- ческие соедине- ния Na+ Ne (газ) Ni2+; NiSO4 H2O; O2 (газ); Основные соединения и ионы, в форме которых элемент находится в морской воде
2
3
о
св
§
Е
*3 СОЛЕВОЙ СОСТАВ ОКЕАНСКОЙ И МОРСКОЙ ВОДЫ
Среднее содержание в сухом остатке морской воды (вес.%): NaCI — 77,7; MgCl2 — 9,4; MgSO4— 6,6; CaSO4 — 3,4; KCI — 1,7;
CaCO3 — 0,3; MgBr2 — 0,3.
Наименование Общее содержание солей, вес. % Химический состав, % от твердой фазы
С1~ Вг~ so2" СО2" Na + к+ Са2 + Mg2 +
Океаны (средние данные) .... Аральское море Балтийское море Белое море Каспийское море Мексиканский залив Средиземное море Черное море 3,30—3,74 1,07 0,72 2,6—3,0 1,27 3,55 3,73 1,8—2,2 ЗОЛЕВОЙ 55,3 35,6 55,0 55,2 41,8 55,2 55,1 55,1 СОСТАВ 0,2 0,1 0.1 0,05 0,2 0,2 0,2 воды н 7,7 31,3 8,0 . 7,9 23,8 7,5 7,9 7,5 ЕКОТОРЫ 0,2 0,1 0,1 0,1 0,9 0,3 0,2 0,5 X ОЗЕР 30,6 22,1 30,5 30,7 24,5 30,8 30,6 30,5 1,1 0,1 1,о 0,9 0,6 1,1 1,1 1,2 1,2 4,5 1,7 1,2 2,6 1,2 1,2 1,4 3,7 5,4 3,5 3,75 5,8 3,6 о 3,65 о 3,7 " сэ о S П О С)
Озеро Содержание, мг/л Содержание, экв. % со со о Сумма ja ионов, ст М21Л О X ГО
Са2 + Mg2+ Na++K+ нсо~ so2- CI~+ Вг~ Са2 + Mg2 + Na++K+ нсо~ so2- ci~+Br-
Байкал (на поверхно- сти) Байкал (на глубине 1000 м) 15,2 15,2 4,2 4,0 6,1 4,9 59,2 58,2 4,9 4,4 1,8 2,0 28,1 29,2 13,0 13,9 8,9 6,9 43,3 43,2 4,5 4,1 2,2 2,7 я о се 91,4 S о *0 ГО 89,5 s
Балатон . ... 45,3 65,7 48,2 197 ПО 15,2 12,0 28,6 9,4 35,4 12,3 2,3 481,4 S
Балхаш ..... 25,1 164 694 443,8* 893 574 1,4 15,6 33,0 10,3 21,5 18,2 2843,4 о W
Валдайское ... 29,1 3,3 3,5 100,6 4,3 4,2 39,0 7,3 3,8 44,4 2,4 3,2 145,0 го
Гурон 24,1 7,03 4,43 51,1 6,23 2,61 30,8 14,9 4,3 44,8 3,4 1,8 95,5 W
Женевское 42,3 3,39 4,22 51,4 40,5 0,79 41,1 5,4 3,5 33,3 16,3 0,4 142,6 Я
Иссык-Куль .... Ладожское (на поверх- 114 294 1475 240 2115 1585 3,1 13,0 33,9 2,1 23,8 24,1 5823 Н Е со
ности) . 7,1 1,9 8,6 40,2 2,5 7,7 18,8 8,6 22,6 35,5 4,7 11,8 68 о ja
Мичиган 26,2 8,26 4,74 58,3 7,1 2,72 30,1 15,6 4,3 44,7 3,5 1,8 107,32 £
Онежское 54,2 1,6 1,5 20,4 1,3 1,5 26,3 16,3 7,4 41,3 3,7 5,0 30,2 Я
Севан 33,9 55,9 98,7 414,7 16,9 62,9 8,0 21,7 20,3 38,2 1,9 9,9 662 W
Танганьика .... Телецкое (на поверх- 15—20 36—42 24—28 150—128 15—47 34—38 3,5 45,5 3,4 1,1 68,43 S я о
ности) 12,4 2,1 1,73 48,6 2,8 0,8 36,5 10,0 3
Чудское 23,9 5,2 11,5 112,8 4,0 5,2 28,6 10,3 11,0 44,5 1,9 3,6 162,6 Е
Эри 31,2 7,65 6,54 59,5 13,1 8,77 33,8 11,5 4,7 39,5 5,4 5,1 127 *0 го
* В воде оз. Балхаш содержится также 48,9 мг[л СОд .
ЗАПАСЫ ВОДЫ НА ЗЕМНОМ ШАРЕ
КМ^ т
Океаны и моря . . . . 1336-106 1,3 -10>8
Озера 250 103 0,25-101®
Подземные озера 250 103 0,25 • 1015
Реки .... 50 • 103 50-Ю12
Болота ... 6-103 6 -1012
Полярный лед . . 3,5-10® 3,5-1016
to Снежный покров 250 250 109
ВОЗДУХ
Сведения по санитарной охране атмосферного воздуха н очистке от пыли промыш-
ленных выбросов см.: 1. В. Н. У ж о в. Очистка выбросных промышленных газов от вред-
ных парообразных и газообразных примесей, ч. I, Медгиз, 1962. — 2. В. В. К у ч е р у к.
Очистка от пыли вентиляционных и промышленных выбросов, Госстройиздат, 1955.
ФИЗИЧЕСКИЕ КОНСТАНТЫ ВОЗДУХА
........... 28,98
при давлении 1 атм
... 1,424 кг/м3
. . . 1,2929 »
....................... 1,2047 »
..................... 0,7083 »
Средний молекулярный вес
Плотность сухого воздуха
температура —25° С
0°С
20° С
225° С .
Плотность жидкого воздуха при температуре
—192°С .............. . . .
Температура кипения жидкого воздуха . . .
Критические константы:
температура .............................
давление ................................
плотность ...............................
Теплота парообразования при температуре
— 192°С ...................
Средняя удельная теплоемкость
ср в интервале температур 0—100° С при
давлении 1 атм................ ' ... .
»
»
»
0,96 кг/л
—192,0° С
—140,63° С
37,2 атм или 37,69 • 105 н/м2
0,35 кг/л или 350 кг/м2
50 кал/г или 209,34 кдж/кг
с„ в интервале температур 0—1500°С . .
0,2415 кал/(г-град) или
1,011 кджЦкг г рад)
0,2002 кал/(г град) или
0,8382 кджЦкг град)
--- в интервале температур 0—100° С .
Ср
Коэффициент теплопроводности
температура —190°С ..........................
» 0° С......................
» 100° С......................
Средний коэффициент теплового расширения в
интервале температур 0—100° С................
Вязкость
1 1
1,86 • 10“6 калЦсм сек град)
или 0,0779 дж/(м сек град)
5,77 • 10“5 кал/(см • сек град)
или 0,0242 дж/(м сек град)
7,50 • 10“6 кал/(см сек • град)
или 0,0314 дж/(м сек град)
3,67 10“3 град~1
температура 0°С .........................
» 20°С .....................
Абсолютный показатель преломления при нор-
мальных условиях ...........................
Диэлектрическая проницаемость
температура 0° С, давление 1 атм . .
» 19° С » 20 » . .
» —192° С » 1 » (жид-
кий воздух) ...........................
171,7 мкпз или
1,72-10“5 н-сек/м2
181,9 мкпз или
1,82 • 10“5 н • сек/м2
1,0002936
1,00057
1,0108
1,43
24
СРЕДНИЙ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ СУХОГО АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
(НА УРОВНЕ МОРЯ)
Содержание Компонент Содержание
Компонент объемн. % вес. % объемн. % вес. %
N2 . . . О2 . . . Аг . . . со2 . . Ne . . . Не . . . СН4 . . 78,09 20,95 0,933 0,03 1,8-10-3 4,6 10 4 1,52 • 10 75,50 23,15 1,292 0,046 1,4-10”3 6,4- 10“ 6 8,4 • 10 5 Кг . . Н2 . . NjO . . Хе . . О3 . . Rn . . 1,14 - Ю-4 5-10-3 5-10~Б 8,6-10-6 3-10”7—30- КГ7 6-10"18 & СП 00 00 СО сп Д. • ф 5 о о о ф 1 1 1 1 1 । м сл «л ,<л * Ч S 1
ДАВЛЕНИЕ ВОЗДУХА НА
РАЗЛИЧНОЙ ВЫСОТЕ
В таблице приводятся значения барометрического давления Во (мм рт. ст.) на вы-
соте h (м) над уровнем моря, приведенные к 0° С.
h Во h Во h Во . й Во
0 760 400 723 800 688 3000 524
100 751 500 714 900 680 4000 463
200 740 I 600 705 1000 671 5000 405
300 732 700 697 2000 593
РАСТВОРИМОСТЬ ВОЗДУХА В ВОДЕ ПРИ РАЗЛИЧНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ
В таблице даны значения растворимости воздуха L. свободного от CQg и NH3.
Объем воздуха приведен к температуре 0° С и давлению 760 мм рт. ст.; общее давление
воздуха н паров воды — 760 мм рт. ст. Приводятся также данные о содержании кислорода
в растворенном воздухе.
t, °C L, лл/ЮОО мл Н2О О2. объемн. % t, °C L, жл/1000 мл Н2О О2, объемн. % °C L, мл/иЯй мл Н2О о2, объеми. %
0 29,18 34,91 12 21,87 34,38 22 18,01 33,95
2 27,69 34,82 14 20,97 34,30 24 17,38 33,86
4 26,32 - 34,74 16 20,14 34,21 26 16,79 33,77
6 25,06 34,65 18 19,38 34,12 28 16,21 33,68
8 10 23,90 22,84 34,56 34,47 20 18,68 34,03 30 15,64 33,60
ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ 0 ЖИДКОГО ВОЗДУХА НА ГРАНИЦЕ
С СОБСТВЕННЫМ ПАРОМ
Приводится также содержание кислорода в жидком воздухе.
t, °C 0, дин/см Ог, объемн. % t, °C а, дин/см О2, объемн. %
—190,3 —190,3 11,61 11,91 49,9 67,6 —190,3 12,51 76,45
25
ДИНАМИЧЕСКАЯ Т) И КИНЕМАТИЧЕСКАЯ V ВЯЗКОСТЬ ВОЗДУХА ПРИ
РАЗЛИЧНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ И ДАВЛЕНИИ 1 ат
Единицы измерения вязкости см. т. 1 настоящего издания, стр. 982.
t, °C мкпз v-103, СТ t, °C Л. мкпз v-103, СТ t, °C 1Ъ мкпз v-103, ст t, °C ф мкпз v-103, СТ
—200 51,5 10,7 0 171,7 132,8 160 243,0 298,0 600 394 974
—180 64,7 17,1 10 176,8 141,8 180 250,8 321,6 650 409 1070
—160 77,6 24,9 20 181,9 151,0 200 258,6 346,5 700 425 1172
—140 90,4 34,0 30 186,7 160,3 250 277,7 411,2 700 416*
—120 102,8 44,6 40 191,5 169,8 300 296 480 750 430*
—100 115,0 55,2 60 200,8 189,2 350 313 552 800 443*
—80 126,9 69,4 80 209,7 209,2 400 330 629 850 456*
—60 138,6 83,6 100 218,4 230,4 450 347 711 900 469*
—40 150,0 98,9 120 226,7 252,2 500 362 792 950 481 * . . .
—20 161,0 115,3 140 234,9 274,5 550 378 881 1000 493*
* Данные другого ряда измерений.
ДИНАМИЧЕСКАЯ л И КИНЕМАТИЧЕСКАЯ V ВЯЗКОСТЬ ВОЗДУХА ПРИ
ТЕМПЕРАТУРЕ 14° С И РАЗЛИЧНОМ ДАВЛЕНИИ
Р, ат мкпз V-103, СТ Р, ат мкпз v-103, СТ Р, ат П, мкпз v-103, СТ Р, ат 41. мкпз V-103, СТ
1 177,1 148 70,0 185,6 2,21 113,5 198,7 1,51 154,0 211,0 1,8
34,8 179,4 4,37 80,2 190,5 2,01 117,0 198,9 1,45 170,0 215,7 1,2
50,0 182,0 3,02 100,3 195,0 1,67 124,0 200,6 1,39 187,0 221,1 1,04
59,0 184,0 2,59 110,5 198,7 1,54 128,0 202,1 1,36 200,0 224,2 1,00
ПЛОТНОСТЬ СУХОГО ВОЗДУХА
В таблице приводятся значения плотности р (кг/jw3). вычисленные по формуле:
1,293.В
Р~ (1 + 0,003670-760
где В — давление, мм рт. ст.', t — температура воздуха, ®С.
Темпе- ратура, °C Давление, мм рт. ст. Темпе- ратура, °C Давление, мм рт. ст.
720 740 760 770 720 740 760 770
0 1,225 1,259 ' 1,293 1,310 18 1,149 1,181 1,213 1,229
2 1,216 1,250 1,284 1,301 20 1,141 1,173 1,205 1,221
4 1,208 1,241 1,275 1,291 22 1,134 1,165 1,197 2,212
6 1,199 1,232 1,266 1,282 24 1,126 1,157 1,189 1,204
8 1,190 1,223 1,257 1,273 26 1,118 1,149 1,181 1,196
10 1,182 1,215 1,247 1,264 28 1,111 1,142 1,173 1,188
12 1,173 1,206 1,239 1,255- 30 1,104 1,134 1,165 1,180
14 1,165 1,198 1,230 1,246 32 1,096 1,127 1,157 1,173
16 1,157 1,189 1,221 1,238 35 1,086 1,116 1,146 1,161
26
ПЛОТНОСТЬ ВОЗДУХА В ЖИДКОЙ И ГАЗОВОЙ ФАЗАХ,
НАХОДЯЩИХСЯ В РАВНОВЕСИИ
Значения критической температуры и критической плотности выделены курсивом.
t, °C Рж. г!см3 Рг, г/см3 t, °C Рж. г/см3 ₽г> г/см3 t, °C Рж, г/смЗ Рг. г/см^
—146,0 —145 —144 0,520 0,510 0,500 ' 0,175 —143 —142 0,480 0,450 0,195 0,220 —141 —140,63 0,385 0, 0,250 35
ПРОИЗВЕДЕНИЕ pV ДЛЯ ВОЗДУХА
Данные приведены для воздуха, не содержащего СО2, и отнесены к значению pV при
температуре 0° С и давлении I атм.
Давление, атм Температура, °C
-140 —130 -103,5 —78,5 —35
0 0,488 0,524 0,621 0,713 0,872
1 0,486 0,523 0,620 0,712 0,872
20 0,381 0,441 0,570 0,678 0,857
40 0,113 0,333 0,512 0,642 0,839
60 0,201 0,457 0,609 0.822
80 0,204 0,410 0,580 0,810
100 • . . 0,388 0,560 0,802
Давление, атм Температура, °C
0 50 100 150 200
0 1,0006 1,1838 1,3669 1,5501 1,7332
1 1,0000 1,1836 1,3671 1,5505 1,7338
10 0,9948 1,1826 1,3687 1,5540 1,7388
20 0,9896' 1,1818 1,3709 1,5583 1,7446
30 0,9812 1,1817 1,3762 1,5675 1,7567
40 0,9753 1,1833 1,3830 1,5778 1,7697
50 0,9718 1,1867 1,3911 1,5893 1,7836
100 0,9710 1,1919 1,4006 1,6018 1,7984
150 0,984 1,432 1,841
200 1,010 1,469 1,884
300 1,098 1,561 1,984
400 1,214 1,665 2,094
600 1,470 1,908 2,328
800 1,734 2,158 2,573
1000 1,992 • • • 2,417 2,826
27
УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ ВОЗДУХА ср
Теплоемкость выражена в числителе в кджЦкг • град}, в знаменателе в калЦг • град}.
Темпе- ратура, Давление, атм
1 10 20 | 40 60 70 100 140 180 220
—140 1,0132 1,7082 2,6718 . « .
0,242 0,408 0,638
—120 1,1388 1,3481 1,8338 3,253i
. . . 0,272 0,322 0,438 0,777
—100 1,0090 0,241 1,0802 0,258 1,1849 0,283 1,3942 0,333 1,9217 0,459
—50 1,0048 1,0216 1,0551 1,1472 1,3105
0,240 0,244 0,252 0,274 0,313
1,0048 1,0425 1,1137 1,1723
0,240 0,249 0,266 0,280
1,0048 1,0383 1,0886 1,1388 1,1807 i,2142 i,2393
0,240 0,248 0,260 0,272 0,282 0,290 0,296
100 1,0090 1,0341 1,0718 1,1053 1,1388 1,1681 1,1891
0,241 0,247 0,256 0,264 0,272 0,279 0,284
150 1,0174 1,0341 1,0593 1,0886 1,1137 1,1346 1,1514
0,243 0,247 0,253 0,260 0,266 0,271 0,275
200 1,0258 1,0300 1,0509 1,0760 1,0886 1,1095 1,1262
0,245 0,246 0,251 0,257 0,260 0,265 0,269
280 1,0425 1,0341 . . . 1,0425 1,0551 1,0634 1,0760 1,0844
0,249 0,247 . - . 0,249 0,252 0,254 0,257 0,259
0—100° с 1,0111 0—400° С 1,0228 0—801° С 1,0387 о-юэо° с 1,0467 0—1400° С 1,0626
0,2415 0,2443 0.2481 0,2500 0,2538
ПСИХРОМЕТРИЧЕСКИЕ ТАБЛИЦЫ
В таблице приведены влажность воздуха и точка росы для различных значений
разности между показаниями «влажного» и «сухого» термометров («психрометрическая
разность») при данной температуре.
Интервал температур —20 ч-30° С
Психрометрические разности (''вл~“^СуХ)
Темпе- ратура воз- 0 град 1 град 2 град 3 град
абс. влаж- ность, мм рт.ст. отн. влаж- ность, % точка росы, °C абс. влаж- ность, мм рт.ст. ОТН. влаж- ность, % точка росы, °C абс. влаж- ность, мм рт. ст. ОТИ. влаж- ность, % точка росы, °C абс. влаж- ность, м ч рт. ст. ОТИ. влаж- ность, % точка росы, °C
—20 0,8 100 —20
—15 1,2 100 —15 0,6 51 —22,1
—10 1,9 100 —10 1,3 66 —14,6 0,6 32 —22,1
—9 2,1 100 •—9 1,4 68 —13,3 0,8 37 —19,8
—8 2,3 100 —8 1,6 70 —12,0 0,9 41 —17,9
—7 2,5 100 —7 1,8 72 —10,7 1,1 44 —16,0 0,4 18 —25,5
—6 2,8 100 —6 2,0 74 —9,5 1,3 48 —14,3 0,6 23 —22,1
—5 3,0 100 —5 2,3 75 —8,3 1,5 51 —12,7 0,8 27 —19,4
—4 3,3 100 —4 2,5 77 —7,1 1,8 54 —Н,1 1,0 32 —16,9
—3 3,6 100 з 2,8 78 —5,9 2,0 56 —9,7 1,3 35 —14,8
—2 3,9 100 —2 3,1 79 —4,8 2,3 59 —8,2 1,5 39 —12,8
—1 4,2 100 —1 3,4 80 —3,6 2,6 61 -6,9 1,8 42 —11,0
0 4,6 100 0 3,7 81 —2,5 2,9 63 —5,5 2,1 45 -9,3
+1 4,9 100 +1 4,1 83 —1,4 3,2 65 —4,2 2,4 48 —7,7
28
ПСИХРОМЕТРИЧЕСКИЕ ТАБЛИЦЫ
Интервал температур —20-г-30° С (продолжение)
Темпе- ратура воз- духа, иС Психрометрические разности (*вЛ —*СуХ)
0 град 1 град 2 град 3 град
абс. влаж- ность, мм рт.ст. отн. влаж- ность, % точка росы, °C абс. влаж- ность, мм рт.ст. отн. влаж- ность, % точка росы, °C абс. влаж- ность, мм рт.ст. отн. влаж- ность, % точка росы, QC абс. влаж- ность, мм рт.ст. ОТН. влаж- ность, % точка росы. °C
2 5,3 100 2 4,4 84 —0,4 3,6 68 —3,0 2,7 51 —6,2
3 5,7 100 3 4,8 84 +0,6 3,9 69 —1.9 3,1 54 —4,7
4 6,1 100 4 5,2 85 1,7 4,3 70 —0,8 3,4 56 —3,5
5 6,5 100 5 5,6 86 2,8 4,7 72 +0,3 3,8 58 —2,3
6 7,0 100 6 6,0 86 3,9 5,1 73 1,5 4,2 60 —1,1
7 7,5 100 7 6,5 87 4,9 5,5 74 2,6 4,6 61 +0,1
8 8,0 100 8 7,0 87 6,0 6,0 75 3,8 5,0 63 1,3
9 8,6 100 9 7,5 88 7,1 6,5 76 4,9 5,5 64 2,6
10 9,2 100 10 8,1 88 8,1 7,0 76 6,1 6,0 65 3,8
11 9,8 100 11 8,7 88 JS,2 7,6 77 7,2 6,5 66 5,0
12 10,5 100 12 9,3 89 10,2 8,2 78 8,3 7,1 68 6,2
13 И.2 100 13 10,0 89 11,3 8,8 79 9,4 7,7 69 7,4
14 12,0 100 14 10,7 89 12,3 9,5 79 10,5 8,3 70 8,5
15 12,8 100 15 11,5 90 13,4 10,2 80 11,6 9,0 71 9,7
16 13,6 100 16 12,3 90 14,4 п.о 81 12,7 9,7 71 10,8
17 14,5 100 17 13,1 90 15,4 П,8 81 13,7 10,5 72 12,0
18 15,5 100 18 14,0 91 16,5 12,6 82 14,8 11,3 73 13,1
19 16,5 100 19 15,0 91 17,5 13,5 82 15,9 12,1 74 14,2
20 17,5 100 20 16,0 91 18,5 14,5 83 16,9 13,0 74 15,3
21 18,7 100 21 17,0 91 19,5 15,5 83 18,0 14,0 75 16,4
22 19,8 100 22 18,2 92 20,6 16,5 83 19,1 15,0 76 17,5
23 21,1 100 23 19,3 92 21,6 17,6 84 20,1 16,0 76 18,6
24 22,4 100 24 20,6 92 22,6 18,8 84 21,2 17,2 77 19,6
25 23,8 100 25 21,9 92 23,6 20,1 84 22,2 18,3 77 20,7
26 25,2 100 26 23,3 92 24,6 21,4 85 23,2 19,6 78 21,8
27 26,7 100 27 24,7 92 25,7 22,8 85 24,3 20,9 78 22,8
28 28,3 100 28 26,2 93 26,7 24,2 85 25,3 22,3 78 23,9
29 30,0 100 29 27,8 93 27,7 25,7 86 23,4 23,7 79 25,0
30 31,8 100 30 29,5 ‘ 93 28,7 27,3 86 27,4 25,2 79 26,0
Психрометрические разности (*вл“^СуХ)
Темпе- ратура воз- духа, °C 4 град 5 град 6 град 7 град
абс. влаж- ность. мм рт. ст. ОТН. влаж- ность, % точка росы, °C абс. влаж- ность. мм рт. ст. ОТН. влаж- ность, % точка росы, СС абс. влаж- ность. мм рт. ст. ОТН. влаж- ность, % точка росы, °C абс. влаж- ность, мм рт. ст. ОТН. влаж- ность, % точка росы, °C
—4 0,3 10 —28,7
—3 0,5 15 -23,8
—2 0,8 20 —20,2
—1 1,0 24 —17,2
0 1,3 28 —14,6 0,5 11 —24,2
+ 1 1,6 32 —12,4 0,8 16 —19,9
2 1,9 35 —10,4 1,1 20 —16,6 •
3 2,2 39 —8,5 1,4 24 —13,8 0,6 10 —23,0
4 2,6 42 —6,8 1,7 28 —11,4 0,9 14 —18,6
5 2,9 45 —5 3 2,1 32 —9,3 1,2 19 —15,2 0,4 6 —27,
6 3,3 47 —3,9 2,4 35 —7,5 1,6 23 —12,3 0,7 10 —20,
29
(продолжение)
ПСИХРОМЕТРИЧЕСКИЕ ТАБЛИЦЫ
Интервал температур —20 ч-30° С
Психрометрические разности (*вл~ *Сух)
Темпе- ратура воз- 4 град 5 град 6 град 7 град
абс. отн. абс. абс. абс.
духа, вл аж- точка в л аж- точка влаж- точка влаж- ОТН. точка
°C иость, в лаж- росы, иость, влаж- росы, ность, влаж- росы, ность. влаж- росы.
мм рт.ст. % -с мм рт.ст. ность, % °C мм рт.ст. ность, % °C мм рт.ст. ность, % °C
7 3,7 49 —2,6 2,8 37 —5,9 1,9 26 —10,1 1,1 14 —16,5
8 4,1 51 —1,3 3,2 40 —4,3 2,3 29 —8,1 1,4 18 —13,5
9 4,5 53 —0,1 3,6 42 —2,9 2,7 31 —6,3 1,8 21 —11,0
10 5,0 54 +1,2 4,0 44 —1,5 3,1 34 —4,6 2,2 24 —8,7
11 5,5 56 2,6 4,5 46 -0,2 3,5 36 —3,1 2,8 26 —6,7
12 6,0 57 3,9 5,0 48 +1,2 4,0 38 —1,6 3,0 29 4 9
13 6,6 59 5,1 5,5 49 2,7 4,5 40 3,5 31 —3,2
14 7,2 60 6,4 6,1 51 4,0 5,0 42 +1,3 4,0 34 —1,6
15 7,8 61 7,6 6,7 52 5,4 5,6 44 2,8 4,5 36 Q 1
16 8,5 62 8,8 7,3 54 6,7 6,2 46 4,3 5,1 37 +1,5
17 9,2 64 10,0 8,0 55 8,0 6,8 47 5,6 5,7 39 3,1
18 10,0 65 11,2 8,7 56 9,2 7,5 49 7,0 6,3 41 4,6
19 10,8 65. 12,4 9,5 58 10,5 8,2 50 8,3 7,0 43 6,0
20 11,6 66 13,5 10,3 59 Н,7 9,0 51 9,6 7,7 44 7,4
21 12,5 67 14,7 ИД 60 12,9 9,8 52 10,9 8,5 46 8,8
22 13,5 68 15,8 12,0 61 14,1 10,6 54 12,2 9,3 47 10,1
23 14,5 69 16,9 13,0 61 15,2 11,5 55 10,4 10,1 48 11,4
24 15,5 69 18,1 14,0 62 16,4 12,5 56 14,6 11,0 49 12,7
25 16,7 70 19,2 15,0 63 17,5 13,5 57 15,8 12,0 50 14,0
26 17,8 71 20,3 16,1 64 18,7 14,5 58 17,0 13,0 51 15,2
27 19,1 71 21,4 17,3 65 19,8 15,7 59 18,2 14,0 52 16,5
28 20,4 72 22,4 18,6 65 20,9 16,8 59 19,3 15,2 53 17,7
29 21,8 72 23,5 19,9 66 22,0 18,1 60 20,5 16,3 54 18,9
30 23,3 73 8 гра 24,6 д 21,3 67 9 гра 23,2 д 19,4 61 0 гра 21,6 д 17,6 1 55 1 гра 20,0 д
8 0,6 7 —22,9
9 0,9 11 -18,1
10 1,3 14 —14,5 0,4 5 —26,0
11 1,7 17 -11,6 0,8 8 —19,7
12 2,1 20 —9,1 1,2 11 —15,5
13 2,5 23 —7,0 1,6 14 —12,2 0,7 6 —21,2
14 3,0 25 —5,0 2,0 17 —9,5 1,1 9 —16,3
15 3,5 27 —3,2 2,5 20 —7,1 1,5 12 —12,6 0,6 5 —22,6
16 4,0 30 —1,5 3,0 22 —5,0 2,0 15 —9,6 1,0 8 —16,8
17 4,6 32 +0,1 3,5 24 —3,1 2,5 17 —7,1 1,5 10 —12,8
18 5,2 34 1,8 4,1 27 —1,3 3,0 20 4 9 2,0 13 —9,6
19 5,8 35 3,4 4,7 29 +0,4 3,6 22 —2,9 2,5 15 —6,9
20 6,5 37 5,0 5,3 30 2,1 4,2 24 —1,0 3,1 18 —4,6
21 7,2 39 6,4 6,0 32 3,8 4,8 26 +0,8 3,7 20 —2,5
22 8,0 40 7,9 6,7 34 5,4 5,5 28 2,6 4,3 22 —0,6
23 8,8 42 9,3 7,5 36 6,9 6,2 30 4,3 5,0 24 +1,3
24 9,6 43 10,7 8,3 37 8,4 7,0 31 5,9 5,7 26 3,1
25 10,5 44 12,0 9,1 38 9,9 7,8 33 7,5 6,5 27 4,9
26 11,5 46 13,3 10,0 40 11,3 8,6 34 9,0 7,3 29 6,6
27 12,5 47 14,6 и.о 41 12,7 9,5 36 10,5 8,1 30 8,2
28 13,5 48 15,9 12,0 42 14,0 10,5 37 11,9 9,0 32 9,7
29 14,7 49 17,1 13,0 43 15,3 11,5 38 13,3 10,0 33 11,2
30 15,8 50 18,4 14,1 44 16,6 12,5 39 14,7 11,0 34 12,7
30
ПСИХРОМЕТРИЧЕСКИЕ ТАБЛИЦЫ
Интервал температур 40н-150°С
(Продолжение)
Психрометрические разности /7 „ —
X ВЛ СуХ/
Темпе- ратура воз- духа, VC 0 град 5 град 10 град 15 град
абс. влаж- ность, мм рт.ст. отн. влаж- ность, % точка росы, °C абс. влаж- ность, мм рт.ст. ОТН. влаж- ность, % точка росы, °C абс. влаж- ность, мм рт. ст. ОТН. влаж- ность, % точка росы, °C абс. влаж- ность, мм рт. ст. ОТН. влаж- ность, % точка росы. VC
40 55,32 100 40 39,56 71,5 33,9 26,6 48 26,9 16,0 29 18,6
50 92,51 100 50 68,46 74 44,1 50,0 54 38,1 33,8 36,5 31,6
60 149,38 100 60 114,3 76,5 54,3 85,9 57,5 48,5 62,7 42 42,4
70 233,7 100 70 183,5 78,5 64,5 141,4 60,5 58,8 106,3 45,5 52,8
80 355,1 100 80 284,1 80,0 74,6 223,7 63 69,0 174,0 49 633
90 525,76 100 90 428,5 81,5 84,7 344,4 65,5 79,2 276,0 52,5 73,9
100 760,00 100 100 627,0 82,5 94,7 513,0 67,5 89,3 418,0 55 84,1
110 741,5 69 99,3 617,9 51,5 94,3
2С град 25 град 30 град ЗЕ град
40 7,2 13 6,4
50 20,4 22 22,4 10,6 11,5 12,2 1,4 1,5 —15,3
60 42,6 28,5 35,2 26,9 18 27,1 14,2 9,5 +16,6 3,7 2.5 —2,8
70 78,3 33,5 46,7 54,9 23,5 39,9 36,2 15,5 32,3 21,0 5 +23
80 133,2 37,5 57,5 99,4 28 51,5 71,0 20 44,7 47,9 13,5 37,3
90 215,6 41 68,2 165,6 31,5 62,2 126,2 24 56,5 92 17,5 49,9
100 344,4 44 78,5 266,0 35 73,0 205,2 27 67,0 159,6 21 61,5
110 500,0 46,5 88,7 408,35 38 83,5 322,4 30 77,6 257,9 24 72,3
120 729,7 49 98,9 603,13 40,5 93,6 491,4 33 88,2 394,6 26,5 82,6
130 719,3 35,3 98,5 587,6 29 93,0
40 град 45 град 50 град 55 град
70 7,0 3 6,0
80 28,4 8 28,0 10,7 3 12,2 3,6 1
90 63,1 12 42,5 42,1 8 35,0 23,7 4,5 +24,9 7,9 1,5 7,7
100 117,8 15,5 55,0 83,6 11 48,0 57,0 7,5 40,6 34,2 4,5 31,3
110 198,8 18,5 66,3 150,4 14 60,1 112,8 10,5 54,0 75,2 7 45,9
120 312,7 21 76,9 245,7 16,5 71,2 186,2 12,5 64,8 141,5 9,5 58,8
130 476,2 23,5 87,4 385,0 19 82,0 304,0 15 76,2 243,2 12 71,0
140 570,48 26 97,9 569,3 21 92,1 460,8 17 86,5 379,5 14 81,6
150 696,3 19,5 97,6 571,31 16 92,2
60 град 65 град 70 град
100 19,0 2,5 21,3 3,8 0,5 —2,5 -
110 53,7 5 39,5 26,9 2,5 +28,3 10,8 1 12,3
120 111,7 7,5 53,9 67,0 4 43,7 44,7 3 36,1
130 192,5 9,5 65,6 131,7 6,5 57,3 101,3 5 51,8
140 298,2 11 75,7 230,4 8,5 69,7 176,2 6,5 63,5
150 464,2 13 86,7 357,1 10 80,1 303,5 8,5 76,2
75 град 80 град & 5 град
120 22,3 1,5 24,0 7,5 0,5 6,9
130 60,8 3 41,8 30,4 1,5 29,2 16,1 0,5 11,5
140 135,5 5 57,8 94,9 3,5 50,5 54,2 2 39,6
150 232,1 6,5 69,8 160,7 4,5 61,6 107,1 3 53,0
9( ) град 9 5 град 100 град
140 27,1 1 27,2 13,6 0,5 15,9
150 71,4 2 44,9 53,6 1,5 39,4 17,9 0,51 20,3
31
ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА И ДАВЛЕНИЕ ВОДЯНОГО ПАРА НАД
НАСЫЩЕННЫМИ РАСТВОРАМИ НЕКОТОРЫХ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Вещества Относительная влажность воздуха над раствором, % Давление водяного пара иад раствором, мм рт. ст.
10” с 15° С 20° С 25° С 30° с 40е С 59® С 10° с 15° С 20° С 25° С 30° с 40° С 50” С
Са (NO3)2- •4Н2О . . . 55,9 55,4 50,5 46,7 35,5 7,16 9,73 12,04 14,38 19,68
NH-'NOa . . . NaCl 75,3 69,8 66,9 62,7 59,4 52,5 43,4 6,88 8,95 11,74 14,03 18,93 29,11 44,71
76,1 77,0 77,6 77,6 75,2 74,7 74Д 7,00 9,87 13,63 18,01 23,76 41,37 68,50
NaNO3 .... 78,0 76,8 77,1 74,4 72,4 70,1 67,3 7,13 9,85 13,53 17,53 23,07 33,81 62,21
NH4CI .... 79,5 79,2 79,3 76,0 77,2 73,7 71,3 7,27 10,15 13,92 18,12 23,61 40,81 65,92
(NH4)2SO4 . . 79,8 79,3 81,0 81,6 79,2 78,2 77,8 7,29 10,16 14,22 19,50 -25,22 43,32 71,93
CO (NH2)2 • • 81,8 79,9 80,0 75,8 72,5 68,0 ’62,5 7,42 10,24 14.05 18,03 23,09 37,66 57,77
(NH4)2HPO4 83,2 82,8 14,59 26,35
kci 88,3 86,2 85,7 83,49 84,0 81,2 80,0 8,07 11,05 15,04 19,59 26,75 44,99 73,97
KNO3 .... 97,0 95,6 92,3 92,0 90,5 87,9 85,5 8,37 12,26 15,21 21,94 28,84 48,67 78,66
NH4H2PO4. . Ca (H2PO4)2- H2O. . . . 97,8 97,0 91,7 91,7 96,6 90,3 88,2 8,94 12,44 16,10 21,91 29,18 50,05 81,56
97,9 98,8 94,1 96,0 93,7 94,5 94,6 8,95 12,67 16,52 22,88 29,85 52,37 37,60
KH2PO4 . . . 98,0 98,4 96,2 95,4 92,9 92,9 92,6 8,46 12,62 16,83 22,76 29,60 51,46 85,63
K2SO4 .... 99,1 99,7 98,5 98,8 95,5 95,7 95,8 9,05 12,71 17,90 23,56 30,68 53,04 83,56
ОТНОСИТЕЛЬНАЯ
ВЛАЖНОСТЬ
ВОЗДУХА И ДАВЛЕНИЕ ВОДЯНОГО ПАРА НАД
НАСЫЩЕННЫМИ РАСТВОРАМИ СМЕСЕЙ НЕКОТОРЫХ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Приводятся значения при 30” С для растворов, содержащих эквимолекулярное коли-
чество растворенных веществ.
Смесн Относи- тельная влажность воздуха над раствором, % Давление водяного пара над раствором, мм рт. ст. Смеси Относи» тельная влажность воздуха иад раствором, % Давление водяного пара над раствором, м и рт. ст.
NH4NO3+CO(NH2)2 18,1 5,75 CO(NH2)2 4 KNO3 65,2 20,77
nh4no3 4 СО (NH2)2 +
+ Са (NO3)2-4H2O 23,5 7,48 + nh4h2po4 . . . 65,2 20,77
Са (NО3)2°4Н2О NaNO3 + NaCl. . . . 67,6 21,53
-PKNO3 31,4 10,00 NaCI-J-NH4Cl. . . . 68 8 21,91
Са (NO3)2-4H2O + CO (NH2)2J-KH2PO4 70,1 22*32
-pNaNOa 37,7 12,00 NH4CI-+ (NH4)2SO4 71 3 22 70
NaNO3 + CO (NH2)2 45*6 14,49 CO (NH2)2 4- K2SO4 71,5 22; 77
NaCl + KCI 72,2 22 98
• 4CO (NH2)2 + NH4Ci+KCI .... 73,5 23*39
Ц- Ca (NO3)2-4H2O 45,7 14,56 NH4C1 + NH4H2PO4 74,4 23,68
Ca (NO3)2° (N H4)2SU4 +
4CO(NH2)2 + 4 NH4H2PO4 . . . 75,8 24,13
- CO (NH2)2 .... 56,5 17 99 KC14-KNO3 78 6 25 01
Ca (NO3j2-4C6 (NH2)2 66,7 21,25 (NH4)jSO4 + K2SO4 81,4 25^92
Ca (NO3)2°4H2O 4- KC14-K2SO4 .... 83,2 26,48
-« Ca (Й2РО4)2-Н2О 46,2 14,71 KC1+KH2PO4 . . . 83,4 26,55
NH4NO3-Г NaNO3 . . 46,3 14,75 KNO34-K2SO4 . . . 87,8 27,57
NH4NO3 + NH4C1 . . ‘ 51,4 16,38 NH4H2PO44-
CO (NH2)24 NaCl . . 52,8 16,82 r Ca(H2PO4)2-H2O 88,8 28,26
CO (NH2)2 + KNO34-KH2PO4 . . 90,1 28,71
+ (NH4)2SO4 .... 56,4 17,95 KH2PO4 +
CO(NH2)2 nh4ci 57,9 18,42 4- Ca (H2PO4)2-
NH4NO3 -1- nh4h 2po4 58,0 18,46 H2O 90,5 28,82
NH4NO3 l-KNO3 . . . 59/J 19,07 NH4H2PO44-
CO<NH2)24 KCI . . . 60,3 19,20 KH2PO4 .... 91,0 28,98
NH„NO3 (NH4)j|SO4 62,3 19,82 KH2PO4 4- K2SO4 . 93,8 29,86
NaNO3 1 KNO3 .... 64,5 20,55
CO (NH2)2 +
3- Ca (H2PO4)2-H2O 65,1 20,73
32
СОДЕРЖАНИЕ ВОДЯНОГО ПАРА В ВОЗДУХЕ ПРИ НАСЫЩЕНИИ (г/м •)
Давление 760 мм рт. ст.
Температура, °C
единицы *
десятки 0 1 1 2 3 1 4 5 6 7 8 9
—10 2,15 1,98 1,81 1,66 1,52 1,40 1,28 1,18 1,08 0,98
4,84 4,47 4,13 3,31 3,52 3,24 2,99 2,75 2,54 2,34
+0 4,84 5,18 5,54 5,92 6,33 6,76 7,22 7,70 8,22 8,76
10 9,38 9,94 10,57 11,25 11,96 12,71 13,51 14,34 15,22 16,14
20 17,12 18,14 19,22 20,36 21,55 22,80 24,11 25,49 26,93 28,45
30 30,04 31,70 33,45 35,28 37,19 39,19 41,28 43,47 45,75 48,14
Давление 745 мм рт. ст.
Темпера- ту^а, Содержа- ние водя- ного пара, г/жЗ Темпера- тура, °C Содержа- ние водя- ного пара, г/жЗ Темпера- тура, °C Содержа- ние водя- ного пара, г/жЗ Темпера- тура, °C Содержа- ние водя- ного пара, г/жЗ
—15 1,39 55 104,28 140 525,58 280 389,56
—10 2,14 60 130,09 150 512,64 290 382,55
5 3,24 65 161,05 160 500,36 300 375,79
0 4,84 70 197,95 170 488,67 350 345,32
5 6,80 75 241,65 180 477,55 400 319,47
10 9,40 80 292,99 190 466,94 450 297,25
15 12,82 85 353,23 200 456,81 500 277,94
20 17,29 - 90 423,07 210 447,13 550 261,00
25 23,03 95 504,11 220 437,86 600 246,02
30 30,36 99,4 586,25 '230 428,97 650 232,67
35 39,59 100 585;24 240 420,45 700 220,69
40 51,13 110 568,98 250 412,26 750 209,90
45 65,42 120 553,67 260- 404,40 800 200,11
50 82,94 130 539,23 270 396,84
СОДЕРЖАНИЕ ВОДЯНОГО ПАРА В СЖАТОМ ВОЗДУХЕ ПРИ НАСЫЩЕНИИ
Давле- ине, атм Содержание водяного пара при 50° С Содержание водяного пара при 70° С Давле- нне, атм Содержание водяного пара при 50° С Содержание водяного пара при 70° С
объемн. % КЦмЬ объемн. % кг/яЯ объемн. % кг!м^ объемн. % кг/мз
20 0,6356 0,0864 1,683 0,02125 120 0,1394 0,1094 0,3507 0,02606
40 0,3349 0,0911 0,8912 0,02244 140 0,1221 0,1140 0,3078 0,02675
60 0,1914 0,0957 0,5149 0,02376 160 0,1115 0,1186 0,2762 0,02736
80 0,1852 0,1002 0,4899 0,02440 180 0,1045 0,1234 0,2148 0,02862
100 0,1559 0,1048 0,4000 0,02526 200 0,0987 0,1280 • . .
2 Зак. 134
33
ОБЪЕМ ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА (jm3), СОДЕРЖАЩЕГО 1 кг СУХОГО ВОЗДУХА,
ПРИ ДАВЛЕНИИ 745 мм рт. ст.
/, °C Относительная влажность воздуха ср, %
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 5 0
-15 0,747 0,747 0,747 0,747 0,747 0,746 0,746 0.746 0,746 0,746 0,746 0,746
-10 0,762 0,762 0,762 0,762 0,762 0,761 0,761 0,761 0,761 0,761 0,760 0,760
—5 0,778 0,778 0,777 0,777 0,777 0,776 0,776 0,776 0,775 0,775 0,775 0,775
0 0,794 0,794 0,793 0,793 0,792 0,792 0,791 0,791 0,790 0,790 0,789 0,789
5 0,811 0,810 0,809 0,809 0,808 0,807 0,805 0,806 0,805 0,804 0,804 0.801
10 0,828 0,827 0,826 0,825 0.824 0,823 0,822 0,821 0,820 0,819 0,819 0,818
15 0,847 0,846 0,844 0,843 0,841 0,840 0,838 0,837 0,835 0,834 0,833 0,833
20 0,867 0,865 0,863 0,861 0,859 0,857 0,855 0,853 0,851 0,849 0,848 0,847
25 0,890 0,887 0,884 0,881 0,878 0,875 0,873 0,870 0,867 0,864 0,863 0,861
30 0,915 0,911 0,907 0,903 0,899 0,895 0,891 0,887 0,883 0,880 0,878 0,876
35 0,944 0,938 0,933 0,927 0,922 0,916 0,911 0.906 0,901 0,895 0,893 0,890
40 0,977 0,970 0,962 0,954 0,947 0,940 0,933 0,925 0,919 0,912 0,908 0,905
45 1,02 1,01 0,996 0,986 0,976 0,966 0,956 0,947 0,937 0,928 0,923 0,919
50 1,07 1,05 1,04 1,02 1,01 0,996 0,983 0,970 0,958 0,945 0,940 0,934
55 1,13 1,Н 1,09 1,07 1,05 1,03 1,01 0,996 0,979 0,963 0,956 0,948
60 1,20 1,17 1,15 1,12 1,09 1,07 1,05 1,02 1,00 0,982 0,972 0,963
65 1,31 1,26 1,22 1,19 1,15 1,12 1,09 1,06 1,03 1,00 0,990 0,977
70 1,44 1,38 1,32 1,27 1,22 1,17 1,13 1,09 1.05 ‘ 1,02 1,01 0,992
75 1,64 1,55 1,46 1,38 1,31 1,25 1,19 1,14 1,09 1,05 1,03 1,01
80 1,95 1,79 1,65 1.53 1,43 1,34 1,26 1,19 1,13 1,07 1,05 1,02
85 2,48 2,18 1,94 1,75 1,59 1,46 1.35 1,26 1,17 1,10 1,07 1,03
90 3,57 2,88 2,42 2,08 1,83 1,63 1,47 1,33 1,22 1.13 1,09 1,05
95 7,14 4,57 3,35 2,65 2,19 1,86 1,62 1,43 1,28 1,16 1,И 1,06
99,4 10,9 5,45 3,63 2,72 2,17 1,80 1,54 1,35 1,20 1,13 1,08
100 10,9 5,45 3,63 2,72 2,17 1,81 1,55 1,35 1,20 1,14 1,08
110 4,2 5,59 3,72 2,79 2.23 1,85 1,59 1,39 1,23 1,17 1,11
120 11,5 5,73 3,82 2,86 2,28 1,90 1,63 1,42 1,26 1,20 1.14
130 11,8 5,87 3,91 2,93 2,34 1.95 1,67 1,46 1,30 1,23 1,16
140 12,0 6,01 4,01 3,00 2,40 2,00 1,71 1,49 1,33 1,26 1,19
150 12,3 6,15 4,10 3,07 2,46 2,04 1,75 1,53 1,36 1,29 1,22
160 12,6 6,30 4,19 3,14 2,51 2,09 1,79 1,57 1,39 1,32 1,25
170 12,9 6,44 4,29 3,21 2,57 2,14 1,83 1,60 1,42 1,35 1,28
180 13.2 6,58 4,38 3,29 2,63 2,19 1,87 1,64 1,46 1,38 1,31
190 13,4 6,72 4,48 3,36 2,68 2,24 1,9* 1,67 1,49 1,41 1,34
200 13,7 6,86 4,57 3,43 2,74 2,28 1,96 1,71 1,52 1,47 1,37
'НО 14,00 7,01 4,67 3.50 2,80 2,33 2,00 1,76 1.55 1,47 1,<0
220 14,3 7,15 4,76 3,51 2,86 2,38 2,04 1,78 1,58 1,50 1,42
230 14,6 7,29 4,86 3,64 2,91 2.43 2,08 1,82 1,62 1,53 1,56 1,45
240 14,9 7,43 4,95 3,71 2,97 2,47 2,12 1,85 1,65 1,48
260 15,2 7,58 5,05 3,79 а,03 2,62 2,16 1,89 1,68 1,59 1,61
260 15,4 7,72 5,15 3,86 3,09 2,57 2,20 1,93 1,71 1,60 1,54
270 15,7 7,86 5,24 3,93 3,14 2,62 2,22 1,96 1,74 1,65 1.57
280 16,0 8,01 5,34 4,00 3,20 2,67 2,28 2,00 1,78 1,68 1,60
’290 16,3 8,15 5,43 4,07 3,26 2,71 2,33 2,03 1,81 1,71 1,63
300 16,6 8,29 5,53 4,15 3,32 2,76 2.37 2,07 1,84 1,74 1,66
3)0 18,0 9,01 6,01 4,50 3,60 3,00 2,57 2,25 2,00 1,90 1,80
400 19,0 9,73 6,49 4,87 3,89 3,24 2,78 2,43 2,16 2,05 1,94
450 20,9 10,4 6,97 5,22 4,18 3,48 2,99 2,61 2,32 2,20 2,09
500 22,3 11,2 7.45 5,59 4,47 3,72 3,19 2,79 2,48 2,35 2,23
550 23,8 11,9 7,93 5,95 4,76 3,96 3,40 2,97 2,64 2,50 2,38
600 25,2 12,6 8,41 6,31 5,05 4.21 3,60 3,15 2,80 2,66 2,52
650 26,7 13,3 8,89 6,67 5,34 4,45 3,81 3,33 2,96 2,81 2,67
700 28,1 14,1 9,37 7,03 5,62 4,69 4,02 3,51 3,12 2,96 2,81
750 29,6 14,8 9,86 7,39 5,91 4,93 4.22 3,70 3,28 3,11 2,96
ъл 1 31,0 15,5 10,3 7,75 6,20 5,17 1,43 3,88 3,45 3,26 3,10
СВОЙСТВА ВОЗДУХА, НАСЫЩЕННОГО ВОДЯНЫМ ПАРОМ
Для температур ннже 0° С в таблице приведено давление водяного пара, находящегося
в равновесии со льдом; данные для равновесия с переохлажденной водой см. т. 1 настоящего
издания «Справочника химика», стр, 725.
Тем- пера- тура, МС Давле- ние водяного пара, мм рт. ст. Содержа- ние водя- ного пара, кг/кг сухого воздуха Энтальпия смесн водяного пара и воздуха Тем- пера- тура, °C Давле- ние водяного пара, мм рт. ст. Содер- жание водяного пара, кг} кг сухого воздуха Энтальпия смеси водяного пара и воздуха
кдж/кг сухого воздуха ккал/кг сухого воздуха кдж/кг сухого воздуха ккал!кг сухого воздуха
—20 0,772 0,000654 -18,51 —4,42 41 58,34 0,0536 178,78 42,7
—19 0,850 0,000720 — 17,33 —4,14 42 61,50 0,0508 188,41 45,0
— 18 0,935 0,000792 -16,16 —3,86 43 64,80 0,0601 198,04 47,3
-17 1,027 0,000870 —14,95 —3,57 44 68,26 0,0637 208,50 49,8
-16 1,123 0,000955 —13.73 —3,28 45 71,88 0,0674 218,55 52,2
— 15 1,238 0,001048 — 12,48 —2,98 46 75,65 0,0714 230,27 55,0
-14 1,357 0,001150 —11,22 —2,68 47 79,60 0,0755 242,42 57,9
—13 1,486 0,001200 —9,92 —2,37 48 83,71 0,0799 254,56 60,8
-12 1,627 0,001379 —8,50 —2,03 49 88,02 0,0846 267,96 64,0
-11 1,780 0,001509 —7,33 —1,75 50 92,51 0,0895 281,77 67,3
-10 1,946 0,001650 —5,99 -1,43 51 97,20 0,0947 296,43 70,8
—9 2,125 0,001801 —4,61 -1,10 52 102,1 0,1003 312,34 74,6
—8 2,321 0,001969 —3,18 —0,76 53 107,2 0,1061 328,25 78,4
—7 2,532 0,002149 -1.72 —0,41 54 112,5 0,1123 345^3 82,6
-6 2,761 0,002343 -0,21 —0,05 55 118,0 0,1189 364,25 87,0
—5 3,008 0,002552 +1,30 +0,31 56 123,8 0,1259 384,77 91,9
—4 3,276 0,002781 2,89 0,69 57 129,8 0,1333 404,03 96,5
—3 3,566 0,003030 4.52 1,08 58 136,1 0,1412 425,80 101,7
—2 3,879 0,00330 6,20 1,48 59 142,6 0,1495 448,82 107,2
—1 4,216 0,00359 7,91 1,89 60 149,4 0,1585 473,11 113,0
0 4,579 0,00390 9,71 2,32 61 156,4 0,1680 499,07 119,2
1 4,93 0,00420 11,47 2,74 62 163,8 0,1783 527,54 126,0
2 5,29 0,00451 12,90 3,08 63 171,4 0,1888 556,01 132,8
3 5,69 0,00485 15.11 3,61 64 179,3 0,2005 588,66 140,6
4 6,10 0,00520 17,00 4,03 65 187,5 0,2129 622,16 148,6
5 6,54 0,00558 18,84 4.50 66 196,1 0,2260 657,33 157,0
6 7,01 0,00598 20,98 5,01 67 205,0 0,2403 696,68 166,4
7 7,51 0,00642 23,11 5,52 68 214,2 0,2559 738,97 176,5
8 8,05 0,00688 25,29 6,04 69 223,7 0,2721 783,77 187,2
9 8,61 0,00736 27,51 6,57 70 233,7 0,2897 830,66 198,4
10 9,21 0,00788 29,85 7,13 71 243,9 0,3086 883,41 211
11 9,84 0,00844 32,24 7,70 72 254,6 0.329 937,84 224
12 10,52 0.00902 34,33 8,20 73 265,7 0,352 996,46 238
13 11,23 0,00964 37,30 8,91 74 277,2 0,376 1 067,63 255
14 11,99 0,01030 40,03 9,56 75 289,1 0,403 1 138,81 272
15 12,79 0,01100 42,71 10,2 76 301,4 0,432 1 214,17 290
16 13.63 0,01174 45,64 10,9 77 314,1 0,463 1 302,09 311
17 14,53 0,01254 48,57 11,6 78 327,3 0,499 1 394,20 333
18 15,48 0,01337 51,92 12,4 79 341,0 0,538 I 498,87 358
19 16,48 0,01425 55,27 13,2 80 355,1 0,580 1 616,10 386
20 17,54 0,01519 58,62 14,0 81 369,7 0.628 1 745,90 417
21 18,65 0,01618 61,96 14,8 82 384,9 0,683 1 892*43 452
22 19,83 0,01724 65,73 15,7 83 400,6 0,744 2 055,72 491
23 21,07 0,01833 69,50 16,6 84 4ie;8 0,813 2 239,94 535
24 22,38 0,01951 73,69 17,6 85 433,6 0,894 2 457,65 587
25 23,76 0,02077 77,87 18,6 86 450,9 0,986 2 704,67 646
26 25,21 0,02209 82,06 19,6 87 468,7 1,093 2 993,56 715
27 26,74 0,02347 86,67 20,7 88 487,1 1,219 3 328,51 795
28 28,35 0,02493 91,69 21,9 89 506,1 1,373 3 743,00 894
29 30,01 0.02649 96,72 23,1 90 525,8 1,559 4 245,'42 1014
30 31,82 0,02814 101,74 24,3 91 546,1 1,794 4 873,44 1 164
31 33,70 0,02988 107,18 25,6 92 567,0 2,092 5 673,11 1 355
32 35,66 0,03169 113,04 27,0 93 588,6 2,491 6 740,75 1610
33 37,73 0.03364 118,91 28,4 94 610,9 3,05 8 248,00 1970
34 39,90 0,03569 125,19 29,9 95 633,9 3,88 10 467,0 2 500
35 42,18 0,0379 131,88 31,5 96 657,6 5,25 14 151,4 3 380
36 44,56 0,0401 139,00 33,2 97 682,1 7,94 21 352,7 5 100
37 47,07 0,0425 146,12 34,9 98 707,3 15,60 41 909,9 10 010
38 49,55 0,0451 153,66 36,7 99 733,2 198,2 53 130,5 126 900
39 52,44 0,0178 161,61 38,6
40 55,32 0,0506 169.98 40,6
31
35
МИНЕРАЛЬНОЕ
Характеристика важнейших
Название Краткая характеристика Состав
образующий минерал и содержание основных компонентов главные прнмесн
Алунитовая Горная порода, об- Алунит Кварц, Fe2O3,
порода разевавшаяся под дей- ствием горячих вод, содержащих серную кислоту, на алюмоси- ликаты K2So4- Ai2 (So4)3 • • 2А12О3 • 6Н2О SIO2 . . . 40-50% А12О3 ... 20—22% T1O2, K2O
Ангидрит Сплошные зернистые мрамороподобные мас- сы сероватого, голубо- ватого, белого, крас- новатого н фиолетово- го цветов. Залегает вместе с гипсом в ви- де прослоек и отдель- ных участков в пла- стах гипса CaSO4. . . 70—90% SiO2, Fe2O3, MgO, A12O3
, Апатитовый Продукт флотацнон- Фторапатит Нефелин, сфен,
концентрат кого обогащения апа- тито-нефелиновой ру- ды; рассыпчатый свет- ло-серый порошок Са5Ь (РО4)3 Р2О5. . . 39,4% СаО . . . 52,0% эгирин, ильменит, полевые шпаты
Апатито-не- Горная порода пре- Апатит Сфен, эгирин,
фелиновая ру- имущественно из се- Ca5R(PO4)3. . . ~70% фосфаты Mg, Fe,
да ро-зеленых кристаллов апатита и нефелина (R—часто F, реже— С1 и ОН) Нефелин (Na, К) aisio4. • wSIO2 . . . ~ 25% Р2О5 . . . 10—30% ильменит, поле- вые шпаты
Асбест Расщепляется на тонкие эластичные во- локна, откуда и рас- пространенное назва- ние «горный лен» Кристаллогид- раты силикатов магния, железа и частично кальция н натрия
хризотил© вый • Ортосиликат магния 3MgO • SiO2 • 2Н2О SlO2 . . . 43% MgO . . . 40% FeO, Fe2O3, А12О3, СаО
антофил- Длинные цельные Антофиллит FeO, Fe2O3,
лит- асбест волокна редки, по- скольку минерал в виде жил не встре- чается 7MgO • 8SiO2 • H2O SlO2 . . . ~ 50% MgO 30% А12О3, СаО
36
СЫРЬЕ
видов минерального сырья
Плотность, г/см'^ Твердость по шкале Мооса Основное применение Стандарты и ТУ Прочие свойства
2—3 3—4 Производство гли- нозема, квасцов и сульфата калия Ниже 500 °C отщепляется вода; выше 800° А12 (SO4)a диссоциирует
2,9—3,1 3,0—3,5 Производство вяжу- щих веществ, бумаги, комплексное ‘ произ- водство портландце- мента и серной кисло- ты Разлагается с выделением SO2 при 1400— 1500? С
3,1 (кажущаяся плотность 1,5—1,8 г/см3) f 5 (чистый апатит) Производство фос- форных удобрений, фосфорной кислоты и фосфора ГОСТ 3277—54
3,1 ——3,4 5 Получение апатито- вого и нефелинового концентратов, произ- водство фосфора, до- бавка в шихту при производстве литей- ного фосфористого чу- гуна ОСТ 18234—39
Используется как огнестойкий, тепло- и электроизоляционный и фильтрующий мате- риал ГОСТ 7—60
2,4—2,5 2—вдоль волокна; 2,5 — по- перек во- локна Стоек к щелочам и слабо —к кислотам
3 То же Стоек к кислотам и щелочам
37
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ
Название Краткая характеристика Состав
образующий минерал и содержание основных компонентов главные примеси
Асбест (прод.) амозит-ас- бест тремолит- асбест крокидолит- асбест Баритовые РУДЫ Бериллиевая руда Имеет хорошо вы- раженную волокни- стую структуру; луч- шие сорта серовато- белого цвета Встречается в виде жил с продольно-во- локнистым строением. Обычно имеет сереб- ристо-белый цвет, ино- гда с зеленоватым от- тенком Встречается в виде угловатых кристалли- ческих зерен, в виде бесструктурных обра- зований и в волокни- стой форме. Обычно синего цвета, при вы- ветривании желтовато- бурый Горная порода. При- меси придают рудам различную окраску. Часто барит входит в состав комплексных жил—сульфидных, по- лиметаллических, мар- ганцевых; баритовые руды встречаются вместе с витеритом (ВаСОз). Различают руды: мономинераль- ные, барито-флюори- товые, барито-колче- данные и барито-поли- металлические Кварц-полевошпат- ная кристаллическая горная порода, окра- шенная в зависимости от состава в белый, желтый, желто-зеле- ный, бледно-розовый или голубой цвет. На- копления берилла про- исходят в гранитных Жедрит (амозит) 5MgO • 18FeO • • 25SiO2 • 5Н2О S1O2 . . . ~- 50% FeO . . . 35% Тремолит 5MgO • 8SiO2 • 2CaO-H2O S1O2 . . . ~60% MgO ... co 25% Рибекит 6FeO - • 4Fe2O3- 17SiO2- • 3H2O S1O2 . . . r-50% Fe2O3 . . . ~ 22% FeO . . . ~ 17% Барит BaSO4 . . . 40-89% Берилл — ЗВеО Al2O3-6SiO2 BeO . . . 0,02—0,2% Fe2O3, A12O3, CaO FeO, Fe2O3, MnO2 MgO, A12O3 SiO2, FeS2, Fe2O3, CaO, BaCO3 Fe2O3, FeO, CaO, MgO, Cr2O3
28
ВИДОВ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
Продолжение
Плотность, г/см3 Твердость по шкале Мооса Основное применение Стандарты и ТУ Прочие свойства
3—3,1 5,5—6,0 Лучшие сорта — для производства текс- тильных материалов (асбестовых полотен) Менее стоек к кислотам, чем антофил- лнт-асбест
2,8—3,2 5 Приготовление «ас- бестина» (смесь с тальком) Кислотостоек
3,2—3,3 4,0 Производство пря- жи и тканн Кислотостоек
4,0—5,0 3—3,5 Производство ба- риевых солей, белой минеральной краски, наполнитель в произ- водстве резины, кле- енки. бумаги, текс- тильная промышлен- ность, медицина ГОСТ 4682—49 Химически инертны, сильно поглощают рентгеновские лучи, ядовиты
2,6—2,8 7,5—8,0 Производство берил- лиевомедных и берил- лиевоалюминиевых сплавов, атомная тех- ника, изготовление лю- минофоров ЦМТУ—1955
39.
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ
Название Краткая характеристика Состав
образующий минерал н содержание основных компонентов главные примеси
Бериллиевая пегматитах при их де-
руда (пред.) силикации. Перераба- тываются руды, содер- жащие не меньше 0,025 ВеО. Обогаще- нием получают берил- ловый концентрат, со- держащий 7—8% ВеО
Боксит Глииоподобиая, ре- Диаспор А1ООН, Fe2O3, SiO2
озерно-кон- же каменистая поро- да, состоящая из гид- ратов глинозема и окислов железа. Цвет породы зависит от примесей. Наиболее распространены раз- личные оттеики крас- ного и серого цветов бемит А1ООН и гиббсит А1 (ОН)з AI2O3 . . . 36—60% TiO, СаО, MgO 1
тиненталь- ный:
камени- Минерал темио-крас- Диаспор АЮОН
стый плотный иого цвета с крупио- бобовой структурой
рыхлый Продукт разрушения каменистых бокситов; постепенно превраща- ется в глинистую раз- новидность Диаспор АЮОН, бемит АЮОН
глинистый Обладает землистой консистенцией, непла- стичен, обычно темно- красного цвета Диаспор АЮОН, бемит АЮОН
морской:
плотный или рыхлый Вишнево-красная порода с мелкобобо- вой структурой Диаспор АЮОН
яшмовид- ный Плотная темно-крас- ная порода, напоми- нает красную ураль- скую яшму Бемит АЮОН
ПЛОТНЫЙ Темио-красиая поро- Диаспор АЮОН,
мелко- бобовый да, по происхождению является переходной от плотных к яшмо- видным бемит АЮОН
40
ВИДОВ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
Продолжение
Плотность, г/см^ Твердость по шкале Мооса Основное применение Стандарты и ТУ Прочие свойства
2,9—3,5 (в зависи- мости от содержания ОКИСЛОВ железа) до 6 Производство глино- зема, искусственного корунда, глиноземи- стого цемента, солей алюминия, красок ГОСТ 972—50 / Растворим' в щелочах и кислотах
41
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ
Состав
Название Краткая характеристика образующий минерал и содержание основных компонентов главные примесн
Боратовая руда Руда, содержащая бор главным образом в форме различных соединений с Са, Mg и Na. Бораты маг- ния — кальция, нат- рия — магния распо- ложены обычно под пластами галита или гипса Ашарит 2MgO •В2О3-Н2О; гидро- борацит СаО • • MgO • ЗВ2О3 • • 6Н2О; датолит 2СаО • В2О3 2SiO2 • Н2О В2О3 . . . 16-62% MgO, К2о, Na2O, CaO
Гипс Основные месторо- ждения относятся к осадочному типу. Гипс залегает в виде пла- стов, штоков, гнезд и линз. Минерал белого цвета, иногда окрашен примесями в бурый или красноватый цвет. Различают крупно- кристаллический ли- стовой, тонковолокни- стый (селенит), круп- но- или мелкозерни- стый. Землистый кус- ковой материал, добы- ваемый иа гипсовых рудниках, называют «гипсовым ка м нем » CaSO4-2H2O. . . 65-90% SiO2, Fe2O8, MgO, A12O3
Г лауконит Графит Осадочная порода, состоящая из мелких зерен темно-зеленого или бурого цвета. Об- ладает большой удель- ной поверхностью Обладает хорошей электро- и теплопро- водностью, пластично- стью. Вследствие лег- кости расщепления кристаллов графита по спайности блоки имеют разную твер- дость Ферроалюмоси- ликат (К2О 4“ RO) • R2O3* •4SiO2-2H2O, где R2O— К2О, Na2O; RO — MgO, CaO, FeO; R2O3~~' РегОз» AI2O3 SfO2 . . • 50% Fe2O3 . . . 25% A12O3 . . . 2—10% Аллотропная форма углерода MgO, CaO, K2O, Na2O
42
ВИДОВ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
Продолжение
Плотность, г!см3 Твердость по шкале Мооса Основное применение Стандарты и ТУ Прочие свойства
1,6—3,6 1,о—7,0 Производство бор- ной кислоты, буры, стекольная промыш- ленность. Отходы про- изводства используют- ся в качестве микро- удобрений ТУ мхп 178—52 Разлагается кислотами и щелочами
2,3 1,5-2,0 Производство вяжу- щих веществ, порт- ландцемента, бумаги, комплексное произ- водство портландце- мента и серной кис- лоты ГОСТ 125—57; ГОСТ 4013—61 Слабо раство- рим в воде. При 90—130° С раз- лагается с от- щеплением • воды
2—3 2—3 • Для смягчения жесткости воды и при- готовления минераль- ных красок ГОСТ 5469—50 Хорошо раст- ворим в серной кислоте
1,8—2,2 1—9 Приготовление гра- фитовых изделий, атомная техника, ли- тейное дело (огнеупор- ный материал), элек- тротехника, производ- ство смазочных мате- риалов, карандашей и красок ГОСТ 8295—57; ГОСТ 5279—61; ГОСТ 5420—50; ГОСТ 7478—57; ГОСТ 4596—49; ГОСТ 4404—58 Высокая электро-, термо- и кисло- тостойкость
43
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ
Состав
Название Краткая характеристика образующий минерал и содержание основных компонентов главные примеси
Графит (прод.) метаморфи- зованные угли (скрытно- кристал- лические) чешуйчатые руды плотно- кристал- лические РУДЫ Диатомит Доломит В зависимости от условий метаморфиз- ма имеется непрерыв- ный ряд переходных форм от антрацита до типичного скрытнокри- сталлического графи- та. Месторождения обычно имеют форму пластов и пластовых залежей Руды образуют не- правильной формы жи- лы или рассеяны сре- ди других пород. Ру- ды подвергают обога- щению с целью извле- чения графита Образуют скопления в форме штоков, гнезд, жил или же рассеяны среди всей массы оса- дочной породы, чаще всего известняка Горная порода, об- разовавшаяся из крем- нистых панцирей ди- атомовых водорослей. Пористая легкая по- рода светло-серого, желтоватого или бе- лого цвета. Молотый диатомит — белый по- рошок с серебристым оттенком. Отличается большой поглотитель- ной способностью, ма- лой , растворимостью, кислотостойкостью и тугоплавкостью В зависимости от содержащихся приме- сей имеет различную окраску— серую, жел- тую и бурую. В при- роде встречается в ви- де пластов плотного Г рафит... 70—95% Графит.. .2—17% Г рафит... 10—35% (редко 60—80%) Аморфный крем- незем SlO2. . . 50-94% СаСО3 MgCO3 MgO . . . 17-19% 1,4-.1,7 MgO Зольные при- меси, пирит, слю- да, хромит Зольные при- меси, пирит, слю- да, хромит, карбо- наты Зольные при- меси, пирит, слю- да, хромит AI2O3» ГегОз» MgO, CuO / Глина, извест- няк
44
ВИДОВ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
Продолжение
Плотность* г(см$ Твердость по шкале Мооса Основное применение Стандарты и ТУ Прочие свойства
2 (при большом количестве панцирей); кажущаяся плотность молотого диатомита 0,4—1 г/см3 '• • Минеральный по- рошкообразный напол- нитель в производстве асфальтопековой мас- сы, термоизоляцион- ный и звукоизоля- ционный порошок, хо- роший адсорбент для жидкостей ТУ 293-56 К г Теплоемкость 0,88—0,96 джЦг град) или 0,21—0,23 калЦг • град)
2,6—2,9 3,5—4 Огнеупоры и флю- сы в металлургии, производство магне- зиальных солей и ме- таллического магния, изготовление термо- изоляционных мате- ТУ-К-6—53 Плавится при 1500—1600° С (под давле- нием), разла- гается при 1350—1450е С
45
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ
Состав
Название Краткая характеристика Образующий минерал и содержание основных компонентов главные примеси
Доломит (прод.) или пористого строе- ния. Различают (в за- висимости от отноше- ния СаО: MgO) до- ломитизированный магнезит, доломит, до- ломитизированные из- вестняки и мергель \
Известняк Осадочная горная порода. Окраска из- вестняков весьма раз- нообразна и зависит от посторонних при- месей. Известны три типа известняков: кри- сталлические, органо- генные и известковые руды; они характери- зуются различной прочностью и влаго- емкостью. Известняк легко обрабатывается и поддается распилов- ке Кальцит СаСО3- • дН2О СаСОз • • • 50—95% Глина, кварц, доломит, пирит
Калийные РУДЫ Осадочные породы, образовавшиеся при испарении морских и озерных вод; встре- чаются в виде плас- тов или линз. Обычно окрашены в яркие цве- та, расположенные слоями Сильвинит, кар- наллит, каинит или сильвинсодер- жащие сернокис- лые соли
сильвинито- вая Текстура слоистая, красновато-серые про- слойки сильвина чере- дуются с серыми, го- лубыми или синими прослойками камен- ной соли Сильвин КС1 . . . >22% NaCl. . . ~70% CaSO4, соли магния, глина
46
ВИДОВ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
П родолжение
Плотность, г {см$ Твердость по шкале Мооса Основное применение Стандарты и ТУ Прочие свойства
риалов, строительная, керамическая, коже- венная, резиновая и абразивная промыш- ленность
5,5—3,2; кажущаяся плотность 0,9—2,5 г/см3 ~3 Строительная, це- ментная, металлурги- ческая, стекольная, сахарная промышлен- ность, производство соды, хлорной изве- сти, глинозема, карби- да кальция; применя- ется для известкова- ния почв ГОСТ 5331—63 Разлагается при ~ 900° С
2—2,2 1—2 Удобрение; произ- водство хлористого ка- лия и других соеди- нений калия ТУ мхп 1814—22
47
I
характеристика важнейших
Название Краткая характеристика Состав
образующий минерал и содержание основных компонентов главные примесн
Калийные руды (прод.) карналлито- вая Окрашена в яркие желтый, оранжево- и кирпично-красный цве- та. Г игроскопична Карналлит KCI • MgCI2 • 6Н2О MgCl2. . . >24% CaSO4, глина
каинитовая Окрашена в разные, преимущественно тем- ные цвета. Как пра- вило, имеет хорошо выраженную слои- стость Каинит KCI • • MgSO4 • ЗН2О КС1. . . 10-12% NaCl, MgCI2, СаСО3, глина
«твердая соль» Сильвиисодержащие породы с большим ко- личеством сернокислых солей Сильвин КС1. . . ~25% NaCl, CaSO4, MgSO4. MgCl2
Каолин Светло-окрашеииая (чаще всего белая), рыхлая, тоикодисперс- ная глинистая масса. Продукт выветривания и каолинизации извер- женных (полевошпат- лых) или осадочных пород. Обладает пла- стичностью; огнеупо- рен Каолинит А12О3- • 2SiO2 • 2Н2О SlO2 . . . 45-80% А12Оз • • • 15—20% С Fe2O3, CaO, MgO, K2O
Кварцит Жильный кварц и кварциты встречаются в виде плотных, очень твердых и крепких по- род; менее прочны песчайики, которые состоят из множества зерен, сцементирован- ных кварцевым це- ментом. Кварциты под- разделяются на кри- сталлические и аморф- ные S1O2. . . 95-97% AI2O3, CaO
48
ВИДОВ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
Продолжение
Плотность, г!смЪ Твердость по шкале Мооса Основное применение Стандарты и ТУ Прочие свойства
1,5-2,0 2—3 Производство маг- ния и калийных солей ТУ мхп 762—41 Г игроско- пична
2—2,5 2—3 Удобрение; произ- водство сернокислого калия ТУ МХП 185—47
2,5—3 2—4 Производство хло- ристого калия; приме- няется как удобрение
2,6 1—5 Керамическая, бу- мажная, резиновая и мыловаренная про- мышленность, произ- водство огнеупоров, сернокислого алюми- ния, глинозема; на- полнитель в производ- стве ультрамарина и порошкообразных ин- сектицидов — дустов ГОСТ 4193—63; ГОСТ 3314—63; ГОСТ 6138—61 Разлагается при темпера- туре выше 500—600° С
2,5—2,6 5—7 Строительный, ог- неупорный материал; производство кварце- вого стекла ГОСТ 9854—61 П лотиые кварцевые чи- стые породы, обладают высо- кой кислото- стойкостью 1
49
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ
Название Краткая характеристика Состав
образующий минерал и содержание основных компонентов главные прнмеси
Магнезит Порода содержит магнезит кристалличе- ского или скрытнокри- сталлического строе- ния. Кристаллический магнезит — минерал со стеклянным блеском; в зависимости от при- месей может быть от белого до черного цве- та Магнезит MgCO3 MgO . . • 30—45% CaO, SiO2, Fe2O3
Марганцевая Обычно черного, ре- Пиролюзит SiO2, А12О3,
РУда же серого или буро- коричневого цвета. По минералогическому составу может быть разделена на окисную, карбонатную, силикат- ную и смешанную. Различают руды ме- таллургические и хи- мические (более бога- тые марганцем) МпО2, браунит Мп2О3, гаусманит Мп3О4 МпО2 . . . 27—80% р2о5
Мел Землистая, легко ма- жущая осадочная по- рода; переходная раз- новидность от органо- генных известняков к известнякам химиче- ского происхождения. Различают мел куско- вой и порошковый. Чи- стый мел совершенно белого цвета СаСО3. . . <99% А12О3, Ре2Оз» MgO
Мирабилит Прозрачные бесцвет- Na2SO4 • NaCl, MgCl2,
(глауберова соль) ные кристаллы мира- билита на воздухе вы- ветриваются, покрыва- ясь непрозрачной кор- кой безводного суль- фата • натрия. Полу- чают мирабилит из рапы залива Кара-Бо- газ-Гол и некоторых • ЮН2О. . >96% CaSO4, CaCO3
Мышьяковые руды озер Реальгар As2S2, аурипигмент As2S3) арсенопирит FeAsS
50
ВИДОВ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
Продолжение
Плотность, г!смЬ Твердость по шкале Мооса Основное применение Стандарты и ТУ Прочие свойства
2,9—3,1 3,5 Металлургическая промышленность, про- изводство сернокисло- го магния, огнеупоров, вяжущих веществ ост нктп 4294
2,3—5 .... Добавка при произ- водстве специальных сталей и чугунов, сырье для производ- ства марганца, окис- литель в производ- стве стекла, эмали и пр. ГОСТ 4418—48; ЧМТУ 1939; ЧМТУ 15—1940
2,6—2,7 < 1 Строительная, сте- кольная, пищевая, электротехническая, химическая промыш- ленность ГОСТ 1498—64; ГОСТ 842—52
1,4—1,5 .... Получение безвод- ного сульфата натрия и медицинской глау- беровой соли ГОСТ 6318—52
Производство ядохи- микатов, силикатная, металлургическая, кон- сервная, химическая, фармацевтическая про- мышленность Плохо раст- воримы в воде, растворимы в кислотах и ще- лочах, ядовиты
51
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ
Состав fl
Название Краткая характеристика образующий минерал н содержание основных компонентов главные примеси
Мышьяковые руды (прод.)
реальгаре- Орудиелые, преиму- As . . .от еле- Сланцы и пес-
аурипиг- шественио осадочные дов до 35% чаинки
ментные арсеиопири- породы, песчаники и сланцы. Наиболее бо- гатые рудные тела встречаются в извест- няках в виде тонких прожилок Пластовые жилы, As . . .от еле- Пнрит и пирро-
товые трубчатые тела; зале- дов до 35% тин
полимета л- гают в осадочных и изверженных породах. Цвет руды от темно- бурой до зеленовато- желтой Тесно связаны с кол- As . . .от еле-
лические Нефелиновый чедаиными рудами меди, свинца, цинка и серебра. Характерна зернистая структура РУД Продукт флотацион- дов до 5% (Na, К)2О- Ca6F (РО4)3 1
концентрат Пирофиллит ного разделения апа- тито-иефелииовых руд или обогащения не- фелиновых руд. Кри- сталлический порошок серого цвета Горная порода, со- - А12О3 • 2SiO2 А12О3. . . >29% S1O2 ... 43% Ма2О ... 12% К2О ... 7% Пирофиллит Кварц, полевой
держащая ие менее 60% пирофиллита. А12О3- 4S1O2 • Н2О А12О3 . • . <-~28% SiO2 . . . ~67% Флюорит шпат, диаспор, тальк
Плавиковый Цвет минерала белый, иногда зеленоватый или желтоватый, блеск перламутровый, плот- ные агрегаты — мато- вые. Различают плот- ные (агальматолиты) и сланцеватые (пиро- филлитовые сланцы) породы Природный фтори- SiO2 1
шпат (флюорит) стый кальций кристал- лического строения. Прозрачный минерал, окрашенный в разные цвета; иногда мато- вый, ио чаще со стек- лянным блеском. CaF2. . .65-92%
52 1
ВИДОВ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
Продолжение
Плотность, г/см3 Твердость по шкале Мооса Основное применение Стандарты и ТУ Прочие свойства
1—2 3,4—3,5 1
5,9—6,2 5,5—6,0
4—8 .... Производство глино- зема, щелочей, вяжу- щих веществ ТУ мхп 4432—55
2,8—2,9 Наполнитель, кера- мическое сырье, скульптурно-декора- тивный и поделочный камень Стоек к действию сильных кислот
3,1—3,2 4 i Производство искус- ственного криолита, фтористого иатрия, плавиковой кислоты, силикатная и керами- ческая промышлен- ность ГОСТ 7618—55
53
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ
Состав
Название Краткая характеристика образующий минерал и содержание основных компонентов главные примеси
Плавиковый шпат (флюорит (прод.) Поваренная соль Полевой шпат Сера (при- родная сериая РУДа) Серный кол- чедан рядовой Встречается в виде крупно- иди мелко- зернистых масс, столб- чатых или волокни- стых агрегатов, ре- же — в виде плотных или землистых масс. Различают обыкно- венный флюорит, хло- рофан, или пиросма- рагд, и ратонит Чистая соль бесцвет- на; примеси придают ей желтоватый, розо- ватый, голубой и дру- гие оттенки. Различа- ют каменную, самоса- дочную, садочную и выварочную соль Окраска шпатов в за- висимости от состава бывает белая, серая, желтая, зеленая или красная. Шпаты под- разделяются на орто- клаз, микроклин, аль- бит и анорти г. При рас- плавлении образуется вязкая масса; остывая, она становится стекло- видной Обычно зеленовато- желтого или светло- желтого цвета. В вул- каногенных месторо- ждениях руда нахо- дится в виде пластов чистой серы, в оса- дочных — сера вкрап- лена в разные породы Руда светло-серого цвета с желтым или зеленым оттенком и металлическим бле- ском. Существует в двух модификациях: пирит и марказит. Различают кусковой колчедан и сыпучку Галит NaCl. . . 93—99% S1O2, AI2O3, CaO, K2O, Na2O S1O2 . . . 43—69% AI2O3. . . 19-37% Бедные руды . . . 8—9%S Средние руды . . . 10—25 % S Богатые руды . . . >25%S Пирит FeS2 S . . . 30-50% Na2SO4, CaSO4, MgSO4, Fe2O3, KCI, MgCI2 MgO, ГегО3 CaO, MgO, Fe2O3, A12O3 Соединения Cu, Zn, Pb, As
.54
ВИДОВ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
Продолжение-
Плотность, г!смЪ Твердость по шкале Мооса Основное* применение Стандарты и ТУ Прочие свойства
2,1—2,6 2 Производство соды, соляной кислоты, суль- фата натрия, едкого натра, хлора, белиль- ной извести; припра- ва к пище, консерви- рующее средство ГОСТ 153—57; ТУ мхп 1320—45 Теплоемкость 0,84 дж/(г- град) или 0,2 кал/(г-град)
2,5—2,8 6—6,5 Производство эмали, тонкой керамики; сте- кольная, абразивная промышленность ГОСТ 7030—54
2—2,5 1,5—2,5 Производство сер- ной кислоты, сульфат- целлюлозы, органиче- ских полисульфидов, дымного пороха, спи- чек, красителей, све- тящихся красок; вул- канизация каучука ГОСТ 127—64 Плавится при 115-120° С
4,6—5,2 (кажущаяся плотность 2,2—2,4 г/см3) 6—6,5 Производство сер- ной кислоты, целлю- лозно-бумажная про- мышленность ПМТУ 3218—59
55
; ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ
Название Краткая характеристика Состав
образующий минерал и содержание основных компонентов главные примеси
Серный кол- чедан (прод.) флотацион- ный Тонкий порошок тем- но-серого цвета. Про- дукт флотации (отход) медных или полиме- таллических руд Пирит FeS2 S. . . 38—47% Соединения Си, Zn, Pb, As
углистый Куски — желваки разных размеров. По- лучают как отходы при обогащении ка- менных углей. Сера содержится в виде пирита и органических соединений Пирит FeS21 уголь S . . . >35% С. . . >15% Соединения Си, Zn, Pb, Mg
Слюда Водные алюмосили- каты щелочных и ще- лочноземельных ме- таллов. Горная поро- да, отличающаяся со- вершенной спайностью в одном направлении. Слюда стекловидная, бесцветная или корич- неватого, розоватого, зеленоватого цвета. Основные разновидно- сти — мусковит и фда- гонит К2О, А12О3, SiO2, MgO, Н2О Fe2O3, MnO2, CaO
Сурьмяные руды Встречаются в фор- ме стибнита (дитимо- нит, сурьмянистый блеск), вкрапленного в кварцевые жилы, значительно реже — в другие жильные мине- ралы (кальцит, барит, флюорит). Цвет руды свинцово-серый, блеск металлический. Разли- чают сульфидные, окисленные и смешан- ные — сульфидно-окис- ленные руды Антимонит Sb2S3 Бедные руды .... 10—25% Средние руды .... 25—40% Богатые руды .... 40—60% Очень бога- тые руды . . 60—90% / Кварц, кальцит
56
ВИДОВ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
Пр одолжение
Плотность, г/см* Твердость по шкале Мооса Основное применение Стандарты и ТУ Прочие свойства
Насыпная плотность 2,3 г/см3' .... То же гост 444—51
- Производство сер- ной кислоты
2,7—3,9 2—3 Электроизоляционный материал; резиновая и обойная промышлен- ность ГОСТ 3028—64; ГОСТ 855—63 Плавится при 1260—1300° С. Стойка к ки- слотам
4—5 2 Металлургия, произ- водство красок, спи- чек
-
5?
характеристика важнейших
Состав
Название Краткая характеристика образующий минерал н содержание основных компонентов главные прнмеси
Сурьмяный концентрат •флотационный Тальк Тенардит Фосфорит Хромитовая руда Продукт флотаци- онного обогащения сурьмяных руд Горная порода, за- легает в виде круп- но- и мелкозернистых неясно- или скрытно- кристаллических масс. Цвет породы от яб- лочно-зеленого до бе- лого, иногда зелено- вато-серый, желтова- то-бурый/ Подразде- ляется на талькиты и тальковые камни Тенардит (природ- ный сульфат натрия) залегает в виде пла- стов, линз и желваков в донных озерных ме- сторождениях. Кри- сталлическая масса се- роватого цвета Порода осадочного происхождения. В за- висимости от примесей окрашена в серый, ко- ричневый или черный цвет. Встречается в виде сплошных лла* стов или отдельных камней — желваков. Различают морские и континентальные фос* фориты Порода темно-корич- невого цвета Sb2S3 . . . >33% Стеатит 4SiO2 - 3MgO • Н2О. . . 75—95% Na2SO4. . . >92% Фторапатит Ca6F (РО4)3 F2O3 • • • 5—36% Хромит FeO Сг2О3 Ог2О3 . . . 32—60% СггОз „ - FeO ~2'5 Кварц, кальцит Fe2O3, СаО NaCl, CaSO4, Fe2O3, MgSO4 Кварц, кварцит, доломит, глауко- нит, алюмосили- каты и глины SiO2, СаО, MgO, Fe3O4
Цинковый концентрат Эпсомит Продукт обогащения цинксодержащих руд (цинковой обманки) Природный серно- кислый магний («горь- кая соль»). Прозрач- ный бесцветный минерал Цинковая об- манка ZnS Zn . . . 40—53% Эпсомит MgSO4.7H2O . . . 80—92% Fe2O3, FeSO4 MgCl2
58
ВИДОВ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
Продвлжение
Плотность, г/смЪ Твердость по шкале Мооса Основное применение Стандарты и ТУ Прочие свойства
2,7—2,8 1—1,5 Металлургия, произ- водство красок, спи- чек Наполнитель, мине- ральная добавка ТУ мцм 901—40 ГОСТ 879—52 Обладает высокой хими- ческой стой- костью к кисло- там и щелочам
2,6—2,7 .... Стекольная, целлю- лозно-бумажная и ко- жевенная промышлен- ность, производство сернистого натрия, бланфикса и ультра- марина ТУ МХП 1811—53
2,8—3 2-4 Производство фос- форных удобрений, фосфора, феррофосфо- ра ОСТ 10131—39; ТУ МХП 1494—54; ОСТ 18234—39
2,6—4,4 5—7 Производство фер- росплавов, огнеупоров, хромовых солей и различных хромовых препаратов (красок, дубителей и др.) ГОСТ 10154—62 ТУ МЦМ 1196—46
ТУ МХП 1878—51
59
Требования к качеству минерального сырья
Ниже
следующих
приводятся требования (на основе соответствующих ГОСТов и ТУ) к качеству
видов минерального сырья-
барит
боксит
известняк
карналлит
колчедан
концентрат
апатитовый
концентрат нефелиновый
марганцевая руда
мел
мирабилит природный
поваренная соль
сера
сильвинитовая руда
фосфоритная мука
фосфориты
хромитован руда
эпсомнт
БАРИТ
(по ГОСТ 4682—49)
Реакция водной вытяжки баритов высшего, I и II сортов должна быть нейтральной,
для III сорта — не нормируется.
Компоненты Содержание в пересчете на сухое вещество, вес. %
высший сорт I сорт II сорт III сорт
Сернокислый барий, не менее . . 95 90 85 80 •
Двуокись кремния, не более . . 1,5 2,5 4,0 Не нормируется
Окнсь железа, не более Вещества, растворимые в воде, не 0,5 1,5 3,0 » »
более 0,3 1,0 1,0 1 )
БОКСИТ
Общие требования к бокситам
(по ГОСТ 972—50)
Марка Содержание AlgOs в пересчете на сухое вещество, вес. %, не менее Весовое отноше- AI2O3 ние S1O2 ’ не менее Применение
Б-В Б-0 52 52 12,0 ( ю.о ) Производство электрокорунда
Б-1 49 9,0 Производство глинозема, электро-
корунда, глиноземистого цемента
Б-2 46 . 7,0 ) Производство глинозема, плавле-
Б-3 46 5,0 } ных огнеупоров и глиноземисто- го цемента
Б-4 42 3,5 ) Производстве глинозема и огнеупо-
Ь-5 40 2,6 / ров
, Б-6 37 2,1 Производство огнеупоров, марте-
Б-7 иовское производство
30 5,6 Производство глинозема и глино-
Б-8 земистого цемента
28 4,0 Производство глинозема
60
ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
Бокситы для выплавки электро-
корунда
(по ГОСТ 972—55)
Бокситы для производства
глинозема
(по ГОСТ 972—50)
Марка 1 — Содержание, вес. %, не более
СаО S
Б-В 0,5 0,3
Б-0 0,5 0,3
Б-1 0,8 0,3
Марки Содержание, вес. %
S, не более СОг (в виде карбонатов)
Б-1; Б-2; Б-7; Б-8 0,7
Б-3; Б4; Б-5 1.0
Б-1; Б-2; Б-7; Б-8 . . . < 1,3 (I сорт) >1,3 (II сорт)
ИЗВЕСТНЯК
Известняк для строительных целей
(по ГОСТ 5331-63)
Компоненты Содержание, вес. %
класс А класс Б класс В класс Г класс Д
Углекислый кальций, не менее . 93 90 85 47 72
Углекислый магний, 'не более . . . 4 7 7 45 8
Глинистые примеси (в сумме); дву- окись- кремния, окись алюминия и окись железа, не более .... 3 3 8 8 20
I
Известняк для получения глинозема
(по ТУ МЦМ 1195—46)
Длина ребра кусков известняка — не более 300 мм для всех сортов.
Компоненты Содержание, вес. %
1 сорт 11 сорт III сорт IV сорт
Углекислый кальций, не менее . . 95 90 85 80
Двуокись кремния, не более .... 2 3 4 5
Окись магния, не более ..... 1.5 2 2,5 2,5
Влага, не более 5 5 5 5
61
ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
КАРНАЛЛИТ
(по ТУ МХП 762—41)
Карналлит природный . . . искусственный . . Содержание, вес. %
хлористого магния влаги
Не менее 24 » » 32 Не нормируется Не более 3
КОЛЧЕДАН
Серный флотационный колчедан
(по ГОСТ 444—51)
Компоненты Содержание, вес. %
КСФ1 КСФ2 КСФЗ КСФ4
Сера в пересчете на сухой колчедан, не
менее 47 45 42 38
Свинец и цинк (в сумме), не более . . . 1 1 1 1
Влага, не более 3,8 3,8 3,8 3,8
Серный рядовой колчедан
(по ЦМТУ 3218-59)
Комйоненты Содержание, вес. %
КСР1 КСР2 КСРЗ КСР4
Сера в пересчете на сухой колчедан, не менее , Цннк и свинец (в сумме), не более . . Влага, не более 47 3,8 1 45 3,8 1 42 3,8 1 38 3,8 1
62
ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
КОНЦЕНТРАТ АПАТИТОВЫЙ
(по ГОСТ 3277—54)
Вес. %
Пятиокись фосфора, не менее .... 39,4
Влага, не более...................... 1
Влага в летний период, не более . . 1,5
КОНЦЕНТРАТ НЕФЕЛИНОВЫЙ
(по ТУ МХП 4432—55);
Вес. %
Окись алюминия в пересчете на сухое
вещество, не менее . ..................... 29
Влага, не более............................ 1
МАРГАНЦЕВАЯ РУДА
(по ЧМТУ 1939)
Компоненты Содержание, вес. %
I сорт II сорт III сорт
Двуокись марганца, не менее 89 84 80
Фосфор, не более . 0,2 0,2 0,2
Двуокись кремния, не более 8 9 9
МЕЛ
(по ГОСТ 1498-64)
Компоненты " 1 ' J 1 II. IV Солермавие, вес. к
сорт А сорт Б сорт В
Углекислый кальций и углекислый магний (в сумме) в пересчете на сухое вещество, не менее ... 98 95 90
Окись железа, не более 0,1 0,2 Не нор ми-
Нерастворимые в HCI вещества, не более 1 2 руется 5
Влага, не более молотый мел 2 2 2
комовый 12 12 12
Остаток на сите № 02, не более .... 1 3 6
63
ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
мирабилит природный
(по ТУ МХП 338—41)
Вес. %
Сернокислый натрий (десятиводный), не менее .... 96
Хлористый натрий, не более ... .........., 0,5
Вещества, нерастворимые в воде, не более............. 0,6
Гигроскопичная влага, не более....................... 3
ПОВАРЕННАЯ СОЛЬ
Пищевая поваренная соль
(по ГОСТ 153—57)
Реакция на лакмус водного раствора пищевой поваренной соли всех сортов — ней-
тральная или близкая к ней.
Компоненты Содержание в пересчете на сухое вещество, вес. %
сорт экстра высшнй сорт I сорт п сорт
Хлористый натрий, не менее . . . 99,2 98 97,5 96,5
Сернокислый натрий, не более . . 0,2 0,5 0,5 0,5
Соединения кальция в пересчете на
кальций, не более . . ... ... 0,6 0,6 0,8
Соединения магния в пересчете на
магний, не более 0,03 0,1 0,1 0,25
Окнсь железа, не более .... 0,005 ... • . . • .
Вещества, нерастворимые в воде,
не более -г . . 0,05 0,2 0,5 0,9
Влага, не более:
соль экстра . 0,5 — — —
каменная соль ..... — 0,8 0,8 0,8
садочная и самосадочная соль — — 5,0 5,0
выварочная соль — — 6,0 6,0
другие виды соли . . . . — 4,0 4,0 4,0
Техническая поваренная соль
(по ТУ МХП 1320—45)
Вес. %
Хлористый натрий, не менее ... 93
Хлористый калий, не более ... 3
Хлористый магний’ не более ... 0,5
Сернокислый кальций, не более . . 2,6
Нерастворимый остаток, не более . 2,0
64
ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
СЕРА
Сера комовая и молотая (по ГОСТ 127—64), сера очищенная
(по ГОСТ 401—51), серный-цвет (по ГОСТ 702—41)
Компоненты Содержание, вес. %
газовая комовая сера природная комовая сера очищен- ная сера для ды- мовых порохов серный цвет
I сорт II сорт 111 сорт I сорт II сорт III сорт I сорт II сорт
Сера, не менее . 99,6 98,6 96,5 99,5 98,5 97,5 99,5 99,5 99
Влага, не более . 0,2 0,5 1.0 0,2 0,3 0,5 0,2 0,5
Зола, не более . 0,2 0,7 2.0 0,3 0,7 2,0 0,1 0,05* 0,2
Мышьяк, не более Кислоты в пере- счете на серную кислоту, не бо- 0,01 0,05 0,5 0,002 0,003 0,003 0,05 0,002 0,003
лее Селен, не более . 0,02 0,03 0,05 ** 0,03 0,005 0,005 0,01 . . . 0,2 0,4
Битумы, не более 0,2 0,6 1,0
♦ В том числе не более 0,01 вес. % песка.
•* Нормируется для серы, поставляемой целлюлозно-бумажной промышленности.
СИЛЬВИНИТОВАЯ РУДА
(по ТУ МХП 1814—48)
Содержание хлористого калия в продукте в пересчете иа сухое вещество должно
составлять не меиее 22 вес.%, в пересчете иа окись калия — не менее 14 вес.%.
ФОСФОРИТНАЯ МУКА
Содержание, вес, %
Фосфоритная мука
PjOe в пере-
счете на сухое
вещество,
не менее
влага,
не более
Из фосфоритов различных месторождений (по
ГОСТ 5716—51)
высший сорт — флотационный концентрат . . .
I сорт .....................................
II сорт . ............ . . . .
Из фосфоритов Кара-Тау (по ТУ 1494—49)
3 Зак 134
25
22
19
27,5
3
3
3
2
65
ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
ФОСФОРИТЫ
(по ОСТ 10131—39)
Содержание, вес. %
Компоненты Вятское Актю» Лопатинский рудник Егорьевского месторо- ждения
месторождение бинское место- рожде- ние рязанский портландскнй слой Егорьев- ский рудник
I сорт II сорт слой I сорт II сорт
Пятиокись фосфора, не менее ... . . Полуторные окислы, не более . . . Влага, не более . . . 25,3 6,5 10 23,5 Не нор- мируется 12 19 4 9 22,7 Не нор- мируется 14 22,5 7,5 8 19 Не „ РУ 20 21,7 юрми- ется 14
В фосфоритах месторождения Кара-Тау содержание Р2О5 в пересчете на сухое веще-
ство должно составлять (по ВТУ МХП 3828 -53) не менее 23,0 вес.%.
ХРОМИТОВАЯ РУДА
(по МПТУ 2725—50)
Приводятся данные для руды, используемой в производстве хромпика.
Вес. %
Окись хрома, не менее............... 51
Окись кремния, не более................3,5—8,0
Окись железа, не более................ 16
Влага, не более ...................... 7
эпсомит
(по ТУ МХП 1878—51)
Компоненты Содержание, вес. %
I сорт II сорт III сорт
Сернокислый магний (семиводный), не менее . . 92 85 80
Хлористый натрий, не более 7 7 9
Хлористый магний, не более 2 3 5
Вещества, нерастворимые в воде, не более . . . 1,5 2 3
Влага гигроскопичная, не более 2 3 3
66
Химический состав важнейших видов сырья
В таблицах приводится, как правило, средний или типичный химический состав ми-
нерального сырья некоторых отечественных месторождений. Выбор представленных здесь
видов сырья определяется их распространенностью и значением в производстве различных
неоогаиическнх веществ.
Во всех случаях, кроме особо оговоренных, приводимые данные о нерастворимом
остатке получены при обработке соляной кислотой.
Более подробные сведения см. «Требования промышленности к качеству минераль-
ного сырья», Госгеолтехнздат» 3-е изд.» 1960—1961.
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КОЛЧЕДАНОВ
Колчеданы Содержание, вес. %
сера Ре2О3 А12О3
обшая окисленная пиритная
Карелофинский пирит сплошной . . . 46,62 0,06 ' 45,56 59,42 0,72
полосчатый . . . 36,42 0,05 36,37 47,38 0,77
Карелофинский пиро- тин ........ 32,09 62,32 5,36
Среднеазиатский кол- чедан 30,75 0,87 • • • 26,40 0,63
Уральский колчедан • рядовой 51,18 0,09 51,09 64,31 1,01
сыпучка 47,06 2,14 44,92 х 59,80 0,60
бедный 32,39 0,12 32,27 42,44 1,93
Продолжение
Колчеданы Содержание, вес. %
СаО MgO CuO S1O2 н2о
Карелофинский пирит
сплошной . . 0,21 0,26 0,04 . . .
полосчатый . . . Карелофинский пнро- 0,40 0,65 0,17 * • • . . .
тин ... Среднеазиатский кол- 0,22 0,21 0,14 . . . . . .
чедан Уральский колчедан . 2,09 0,53 . . . . . •
рядовой 0,01 0,79 1,24 0,08
сыпучка 0,16 0,03 0,91 5,60 5,37
бедный 0,14 0,50 0,17 23,24 0,35
67
химический состав
Месторождение Содержание,
СаО so3 SIO2
Г и п с ы
Артемовское (УССР) .... Завальевское (УССР) .... Завозское (Архангельская обл.) . . • Исфаринское (Тадж. ССР) ...... Камско-Устинское (Татарская АССР) Кунгурское ' (Пермская обл.) Нежинское Новомосковское (Тульская обл.) Полазнинское (Пермская обл.) . . Разъезд Пшеничный (УССР) Сюкеевское Уфимское (Башк. АССР) 32,5—32,8 32,71 31,72—36,70 31,0—33,0 31,84—32,85 32,6—40,9 31,9—34,5 30,84—32,69 31,6 32,59 32,2—32,72 46,1—46,4 46.18 35,84—45,93 44,24—47,67 44,00—46,92 40,01—46,5 41,26—46,77 38,08—44,79 44,2 45,00 45,52—46,57 0,36-0,58 0,24 0,04—1,68 0,04—0,34 0,28—2,75 0,84—5,78 ’ 1,16 ’
29,8—31,9 44,1—46,2 0,32—7,53
Ангидриты
Артемовское (УССР) .... Камышбашинское (Средняя Азия) ...... Киргизское Охлебинино (Башк. АССР) . . 39,80 40,00 40,11 39,14—40,76 58,15 58,80 58,90 55,02—57,86 0,21 0,48 0,34 0,1—0,48
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ отходов
Образцы * Содержание в пересчете на абсо
СаО so3 R2O3 MgO
Первый Второй Третий Четвертый 32,26 31,77 24,27 30,46 46,08 43,35 36,26 43,43 ’0,9 ’ 7,0 2,95 0,16 0,75
68
ГИПСОВ И АНГИДРИТОВ
вес. % -
А12О3 Fe2O3 MgO н2о CaSO4-2H2O
.... 0,18—0,36 0,30 0,21—0,63 0,03 18,83—19,91 20,41 > 83 97,5—98,0
0,02—0,42 0,01—0,04 0,29—4,26 16,38—20,22 83,0—98,0
• • • . .... 0,2—0,5 17,5—20,12 >83
.... 0,17—0,78 0,08—0,56 ' 20,58—21,29 95,0—100,0
6,6—1,28 0,24—0,45 0,21—0,73 0,0—2,65 18,52—19,20 20,72—21,87 86,0—100 88,7—98,4
0,21—1,48 0,16—0,45 O.471—2,39 17,70—19,80 82,0—96,0
0,1- ’ 3,12 ’ -0,18 ’ 6,42 ' 0,04—0,42 19,2 17,88 20,76—21,34 92,2 — 95,0 97,0—100
.... 0,24—2,28 0,43—3,31 18,31—20,10 95,0—97,5
.... 0,86 .... 0,35 . . . .
0,14 Следы 0,81 ....
Следы 0,22 0,50 ....
0,03—3,60 ОД—1,7 2,11—5,46 . . . .
ГИПСА (ФОСФОГИПСА)
лютне сухое вещество, вес. %
нерастворимый остаток н2о Р2О5 CaF2 H^lFe
общая водораство- римая
0,15 7,65 5,41 20,66 20,10 20,56 15,00 0,96 1,5 4,32 2,44 0,48 0,40 0,59 0,72 ’0’23 0,036
69
ХИМИЧЕСКИМ
Содержание,
Фосфаты Р2Об СаО Ре2О3 AI2O3 со2 MgO SO3 FeS2
Актюбинский фосфо- рит
мытый (Ново- украинекий участок) . . . 19,1 31,5 . 2,7 1,2 4,1 0,6 1.4 * ....
флотационный (Богдановский участок) . . . 25,0—25,8 40,5—41,8 2,4—2,6 1,0-1,4 4,5-4,9 .... .... ....
Апатитовый концен- трат (хибинский) * 39,4 52,0 0,1-0,3 0,5—0,9 .... 0,1-0,2 ....
Вятский фосфорит
мытый ..... 23,5—25,0 36,1—39,5 3,8-5,5 2,8-3,5 4,4-5,0 0,8 1.4 1,6-2,8
флотационный . . 28,0-28,2 43,9—45,1 3,1-3,4 0,6-1,1 5,7-6,8
Егорьевский фосфо- рит
мытый 21,4—23,3 33,5—35,3 7,0-7,6 3,2-4,0 4,1-5,3 ....
флотационный . . 28,5 43,2 4,0 1,5 5,0 ....
Каратаусский фосфо- рит обогащенный . 28,8 46,6 1,0 1,5 5,0—0,7 2,2 2,9 ....
Кингисеппский кон- центрат 34,4—36,8 49,0-51.7 1,5—1,7 0,2-1,1 2,6-3,8 0,5—0,7 ....
Маардусский необога- щенный 10,8-15,6 14,8—23,0 1,5—2,0 1,2-1,9 1,0—1,9 0,5-2,4 2,0—2,5
Полпинский флотаци- онный концентрат 28,7—31,8 47,6—50,0 0,92 0,54 3,7-6,6 1,1—1,6 1,5-1,9
Слободско-Которецкий не обогащенный . . 14.58 22,7 0,33 1,98 2,51 0,5 1,23
Щигровский концен- трат 28,6—30,8 44,6-48,6 1,24 1,57 5,7-7,5 0,98 1,4-1,7 ....
* В хибинском апатитовом
концентрате содержится
2,7 вес.°/о SrO н 1,0 вес.% редко
70
СОСТАВ ФОСФАТОВ
вес. % Отношения, %
МпО К2О Na2O тю2 F нера- створи- мый остаток потери при прока- лива- нии Ре2О3 P2OS A12O3 СаО Р2О6 F
Р2Об р2об
0,03 0,4 0,7 0,05 2,5 32,7 2,9 14,2 6,3 165 13,1
.... 2,0—3,2 11,0-13,0 9,4—10,4 3,9—5,6 162 12,0
0,05 0,2 0.9 .... 2,8-3,1 0,2-1,5 0,25-0,75 1.3—2,3 132 7.5
0,16 1,05 0,8-1,4 о,1 2,5-3,0 15,6 4,0—4,8 15—23 11-15 156 11,4
.... 2,2—3,2 4,3-6,4 11,0-12,2 2,1-3,9 158 9,6
2,0—3,6 17,0-18,5 30,0—35,0 14-19 154 10,3
.... 2,9 5.0 14,С 5,3 152 12,0
0,07-0,3 2,7 8,7 .... 3,5 5,2 162 9,4
0,1—0,2 0 74 .... 2,2—2,5 0.3-0,6 0,06—0,07
0,5—0,7 50—53,0
.... 0,2—0,3 0,2—0,5 2,0—3,4 2,8-16,0 .... .... .... 1,65—1,57 0,1—0,12
0.03 0,54 0,57 .... 1,47 49,8 4,9 .... .... ... *
.... 0 ,2 .... 2.5—2,7 1,0-6,4 .... .... 0,08—0,09
земельных элементов.
71
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ХИБЙНСКИХ АПАТИТОВ
Компо- ненты Содержание, вес. % Компо- ненты > Содержание, вес. %
образец 1 (p=3,314 г/см3) образец 2 (p=3,221 г/см3) образец 3 (p=3,355 г/с-кЗ) образец 4 (р = 3,295 г/см3) образец 1 (р = 3,314 г/см3) образец 2 (р = 3,221 г/см3) образец 3 (р = 3,355 г/см3) образец 4 (р = 3,295 г/см3)
Р2О5 . 40,95 ' 40,80 38,33 40,57 МпО • . 0,05 0,01 0,05 0,03
As2O3 . 0,00028 0,00018 0,00007 0,00016 Na2O . . . 0,14 0,30 0,13 0,36
V2O5 ... 0,001 К2б ... 0,08 0,08 0,07 0,04
SiO2 . 0,41 0,26 1,55 0,21 н2о ... 0,15 0,19 0,28 0,10
TiO2 • 0,00 0,00 0,00 0,00 F ... . 2,47 3,32 3,73 3,12
ZrO2 - 0,001 0,001 0,001 CI .... 0,00 0,00 Следы
SLn2O3 1,19 0,80 3,22 1,75
Fe2O3 . 0,10 0,08 0,12 0,12 S .... 100,87 100,96 101,67 100,89
AI2O3 0,19 0,12 0,34 . 0,10 Количество
CaO . 52,51 53,17 42,38 47,70 О.эквнва-
SrO 2,51 1,75 11,42 6,69 лентное
BaO 0,00 0,00 0,00 0,00 F в CaF2 1,04 1,39 1,57 1,31
MgO 0,12 0,08 0,05 0,10 2’ . . . . 99,83 99,57 100,10 99,58
* Приведенные данные получены вычитанием из первой суммы количества кислорода,
эквивалентного фтору в CaF2.
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПРОДУКТОВ ПЕРВИЧНОГО ОБОГАЩЕНИЯ ФОСФАТОВ
Месторождение Содержание Р2Об, вес. % Выход концентрата, % Извлечение Р2О5. % Месторождение Содержание Выход концентрата. % Извлечение Р2О5» %
Р2Об, вес. %
исходная руда =5 3 и и ь Q. ® св Q О О. исходная руда первичный концен- трат
Актюбинское 11,84 17-18,5 46,0 76,0 Прилепское 6,6 14,9 40,9 90,6
Бычковское 5,60 16,5 25,5 76,5 Полпинское 10,15 17,0 46,6 86,1
Верхнекамское 16,0 25,0 46,0 72,0 Саратовское 13,8 20,7 55,2 82,6
Вурнарское 17,46 23,5 64,5 94,8 Сешенское . 8,6 16,7 43,0 83,5
Егорьевское 13,63 22,5 44,5 64,5 Свободннское 10,3 14,9 62,0 90,0
Казалинское 7,8 16,9 47,7 94,0 Трухачевское 12,7 17,3 61,4 83,6
Кролевецкое 15,2 18,8 72.6 90,0
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПРОДУКТОВ ОБОГАЩЕНИЯ ХИБИНСКИХ РУД
Продукты • Содержание, вес. %
SIO2 А12О3 Ре2О3 r2o CaO MgO T1O2 P2O5 потери при прокалива- нии
\патптовый концентра! Хвосты» * . . См. 42,5 габл. 22,8 на ст{ 7,2 ). 70 16,7 5,0 1,4 2,1 1,2 1,1
. Нефелиновый концен- трат ** 43,1 29,2 3,4 18,5 1,17 0,6 0,15 0,2 1,3
* Получают при выделении апатитового концентрата из апатнто-нефелнновой руды.
** Продукт обогащения «хвостов».
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И НЕКОТОРЫЕ СВОЙСТВА ИЗВЕСТНЯКОВ
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И НЕКОТОРЫЕ СВОЙСТВА ИЗВЕСТНЯКОВ
Z3
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ МЕЛА
Месторождение Содержание, вес. %
СаО со2 MgO AI2O3 Ре2О3 so3 Н2О нераст- вори мый остаток потери при прока- лива- нии
Кинжалы (Актюбинская обл.) 52,50 0,54 0,38 0,42 4,46 42,19
Копанишенское (Воро- нежская обл.) .... 55,42 43,61 0,08 Следы 0,39 0,20 - .
Коротоякское (Воро- нежская обл.) - 55,22 43,34 0,08 0,11 0,40
Кричевское "(БССР) . 46,84 36,45 0,20 1,64 0,41 . • . 1,2 11,98
Кушниковское (Куйбы- шевская обл.) . . . 54,45 43,31 0,44 0,62 0,08 - 1,42 - -
Сенгелеевское (Сред- няя Волга) 54,24 42,51 0,53 0,56 0,04 0,03 1,09
Шсбекинское (Курская обл.) 55,02 43,31 0,11 0,37 0,10 0,07 0,11 1,02
Уствинский карьер . . 55,60 43,44 0,12 0,32 0,08 0,05 0,05 0,39
Логовский карьер . . . 54,90 43,91 0,16 0,24 0,09 0,05 0,10 0,58 . . .
СОСТАВ ДОЛОМИТОВ
ХИМИЧЕСКИЙ
Содержание, вес. %
Доломиты СаО MgO S1O2 A12O3 Fe2O3 потери при прокалива- нии
Волосовский Жигулевский Ковровский (Ащерииский) Орджоникидзевский . . . Осугский Занграевский Таборский 27,77 30,54 -31,80 31,67 31,86 30,67—39,97 29,5—31,5 31,09 18,34 19,51-21,11 20,24 20,16 21,03—21,66 20,1 —22,5 21,23 7,99 0,21—1,29 0,60 0,12 0,45-0,71 0,1-1,46 1,2 1, 0,09—0,39 0,10 0,18 0,41-0,65 0,16-0,24 0,42 67 0,15 0,06 0,04-0,14 * *0.15* 40,37 46,56-47,13 47,34 47,35 45,5-46,72 45,85
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КВАРЦИТОВ И КВАРЦА
Месторождение Содержание, вес. %
S1O2 РегОз A12O3 СаО MgO Р2О6
Аджаметское 96,14 1,30 0,50 0,68 0,50
95,10 ' 2,61 0,39 0,68 0,21
Анжеро-Судженское - . 98,40 0,38 0,50 0,52 0,35 0,014
Антоновское 98,16 0,23 0,53 0,60 0,05
Бакальское 98,16 0,86 0,89 0,15 0,04
96,50 0,70 1,50 0,13 0,20-
ьолынское 99,93 0,002 0,033 0,006 0,004
Златоустовское .... 95,08 1,10 2,07 0,10 0,06 0,21
97,60 0,62 1,16 0,10
Ольгинское 97,90 0,32 1,14 0,24 0Д4
Подволажнинское . . . 98,00 0,42 0,38 0,46
Чугунашское 96,00 2,24 1,12 0,70 0,17 0,011
Шульбинское .... 94,0 2,0 1,0 1,0 2,0
Южноуральское .... 99,95 0,001 0,026 0,004 0,003 . . •
74
химический состав каолинов и глин
75
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ХРИЗОТИЛОВОГО АСБЕСТА
Содержание, вес. %
Месторождение SIO, MgO А!гО3 FejOj FeO СаО ЫагО+КгО Н2О
Актоврас (Тувинская АССР) 42,0 41,29 0,96 1,33 12,92
Аспагаш (Сибирь) . . 42,01 40,63 0,28 0,60 0,05 0,77 0,0 12,02
Баженовское (Урал) . 42,06 40,77 0,65 1,09 0,45 0,03 Следы. 12,44
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ СЕРНЫХ РУД
Месторождения Содержание, вес. %
S со2 SO3 sio2 СаО MgO SrO FejOg AlgOg битумы Н2О
Предкарпатские . 25,0 27,0 1,8 6,4 34,8 0,4 0,4 0,8
25,0 29,6 1,0 2,7 38,4 0,6 0,9 0,8 0,9 ... -
Среднеазиатские . 24,6 24,3 9,7 1,0 36,6 Следы 4,1
14,4 27,4 2,4 12,7* 24,4 7,9 2,5 2,3 2 2,8 1,3
19,0 0,4 0,9 76,4 ** 0,4 0,1 Следы ,7
Средневолжские . 13,6 26,9 9,5 5,7 31,5 4,7 1,4 1,5 1,8 0,3 2,8
12,1 33,0 3,3 4,8 34,3 7,9 . . . 1,1 1Д 1,1 • •
* В том числе 4,7 вес.% SIO2. растворимой в 5% растворе КОН.
** В том числе 22,5 вес.% S1O2. растворимой в 5% растворе КОН.
СОДЕРЖАНИЕ СУЛЬФАТА БАРИЯ В БАРИТЕ
Месторождения Содержание, вес. % Месторождения Содержание, вес. %
Кавказские Сибирские
Ганжинское . . . Кутаисское . . . . 80—95 95,5—98,5 * Салаирское необогащенная ру-
Уральские Кузнечихинский рудник Медведевское . . . . 60—65 80—90 * да ... до 50 баритовый кон- центрат ... 93—95 Саксырское .... 90—95 Чажор-Датское . . 82,2—93,5
• После промывки и частичного обогащения,
76
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ БОКСИТОВ
Бокситы, содержащие одноводный глинозем
Бокситы Содержание, вес. %
AI2O3 FejOa S1O2 тю2 СаО MgO потери прн прока- ливании
Южноуральские вншнево-красиые темно-красные яшмо- видные немарающие Тихвинские 38,7—62,5 44,2-62,7 47,8—61,5 41,9—57,5 19,9-30,0 9.59-28,2 10,5—22,3 7,5-27,1 0,46-5,3 0,26-11,1 3,90-11,9 4,6-6,4 1,42—3,30 1,20-3,20 1,59—2,05 2,3-2,9 0,13-2,60 0,26-5.30 0,33—4,50 2,7-5,02 0,05—1,90 0,09-0.70 0,24-0,86 7,30-12,2 9,50-13,7 11,3-14 8 14,8-21,40
Бокситы, содержащие трехводный глинозем
Бокситы Содержание, вес. %
AI2O3 Ре2О3 SIO2 ТЮ2 потери при прокаливании
Подмосковные аллофан- гнббснтовые 41,62—54,8 0,51-1,02 7,5—17,82 .... 20,95—29,87
Среднеуральские гиббситовые каолниит-гиббситовые 35,0-43,5 35,0—40,5 29,0—42,7 21,5-46,5 0,5-5,5 6,0—15,0 3,3-5,7 1,3-5,7 18,2—25.8’ 16,5-21,0
Усредненный состав бокситов
Бокситы Содержание, вес. %
А12О3 FejOg FeO SIO2 Т1О2 СаО
Тихвинские
бемитовые 51,25 26,2 0,86 6,6 1,80 1,39
57,5 18,4 7,54 3,21 1,30
г идраргилл ит-диас по ро- 51,3 20,8 • • • 5,30 1,80 1,20
вые бемит-каолинитовые 46,1 25,5 ж - - 13,1 2,57 0,63
51,1 22,5 • • • 20,2 1,50 0,40
Южноуральские
бемитовые н диаспоре- 56,6 21,33 1,72 3,91 3,75 1,10
вые 55,2 16,8 5,72 6,86 3,10 1,10
Североуральскне
диаспоровые и диаспо- 77,4 2,1 . . . 0,88 3,12 0,70
рово-бемитовые 55,1 28,8 ... 1,12 2,43 0,64
57,3 12.1 2,18 14,5 2,27 o;si
Каолинит-диаспоровые 43,8 26,4 • • • 14,0 2,17 0,40
77
химический состав хромитовых руд
Месторождение Содержание, вес. %
СГ2О3 А12О3 FeO MgO SlO2 потери при прокаливании
Алапаевское 36,34 17,12 15,30 18,31 6,20 5,40
Аккарчинское ..... 50,52 7,55 15,63 16,71 6,70 3,75
Верблюжьегорское . • 42,65 14,41 14,52 16,26 8,12 3,90
Сарановское 35,75 17,31 18,34 16,54 5,43 2,92
Южнокемпирсайское 54,76 9,64 12,37 16,28 4,52 1,84
58,16 9,19 12,27 16,10 2,30 1,42
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ХРОМШПИНЕЛИДОВ НЕКОТОРЫХ УРАЛЬСКИХ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Хромшпииелиды Содержание, мол. % MgO FeO"
СгдОз AI2O3 Ре2Оз FeO (4-МпО) MgO (+N1O)
Акцессорный из лерцолитов Юж. Крака ....... 9,59 38,94 1,91 9,27 40,29 4,3
Акцессорный из гарцбургитов Юж. Крака 18,87 29,37 1,05 16,78 33,93 2,0
Из месторождения в массиве Юж. Крака 38,63 12,19 0,76 24,70 23,72 1,0
Из месторождения в верховь- ях р. Улажа Юж. Крака . 37,5 12,0 0,8 18,9 30,8 1,6
Из дунита Соловьева. Лога . . 32,6 7,2 10,2 28,0 22,0 0,8
Из жнлообразного шлифа хро- митовой руды 2-го Крака 30,4 16,0 3,6 25,1 24,9 1,0
Из месторождений в верхо- вьях р. Б. Саранги Сев. Крака 40,2 7,6 1,5 19,9 30,8 1,5
Из рудника Юж. Шигаевского месторождений Сев. Крака 40,5 7,8 1,3 19,6 30,8 1.6
Из месторождения Спорного Донской группы 40,5 8,5 8,9 17,9 32,2 1,8
Из месторождения северной половины Кемпирсайского массива 19,81 27,74 1,34 14,23 36,88 2,6
24,43 21,22 2,04 19,71 32,60 1.7
Из рудного выхода на р. Ма- мыте Кемпирсайского масси- ва 13,4. 33,1 7,5 15,7 34,3 2,2
21,0 27,0 2,0 16,0 34,0 2,1
78
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ХРОМШПИНЕЛ ИДОВ НЕКОТОРЫХ УРАЛЬСКИХ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Продолжение .
» Хромшпинелилы Содержание, мол. % MgO FeO
СггОз A12O3 Ге2О3 FeO (+МпО) MgO (+N1O)
Из рудных выходов Джарлы
Бутахской группы Кемпир-
сайского массива ... 41,3 7,3 1,9 14,4 35,1 2,4
Из Саратовского месторожде-
НИЯ 27,1 19,6 3,3 20,2 29,8 1,5
Из месторождения Хабарин-
ского массива 35,32 10,51 4,71 18,48 30,98 1,6
28,02 16,96 4,89 12,98 37,15 2,8
35,86 9,80 5,26 16,10 32,98 2,0
Из месторождения Халилов-
ского массива 26,6 ПД 12,3 28,8 21,2 0,7
39,5 8,1 2,4 13,9 36,1 2,6
Из месторождения Нижнета-
гильского массива 34,9 5,3 10,8 14,9 34,1 2,3
22,8 4,5 22,7 32,3 17,7 0,6
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ПЛОТНОСТЬ РАПЫ НЕКОТОРЫХ ОЗЕР
Озера Содержание. вес. % Плот-
NaCl MgCl2 СаС12 CaSO4 MgSO4 КС1 Вг~ ность, г!см$
Алтайские: 1,98 2,58 1,51 2,62 1,215 1,133
Бурлинское .... Большое Яровое . • 23,33 13,11 . . . 0,03 0,04 0,027 ’
Кулундинское . • • Кучук 3,75 15,77 ’ 0,95 ... . . . 1,02 3,35 0,024 1,04 1,17
Малое Яровое . • 11,08 2,27 . . . 0,84 1,111
Баскунчак 14,2 7,3 3,0 0,2 1,205
Индер 19,88 4,08 ... 0,26 0,43 1,94 0,06 1,20
Перекопские: Киятское * . . 1 • 11,72 10,47 1,07 0,17 1,215
Красное * 7,81 14,28 4,88 0,07 1,235
Старое * 1,77 25,17 3,44 0,04 1,265
6,4 1,8 0,2 0,9 0,3 0,03 1,07
Сасык-Сиваш Эльтон ** 6,2 1,03 0,6 2,30 0,2 0,015 1,065 1,215
разбавленная рапа 16,90 5,96 • • • 0,10 0,11 0,06 ***
концентрированная рапа - 5,50 21,80 . . . 0,06 3,62 0,24 0,20 *** 1,281
* Пробы взяты в летний период.
** Разбавленная рапа—в конце зимы, концентрированная — в конце лета.
*** В пересчете на MgBrg.
79
СОСТАВ поваренной соли, полученной из озерний рапы
Озера Содержание, вес. %
NaCl MgCI2 CaClj CaSO4 MgSO4 H2O нерастворимый остаток
Баскунчак 96,9-99,5 0,02—1,15 0,06—0,17 0,15—0,97 0—1,60 0,10—0,50
Большое Таволжанское 98,18 0,22 0,64 ... 0,73 0,02
Индер 97,26 0,10 0,2th . . 2,20 5,06
Карикен 97,2 0,2 0,7 (Na2SO4) 0,6 . . 1,2 . ...
Киренское . . . ... . 99,73 . . . . 0,03 . . . 2,27 ....
Коряковское 98,22 0,54 0,17 0,15 0,64 0,16
Кочкар-Лта 95,74 0,82 . . .... .... 1,46 0,91
Минусинское ..... 87,34 6,72 2,10 0,01
Мосазырское 95,69 0,19 1,74 1,52
Саки 93,16 0,4 0,9 0,68 4,65 0,11
Сасык-Сиваш 97,7—98,5 0,03 0,15—1,39 0,08 4,36 0,15
Эльтон. 97,89 0,31 0,38 1,39 0,11
СОСТАВ каменной соли
Содержание, вес. %
Название NaCl MgCI2 CaCl 2 N а2$О,| CaSOj MgSO4 H2O нерастворимый остаток
Артемовская немолотая .... молотая . Брянцевская белая серая Илецкая немолотая .... молотая крупная . . молотая мелкая . Наурузская (ТуркССР) Нахичеванская из забоя 97,7—99,6 97,7—99,3 99,02 94,42 96,93 98,94 98,72 80,14 77,04 0,35—0 0,07—0,08 0,07 0,05 0,06 ’ 0,20 0,15—0 0,10—0,12 0,33 0,2 0,12—0,33 0,13 ’ 9,26 1,3—0 0,3—1,4 0,42 0,29 0,85 0,81 0,71 0,98 4,'12 0,16—0,6 0,22 0,10 1,11 1,1 0,11 1,85 7,16 0,65—0 0,03-0,10 0,14 0,16 0,39 0,24 0,23 14,0 14,46
рождения Карналлитовая рудй Верхне- камского месторожде- ния Канннтовая руда Калуш- ского место- рождения Калийная руда Старобин- гкпгп мрГтп- Руда
< < с о а л о 19,11 23,03 30,34 0,28 П.О4-75 Я 4.7—9Я.9 KCI NaCl Содержание, вес. %
•о эт е э MgCI2
1'0 6,07 П 03—10 1 CaSO4
31,65 49,94 ... до 4.1 . . . П 15—О 93 MgSO4 CaClj MgBr2
. . . 14,01 . . . 20,0 до 0,3 .. . Br~ H2O
более 28,0 6,20 0—50 и нерас- твори- мый оста- ток
X
X
3
3
£
tfl
п
ж
X
S
вакуумная сырая высушенная . . . Соликамская чренная вакуумная .... Усолье-Иркутская ваку I
3 я и зэ
.8 СП о 91,8 95,58 V оо 0Г96 NaCl
• • • Р Z м м (Л О А-
р го ta Е 2,04 0,83 61‘0 о № (Л О Содержа»
91*0 MgSO4
п'о о м о ю* 4не, вес,
0,3 Следы MgCI2 Я
0£‘0 1 5,60 2,23 3,40 0,05 з: S3 о
О 8 0,45 Следы 0,04 Л Л9 с а О X рнмый нераство-
СОСТАВ ПОВАРЕННОЙ СОЛИ ИЗ ОЗЕРНОЙ РАПЫ. СОСТАВ КАМЕННОЙ СОЛИ Т» ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ВЫВАРОЧНОЙ СОЛИ
Свойства важнейших минералов,
В таблице приводятся характеристики около 200 минералов, расположенных в алфа-»
витном порядке.
В графе 2 указан химический состав минералов — теоретическое содержание обра-
зующих элементов нлн практическое содержание, определенное по результатам анализа.
В этих случаях (отмечены звездочкой) учтены ие все примесн.
Твердость (графа 6) дана по десятибалльной шкале Мооса. Хрупкость и ковкость,
если они известны, указаны особо в той же графе.
Показатели преломления п (графа 8) даны для желтой (D) линии натрия, иногда
литня или для другой длины волны (длина волны в ммк указана в скобках). В случае
одноосных кристаллов даются значения п для обыкновенного луча. Для кристаллов с дву-
мя н тремя значениями показателей преломления они даются в последовательности: nQ, hg
1,ли "р- пт- ng-
В графе 9 приняты следующие обозначения: гекс. — гексагональная; кб. — кубическая;
мн. — моноклинная; псевдокб. — псевдокубнческая; тетраг. — тетрагональная; триг. — три-
гональная; трикл. — триклинная.
В графе 11 приняты следующие сокращения: конц. — концентрированная; к-та — кис-
лота; разл. — разлагается; раств. — растворяется.
В графе 12 приведены дополнительные данные для некоторых соединений. Среди
них удельная теплоемкость спри постоянном давлении в кал[(г - град) и —в скобках —
в дж[(г • град)', верхний индекс указывает, для какой температуры приведено значение^.
Название Формула и химический состав, вес. % Главные спутники Моле- кулярный вес Плот- ность, г[см3 Твердость
Азурит 2CuCO3Cu (ОН)2 СпО. . . . 69,24 СО2 .... 25,53 Н2О .... 5,23 Малахит, куприт, халькозин, халькопирит, карбонаты 344.6 3,77—3,89 3,5—4о хрупкий
Алабандин Аллеганит Аллемонтит MnS Мп ... . 63,14 S .... 36,86 5МпО • 2SiO2 МпО .... 74,73 S1O2 .... 25,27 SbAsa или SbAs* Sb . . . 73,9-28,7 As . . . 25.4—70,1 Родохрозит, ро- донит, галенит, аргентит, халь- копирит Другие Мп-со- держащие ми- нералы, каль- цит Сфалерит, сиде- рит, самород- ная сурьма 87,0 474,8 346,4 или 196,7 3,9—4,1 4,02 5,8-6,2 3,5—4 хрупкий 5,5 3—4
Аллофан Al2O3-SiO2.«H2O AI2O3 . . 40,601 . sio2 . . 23,go Ипр~ H2O . . 35,50 J 5> Хризоколла, кварц, кальцит 236,1 (при п = 5) 1,85—1,89 3 очень хрупкий
Алунит K2o-3A12O3. •4SO3-6H2O KsO .... 11,37 A12O3. . . . 36,92 SO3 .... 38,66 H2O .... 13,05 Кварц, каолинит, пирит 828,4 2,6—2,9 3,5—4 хрупкий
82
входящих в состав природного сырья
Там же приведены теплоты плавления Qnjj н испарения QHCn 1 г вещества в калориях
и (в скобках) в джоулях; теплота растворения в воде К* в килокалориях и (в скобках)
в килоджоулях при температуре t в градусах Цельсия (верхний индекс) и разбавлении v
в молях НаО на 1 моль вещества (нижний индекс); диэлектрическая проницаемость е;
температуры перехода в иные модификации, показатели преломления для этих модифика-
ций и др.
Вследствие того, что состав и физические свойства минералов могут колебаться в за-
висимости от наличия примесей, степени изменения их вторичными процессами, струк-
турных особенностей и т. п., приведенные в таблицах величины физических констант сле-
дует считать лишь ориентировочными.
Для некоторых констант (например, диэлектрической проницаемости) приводится не-
сколько значений (по данным разных авторов).
Более подробные сведения см.: 1. Минералы. Справочник, т. I, Изд. АН СССР, 1960. —
2. Дж. Д. Дэна, Э. С. Дэна. Ч. П э л а ч, Г. Берман, К. Фрондель, Система
минералогии, перев. с англ., т. 1, ч. 1 и 2; т. II, ч. 1 и 2, ИЛ, 1950 1954. — 3. Ф. Берч,
Дж. Шерер, Г. Спайсер, Справочник для геологов по физическим константам, перев.
с аигл. под ред. А. П. Виноградова. ИЛ, 1949. — 4. П. П. Соловьев, Справочник по
минералогии, Металлургиздат, 1948. — 5. С. Hintze, Handbuch der Mlneralogie, т. I,
ч. 1 и 2; т. И, ч. 1 и 2, Лейпциг—Берлин, 1897—1939.—6. С. Hintze, G. L i n е k,
К. F. С h и d о b a, Handbuch der Mlneralogie. ErganzungsbSnde. Neue Mineralien und
neue Mineralnamen. т. I, 1936—1937; т. II. 1954—1959.
Температур- ные константы, °C Пока- затели пре- ломления Сннгоння Наиболее распространен- ный цвет природного минерала Отношение к растворителям Прочие сведения
^разл = 220 ^пл = 250 ^разл ~ 7004-1000 1,730) 1,758 > ±0.003 1,838) 2,70 + + 0,02 (Li) 1,572 1,592 Мн. Кб. Ромб. Триг. (почко- видные образо- вания) Триг. Триг. Лазурно-си- ний Черный с бу- роватой по- бежалостью Ярко-розовый Оловянио-бе- лый, розова- то-серый Желтый, зеле- ный, голу- бой, бес- цветный Бесцветный, белый, жел- товатый Легко раств. в к-тах с выделением СО2, в NH4OH и растворах аммиачных солей Раств. в HCI и HNOa с выделением H2S Раств. в H2SO4 и КОН; разл. в НС1 с вы- делением студенист. SiO2 Раств. в к-тах, ча- стично раств. в Н2О —н2о, 400-610“
83
СВОЙСТВА ВАЖНЕЙШИХ МИНЕРАЛОВ.
Название Формула н химический состав, вес. % Главные спутники Молеку- лярный вес Плот- ность, г/см* Твердость
Альбит Na2O-Al2O3.6SiO2 Na2O . . . 11,8 AlgOg. . . 19,4 SIO2 ... 68,8 Кварц, полевые шпаты, берилл, рутил 524,4 2,62—2,65 6-6,5
Анальцим Анатаз Ангидрит Na2O • A12O8 • 4S1O2 • 2H2O Na2O . . . 14,07 AI2Og. . . 23,29 SIO2 . . . 54,47 H2O . . . 8,17 T1O2 Tl. . . . 59,95 О . . . . 40,05 CaSO4 CaO. . . . 41,19 SOg . . . . 58,81 Пирит, кальцит, эпидот, кварц, датолит Рутил, ильменит, самородное золото Галит, гипс, ки- зерит, кальцит, сидерит 440,2 79,9 136,1 ' 2,2—2,29 3,82—3,95 2,98 5—5,5” хрупкий 5—5.5 хрупкий 3—3,5 хрупкий
Англезит PbSO4 PbO . SOg . . . . 73,60 . . . 26,40 Галенит, хризо- колла, церуссит 303,3 6,38 ±0,01 2,5-3 хрупкий
Андалузит A12O3 AloOg SIO2 SiO2 . . 62,85 . . 37,15 Каинит, силли- манит, корунд, гематит 162,0 3,1—3,2 7—7,5
Аннабергит 3N1O • As2O6 • 8H2O N1O ... 37,47 AS2O5 • • • 3^,46 H2O . . . 24,07 Никкелин, хло- антит, смаль- тин, кальцит 598,1 3,0-3,1 1,5—2,5
Аиортит CaO • AI2O3 • 2SiO2 CaO . . . 20,10 AI2Og. . . 36,70 SIO2 . . . 43,20 Пирротин, маг- нетит 278,2 2,74—2,76 6—6,5 хрупкий
Антимонит Sb2s3 Sb. . s . . . . 71,69 . . 28,31 Сфалерит, гале- нит. пирит, кальцит 339,7 4.63 2—2,5
Антимон- фальерц 4Cu2S • Cu . . Sb . . s . . Sb2S3* . . 15—55 . . 9-30 . . 20—30 Пирит, халькопи- рит, сфалерит, галенит, сиде- рит, барит, кварц 976,3 4,4—5,6 3—4 очень хрупкий
84
ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ
Продолжение
Температур- ные константы, ®С Пока- затели пре- ломления Сингоння Наиболее распространен- ный цвет природного минерала Отношение к растворителям Прочие сведения
^пл ~ =1100^-1250 ^пл ~ = 880-?-910 1,525 1,529 1,536 Трикл. Псевдо- кб. Белый, серо- вато-зеле- ный, бурый Бесцветный, белый, жел- товатый С трудом разл. в к-тах; раств. в 30% NaOH Разл. в НС1 с выделением S1O2 с®°= 0,153 (0,641) с’000 = 0,296 (1,239)
4л — _ = 895 ч- 935 =1400ч-1450 4 л = = 940ч-1170 4л =1530 1,5698 1,5754 1,6136 1,8771 1,8826 1,8937 1,622 1,658 1,687 Тетраг. Ромб.; 1195° -> -> ми. Ромб.; 864°->мн. Ромб. Мн. Бурый, темио- синий, чер- ный Бесцветный, белый, се- рый, серо- вато-голу- бой Бесцветный, белый, се- рый Бесцветный, красновато- бурый, олив- ково-зеле- ный Светло-зеле- ный Не разл. в к-тах Раств. в конц. H2SO4; слабо раств. в НС1 и в Н2О Раств. в H2SO4; сла- бо раств. в НС1 и HNO3 Не разл. в к-тах Легко раств. в к-тах и в NH,OH с“-4Ю=0,17 (0,712) М?оз = 4-44 (18,59) е = 5,7; 6,3 с45 = 0,081 '' (0,339) е = 44; 50 -250 0003 (0,013) с1200 = 0>2й (1,172)
^разл = =1290ч-1340 4л = 546 4озг — = 470 ч- 490 4ип = 1,5832 Непро- зрачен Трикл. Ромб. Кб. Бесцветный, белый, се- рый, красно- ватый Свинцово-се- рый, серо- стальной От серо-сталь- ного до же- лезно-черно- го С трудом разл. в НС1 с выделени- ем студе- нист. S1O2 Разл. в НС1 с выделением H2S и в HNO3 с вы- делением Sb2Ob Разл. в HNOa с выделени- ем Sb2O3 и S <£=0,172 (0,720) с~150= 0,054 (0,226) с° =0,089 (0,373)
85
СВОЙСТВА ВАЖНЕЙШИХ МИНЕРАЛОВ,
Название Формула и химический состав, вес. % Главные спутники Моле- кулярный вес Плот- ность, г{ см3 Твердость
Апатит Саб (F, С1, ОН) • •(ро4>; Нефелин, сфен, флюорит, пир- ротин, кальцит .... 3,1—3,45 5 хрупкий
гидроксил- апатит Са5(ОН) (Р04)3 502,4 .... ....
фторапа- тит Са, (CaF) (РО4)3 504,3 .... ....
хлорапа- тит Са4 (СаС1)(РО4)3 Р2О6 ... 40,9—42,3 СаО .... 48,4—55,5 Са(Р.С1,ОН)210,7—7,8 520,8 .... ....
Ара гонит СаСО3 СаО. . . . 56,03 СО2. . . . 43,97 Г ипс, целестин, серпентин, си- дерит 100,1 2,947 ±0,002 3,5—4
Аргеитит Ag2S Ag. . . . 87,06 S . . . . 12,94 Самородные се- ребро и вис- мут, никкелин 247,8 7,2—7,4 2—3 ковкий
Аргенто- бисмутит Ag2S • Bi2S3 Ag. . . . 28,40 Bi ... . 54,73 S . . . . 16,87 Галенит, сфале- рит, пирит 762,0 6,92 2
Арканит K2SO4 K2O .... 53,94 SO3 . . . . 46,06 174,3 2,66 • • • •
Арсеноар- гентит Ag3As Ag . . . . 81,2 As ... . 18,8 Гунтилит 398.5 8,8 2—2,5
Арсенолит ASgOg As ... . 75,78 О . . . . 24,22 Энаргит 197,8 3,2—3,7 1,5
86
ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ
Продолжение
Температур- ные константы, °C Пока- затели пре- ломления Сингония Наиболее распространен- ный цвет природного минерала Отношение к растворителям Прочие сведения
*пл = 1630 1,651 1,644 1,6325 1,630 1,6684 1,6675 Гекс. Бесцветный, белый, зеле- ный, голу- бой, фиоле- товый, бу- рый Раств. в к-тах £=7,4; 10,5
Алл = 825 1,5300 1,6810 1,6854 Непро- зрачен Ромб. Кб. Ромб. Бесцветный, белый Свинцово-се- рый, серова- то-черный Серый Раств. в раз- бавленных к-тах Раств. в HNOa Раств. в HNOa с вы- делением S 400ч-470°-> -> кальцит Электропрово- ден при по- вышенной температуре с-150 =0,047 (0,197) 450 = 0,084 (0,352)
гпл=1076 1,4935 1,4947 1,4973 Ромб.; 588°-> -> гекс. Кб. Кб. (окта- эдры) От желтого до темно-буро- го Бесцветный, белый Легко раств, в к-тах и щелочах; почти не раств. в Н2О с° = 0,176 Р (0,737) с100 = 0,191 ” (0,800) л 18 __ л400““ = — 6,40 ±0,02 (—26,80 ±0,08)
87
СВОЙСТВА ВАЖНЕЙШИХ МИНЕРАЛОВ.
Название Формула и химический состав^ вес. % Главные спутники Моле- кулярный вес Плот- ность, г/см3 Твердость
Арсено- пирит FeAsS Fe . . As. . S . . . . 34,34 . . 46,01 . . 19.65 Халькопирит, пи- рит, сфалерит, касситерит 162,8 6,0—6,2 5,5—6 хрупкий
Арсено- фальерц Арсено- феррит 4Cu2S • Cu . . As . . S . . FeAs2 Fe . . As . . As2S3* . . 43-57 . . 17-21 . . 25—28 . . 17,19 . . 72,81 Пирит, халько- пирит, сфале- рит, галенит, сидерит, барит 882,6 205,7 4,4—5,6 6,42 очень хрупкий 5,5
Асболан CoO • MnO2 • H2O CoO — иногда до 32,0 Другие Мп-со- держащие ми- нералы, барит, сидерит, мала- хит 179,9 2,2—3,3 1—2,5
Астраханит Аурипиг- мент Na?SO, Na2O. MgO . so3 . H2O . As2S3 As . . s . . MgSO4. •4H2O . . 18,58 . . 11,97 . . 47,91 . . 21,54 . . 60,91 . . 39.Г9 Полигалит, кизе- рит, гипс, ми- рабилит Сфалерит, пирит, барит, само- родная сурьма 334,5 246,0 2,2—2,3 3,49 3 1,5-2
Базобисму- тит Барит 2Bi2O3 BI2O3 . co2 . H2O . BaSO4 BaO. SO3 . CO2 • H2O . . 94.49 . . 4.07 . . 1,44 . . 65,68 . . 34,32 Берилл, арсено- пирит, воль- фрамит, топаз, самородный висмут Галенит, сфале- рит, флюорит, халькопирит, ковеллин 994,0 233,4 6,9—7,7 4,3—4,7 2,5—3 хрупкий 3—3,5 хрупкий
Беегерит 6PbS • Bi2s'a Pb . . . . 63,76 Bl ... . 21,44 S . . . . 14.80 Другие РЬ- и Bi- содержащие минералы 1949,9 7,27 2
Бементит 2MnO- MnO. S1O2 H2O . SiO2 • H,O . . 50,7 . . 42,9 . . 6,4 Сфалерит, каль- цит 219,9 2,98 3—3,5
£8
ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ
Продолжение
Температур- ные константы, вС Пока- затели пре- ломления Сингония Наиболее распространен- ный цвет природного минерала Отношение к растворителям Прочие сведения
^разл 430 Непро- зрачен Мн. От серебри- сто-белого до серо- стального Разл. в HNOg с выделени- ем As2O3 и S с®6 = 0,112 (0,4(9-
Кб. Серо-сталь- ной, серова- то-чериый То же
<пл = 990 . . . . Кб. (?) Темно-бурый Раств. в HNO3
Земли- стые сплош- ные массы Бурый, темно- бурый, чер- ный Раств. в к-тах
1,486 1,488 1,489 Мн. Бесцветный, зеленова- тый, желто- ватый, крас- ный Легко раств. в Н2О
^пл “ = 300 ч- 320 ^кнп == = 690 -г- 720 2,4 ] 2,81 } (LI) 3,02 J Мн. Лимонно-жел- тый, оран- жевый Раств. в H2SO4 и в щелочах Не электро- проводе н
• ••••• Аморф- ный Темно-серый, серовато-зе- леный Бурно разл. в НС1 с выде- лением СО2
<пл=1580 1,6362 1,6373 1,6482 Ромб.; 1149°-> ->мн. (?) Кб. Ромб. Бесцветный, белый, голу- бой, желтый, красно-бу- рый Серый (от светлого до темного) Серовато-жел- тый, бурый Раств. в H2SO4 Легко раств. в горячей НС1 с выде- лением H2S Раств. в НС1 с0-1000 = 0111 (0,465) е = 7,0; 12,2
89
СВОЙСТВА ВАЖНЕЙШИХ МИНЕРАЛОВ.
Название Формула и химический состав, вес. % Главные спутники Моле- кулярный вес Плот- ность, г/см3 Твердость
Бемит А12О3 • А12О3 н2о H2O . . . 84,98 . . 16,02 Диаспор, гидрар- гиллит, каоли- нит, кварц 120,0 3,01—3,11 5—6,5
Берилл ЗВеО -Al2O3-6SiO2 ВеО . . . 13,97 А12О3 . . . 18,97 S1O2 - . . 67,06 Кварц, полевые шпаты, слюда, хризоберилл, рутил, флюо- рит 537,3 2,67—2,80 5—8 хрупкий
Беркеит (лазулит) 2Na2SO4 Na2CO3 Na2O. . . 47,68 SO3 . . . 41,05 CO2 . . - 11,27 - 390,1 2,57 3,5
Бертонит Бертрандит 5PbS • Pb . Cu. Sb . s . 4BeO • BeO SIO2 H2O 9Cu2S • • 7Sb2S3 . . 20,63 . . 22.84 . . 34,05 . . 22,48 2SiO2 • H2O . . . 42,1 . . . 50,3 . . . 7,6 Галенит, гематит Берилл, апатит, фенакит, кварц, слюда, поле- вые шпаты 5006,9 238,2 5,49 2,6 3—4 6,5
Бисмутинит (висмутин) Bi2S3 Bl . s . . . 81,29 . . 18,71 Галенит, сфале- рит, самород- ный висмут 514,2 6,78 2
Бисмутит (ВЮ)2 B13O3 co2 co3 . . . 91,37 . . 8,63 Самородный висмут, бисму- тинит и др. 510,0 6,1—7,7 2,5—3,5
Бораке (бура) Na2O- Na2O B2O3 H2O 2B2O3. •10H2O . . . 16,26 . 36,51 . . 47,23 Тенардит, улек- сит 381,4 1,715 ±0,005 2—2,5 очень хрупкий
90
входящих В СОСТАВ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ
Продолжение
Температур- ные константы, °C Пока- затели пре- ломления Сингоиня Наиболее распространен- ный цвет природного минерала Отношение к растворителям Прочие сведения
Ромб, (мелкие пластин- ки, зем- листые массы) Белый, серый, желтоватый Не раств. в к-тах Отличается от диаспора кри- сталлической формой и оп- тическими свойствами
^пл ~ = 1410н-1480 . ... Гекс. Изумрудно- зеленый, темно-зеле- ный, голу- бой, розо- вый, жел- тый, белый То же c5J = 0,2 (0,84) е = 5,5; 7,8
1,463 1,469 4,480 Ромб. Темно-голу- бой, зеле- новато-си- ний » »
Непро- зрачен Мелко- зерни- стый Свинцово-се- рый Раств. в HNO3
...... Ромб. Бесцветный, светло-жел- тый Не раств. в к-тах
^разл = = 400 — 500 ^разл = 290 Непро- зрачен 2,12—2,30 Ромб. Тетр аг. Свинцово-се- рый, оловян- но-белый Белый, жел- тый, зеле- ный Легко раств. В HNOg и НС1, ча- стично — в H2SO4 Раств. в НС1 с выделе- нием СО2 Электропрово- ден с®0 = 0,06 (0,251) с9-22 = 0084 (0,352) В гидробисму- тите содер- жится до 3,5 вес. % воды (в виде вклю- чений)
^пл = 75,5 1,4466 1,4687 1,4717 Мн. Бесцветный, белый, серо- ватый, голу- боватый Раств. в Н2О Мбоо= —25,86 (—108,27)
01
СВОЙСТВА ВАЖНЕЙШИХ МИНЕРАЛОВ,
Название Формула и химический состав, вес. % Главные спутники Моле- кулярный вес Плот- ность, г!см3 Твердость
Борацит Борнит Браунит Броншантит Брукит Брусит Бура Вернадит Вивианит Висмутин )2 5MgO • MgCl2 • 7В2О3 MgO . . . 25,70 MgCI2. . . 12,1-1 В2О3 . . . 62.16 Fe2S3 • nCu2S (и = 3—5) или Cu6FeS4 Си. . . 55,5—63,33 Ее . . . 16,4-11.12 S . . . 28,1-25,55 Мп2О3 МпО2. . . 69,2 МпО . . . 30,8 или 3MnO2-4MnOSiO2 Мп2О3. . . 78,3 МпО . . 11,7 S1O2 . . . 10,0 CuSO4 3Cu (ОН)2 CuO. . . 70,36 SO3 . . . 17,70 H2O. . . 11,94 Т1О2 Tl. . . . 59,95 О . . . . 40,05 MgO-H2O MgO. . . 69,11 H2O . . . 30,89 См. Бораке MnO2 - nH2O* (72=0,4-4-1) MnO2 . . 50—80 H2O . . . 6-17 Fe3 (PO4)2 • 8H2O FeO . . . 42,96 P2OS. . . 28,31 H2O . . . 28,73 F'.M. Бисмутинит Гипс, ангидрит, галит, карнал- лит Халькопирит, халькозин, ма- лахит, пирит, сфалерит < Пиролюзит, гаус- манит, барит, гематит Малахит, азурит, куприт, халь- копирит, лимо- нит Рутил, анатаз, ильменит, не- фелин Серпентин, каль- цит, хромит, магнезит, до- ломит Другие Мп-со- держащие ми- нералы Лимонит, сиде- рит 784,3 Для Fe25 .... Для С 501,8 157,9 или 604,6 452,3 79,9 58,3 105,0 (ПрИ /2=1) 501,6 2,91—2,97 >3 • nCu2S 4,9—5,4 u6FeS4 5,05—5,08 4,7—4,8 3,97 3,8—4,1 2,3—2,4 3,0—3,3 2,68 ±0,01 7—7,5 3 5,5-6 3,5-4 5,5-6 хрупкий 2—2,5 2—3 1,5-2
ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ
Продолжение
Температур- ные константы. °C Пока- затели пре- ломления Сннгоиия Наиболее распространен- ный цвет природного минерала Отношение к растворителям Прочие сведения
/Пд = 265 1,658 ' 1,662 1,668 Ромб.; 265° —>кб. Бесцветный, белый, се- рый, желто- ватый Раств. в НС1 и в HCN Для кубиче- ской моди- фикации п= 1,6714 (при 290°)
/разл = 430 Непро- зрачен Кб. От медно- красного до бурого Раств. в HNO3 с вы- делением S с® = 0,117 (0,490)
/разл ~ = 770-5-860 .... Тетраг. Серо-сталь- ной, буро- вато-черный Разл. в к-тах
1,728 1,771 1,800 Мн. Изумрудно- зеленый Раств. в к-тах и NH,OH
/пл = 1560 .... Ромб. От желтовато- бурого до железно- черного Не разл. в к-тах
/пл = = 410-5-480 1,559 1,580 Триг. Бесцветный, сероватый, синевато- зеленоватый Раств. к-тах с®5 = 0,ЗП (1,302) X18 = 0,0 — Н2О, 400 -г- 480°
Рыхлые массы Черный Легко разл. в HCI с вы- делением С12 = 0,177 (0,741)
/пл =1114 1,5788 1,6024 1,6294 Мн. Синий, зелено- вато-чер- ный, бес- цветный Легко раств. в разбавлен- ных к-тах
93
СВОЙСТВА ВАЖНЕЙШИХ МИНЕРАЛОВ,
Название Формула и химический состав, вес. % Главные спутники Моле- кулярный вес Плот- ность, г/ся? Твердость
Вольфрамит (Fe, Мп) WO* FeO . . . 2,2-2,3 МпО. . . 5,9-17,6 WO4 ... 75 Гюбнерит, касси- терит, кварц, апатит, слюда, шеелит, молиб- денит, флюо- рит, пирит, га- ленит, сфале- рит • • • • 7,1—7,5 5—5,5 хрупкий
Вульфенит PbMoO4 PbO . . . 60,79 MoOa. . . 39,21 Пироморфит, га- ленит 367,1 6,5—7 2,75-3
Галенит PbS Pb . . . . 86,60 S . . . . 13,40 Сфалерит, пирит, халькопирит, барит, кальцит 239,3 7,58 ±0,01 2,5—3 хрупкий
Галит NaCl Na ... . 39,34 CI ... . 60,66 Гипс, ангидрит, сильвин, поли- галит, кальцит, кварц, карнал- лит 58,4 2,168 2—2,5 очень хрупкий
Г аллуазит Al2O3-2SiO2-«H2O (n переменное) Аллофаи, карбо- наты .... 1,9—2,6 1—2
Г анксит 9Na2SO4 •• - 2Na2COa KCI Na2O . . . 43,60 KCI ... 4.72 SOa ... 46,06 CO2 . . . 5,62 Галит, глауберит, тенардит 1565 2,56 3—3,5
Гауерит MnS2 Mn. . . . 46,13 S .... 53,87 Алабандин, гипс, родохрозит, пи- рит, барит 119,1 3,44—3,46 4—5 хрупкий
94
ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ
Температур- ные константы, °C Пока- затели пре- ломления Сингония Наиболее распространен- ный цвет природного минерала Отношение к растворителям Прочие сведения
• • • • 2,26—2,31 ) „ 2,32—2,40 kj 2/42-2,46} — Мн. Темно-серый, темно-бурый Разл. в Н,5ОЛ и НС1 со-зоо = 0098 (0,410)
Атл ^пл ^пл ^кип = 1068 = 1114 = 801 = 1413 2,4053 2,2826 Непро- зрачен 1,5446 1,481 1,461 Тетраг. Кб. Кб. Земли- стые массы Гекс. Желтый, оран- жевый, крас- ный, серый, белый Свинцово-се- рый Прозрачен, окрашен в различные цвета в за- висимости от примесей Белый, голу- бовато-зеле- ный Бесцветный, белый, жел- товатый Разл. в НС1 и HNO3; раств. в ще- лочах Раств. в HNOa Легко раств. в Н2О Разл. в НС1 Легко раств. в Н2О • С-200 =0,028 (0,117) с450 = 0,056 (0,234) е= 17,9 с-250 = 0>005 (0,021) с°р = 0,204 (0,854) с™ = 0,217 (0,909) с®00 = 0,237 (0,992) Опл=125(523) Qj.cn =744,2 (3115,8) ^=-1,18 (—4,94) е = 5,9; 6,2
. . . . 2.69+0.01 (L1) Кб. Бурый, серо- вато-чер- ный, корич- невый Разл. при на- гревании в НС1 с вы- делением S и H2S
95
СВОЙСТВА ВАЖНЕЙШИХ МИНЕРАЛОВ,
Название Формула и химический состав, вес. % Главные спутники Моле- кулярный вес Плот- ность, г/см3 Твердость
Гаусманит Гематит Мп3О, Мп. . . . 72,03 О . - . . 27,97 Fe2O3 Ее. . . . 69,92 О ... - 30,08 Пиролюзит, брау- нит, магиетит, барит Лимонит, гетит, пиролюзит, ба- рит, кварц, кальцит, пирит, магнетит, си- дерит 228,8 159,7 4,7—4,9 4,9—5,3 4 5-6,5 хрупкий
Герсдорфит Г ерценит (железная шпинель) Г етит Гидраргилит NiS2-NiAs2 N1. . . . 35,42 S . . . . 19,35 As ... . 45,23 FeO - А12О3 FeO . . . 41,34 AI20g • • • 58,66 Fe2O3-H2O Fe ... 62,89 О ... 26,96 H2O. . - 10,15 А12О3 • ЗН2О А12О3 . . . 65,35 Н2О . . . 34,65 Никкелин, сфа- лерит, халько- пирит, сидерит ч Серпентин, ко- руид, магне- тит, лимоиит Лимонит, гема- тит и другие Fe-содержа- щие минералы Лимонит, корунд 331,3 173,8 177,7 156,0 5,6-6,6 3,9—3,95 4—4,4 2,3—2,4 " 5,5 хрупкий 7,5—8 5—5,5 хрупкий 2—3,5
Гидрогема- тит Fe2O3 • Н2О* Ре2Оз ... до 94,70 Н2О ... до 10,15 Лимонит, гема- тит, кальцит, кварц 177,7 3,3—4,6 5,5—6,5 хрупкий
Гидромагне- зит Гидроцианит Гипс 3MgCO3- Mg(OH2)-3H2O MgO .... 44,1 СО2 .... 36,2 Н2О .... 19,7 См. Халько- кианит CaSO4 • 2Н2О СаО . . . 32,57 SO3 . . . 46,50 Н2О. . . 20,93 Серпентин, бру- сит, кальцит, доломит Ангидрит, галит, целестин, каль- цит, арагонит, самородная сера 365,4 / 172,2 2,16 2.317 ±0,005 3,5 хрупкий 1,5—2 гибкий, иногда хрупкий
ев
ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ
Продолжение
Температур- ные константы, °C Покат затели пре- ломления Сингония Наиболее распространен- ный цвет природного минерала Отношение к растворителям Прочие сведения
Тетраг. Буровато-чер- ный, черный Разл. в щело- чах Не электро- проводен
^пл == =1400^-1565 ^разл ~ ~450ч-500 Непро- зрачен Триг. Кб. Кб. Буровато-чер- ный, серо- стальной Белый, серый Черный Слабо раств. в конц. НС1 Частично разл. в го- рячей НС1 с выделени- ем S Не разл. в к-тах Иногда слабо магнитен с"180 = 0,041 (0,172) с™ = 0,356 (1,491) е = 25
Ромб. Красновато- бурый, чер- ный Раств. в НС1
1,523 1,527 1,545 Мн. Плотные зем- листые массы Мн. Белый, серо- вато-зеле- ный, красно- ватый, чер- ный Красновато- черный, красно-бу- рый Белый Раств. в конц. •H2SO4 Раств. в НС1 Слабо раств. в к-тах с“200= 0,035 (0,147) с’100 = 0>30 (1,26)
1,5207 1,5230 1,5299 Мн. Бесцветный, белый, се- рый Раств. в НС1; слабо раств. в Н2О с™ = 0,265 (1,110) X16 = —0,30 (-1,26) е=5,0; 11,6 —1,5Н2О, 90=128°
4 Зак. 134
97
СВОЙСТВА ВАЖНЕЙШИХ МИНЕРАЛОВ.
Название Формула и химический состав, вес. % Главные спутники /Моле- кул ярный вес Плот- ность, г!см3 Твердость
Г лазерит Na2SO4 3K2SO, 664,8 2,7 3
Na2O . К2О . so3 . . . 9,33 . . 42,51 . . 48,16
Г лауберит Na2SO4 Na2O . CaO . SO3 . • CaSO4 . . 22,29 . . . 20,16 . . 57,55 Галит, тенардит, мирабилит, ганксит, улек- сит 278,2 2,75—2,85 2,5—3 хрупкий
Глаукодот (Co, Fe) AsS* Кобальтин, халь- .... 6,04 ±0,12 5
Co . Fe . . As . . S . . . . 29,8 . . 11,3 • . 45,5 . . 19,4 копирит, гале- нит, пирит, пир- ротин, кварц хрупкий
Глауконит KFe (SiO2)3 • H2O (состав весьма непостоянен) Кварц, полевые шпаты, сфале- рит, каолинит, .... 2,3—2,7 2-3
кальцит •
Г ринокит CdS Смитсонит, сфа- 144,5 4,9—5,0 3—3,5
Cd. . S . . . 77,81 . . 22,19 лерит. кальцит, свинцовый хрупкий
блеск
Г рюнерит FeSiO* Другие амфиболы 131,9 3.4—3,6 5—6
FeO , . SlOg • • , 43,4—52,2 . 43,9-47,2 7,29
Г унгаррит 4PbS • Bi2S3 Pb. . . . 56.33 Висмутин, церус- сит, англезит 1471,3 3
Bi . . S . . . . 28,41 . . 15,26
Г юбнерит MnWO4 Шеелит, воль- 302,9 7,12 4—4,5
MnO . WO3 . . . 23,4 . . 76,6 фпамит, флюо- рит, халькопи- хрупкий
рнт, пирит
Датолит 2CaO • B2Oa • • 2SiO2- H2O Кварц, кальцит, эпидот, само? . 320,1 2,9—3 5—5,5
Дернит CaO .... 35.0 B2Oa .... 21,8 SiO2 .... 37,6 H2O .... 5,6 6CaO(Na,K)2O. • 2P2O6-H2O родная медь, пирит .... 3,04—3,09 5
(состав непостоя- нен)
Дешенит PbV2Oe 405,1 5,6—5,8 3—4
рьо . V2O5. . . 55,10 . . 44,90
98
ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ
Продолжение
Температур- ные константы, °C Пока- затели пре- ломления Сингония Наиболее распространен- ный цвет природного минерала Отношение к растворителям Прочие сведения
4л = = 1000 (?) 4л = 905 4л = = 420 -J- 480 4л =1750 4л —1550 1,490 1,500 1,515 1,535 1,536 Непро- зрачен 2.43П (L1) 2,456 ( 11 Непро- зрачен 2,17 ] 5 2,22 VS 2,32 | ° 1,642 , 1,622 1,614 Гекс, Мн. Ромб. Аморф- ный Гекс. Мн. Мн. (?) Мн. Мн. Гекс. Г розде- видные массы Бесцветный, белый, серо- ватый .Оловянно-бе- лый Светло-зеле- ный, темно- зеленый Желтый, оран- жевый Темно-зеле- ный, бурый, черный Серо-стальной Желтовато- коричневый, бурый, буро- вато-черный Бесцветный, белый, зеле- новатый Бесцветный, серовато-бе- лый, зелено- ватый Желто- и бу- ро-красный Раств. в НС1; слабо раств. в Н2О Разл. в HNO3 с выделени- ем S Частично раств. в НС1. пол- ностью — в H2SO, Легко раств. в к-тах с выделением H2S Не раств. в щелочах Разл. в конц. НС1 и H2SO4 с выделени- ем WO3; легко раств. в щелочах Раств. в НС1 с выделени- ем студе- нист. S1O2 Раств. в к-тах Разл. в к-тах •
99
СВОЙСТВА ВАЖНЕЙШИХ МИНЕРАЛОВ,
Название Формула и химический состав, вес. % Главные спутники Моле- кулярный вес Плот- ность, г/см3 Твердость
Джемсонит Диаспор 2PbS • Sb2S3 Pb. . . . 50,84 Sb ... . 29,46 S . . . . 19,70 AI2O3 • H2O AI2O3. . . 84,98 H2O . . . 15,02 Галенит, сфале- рит, антимо- нит, пирит Корунд, доломит, магнетит 818,3 120,0 5,5—6 3,3—3,6 2—3 хрупкий 6,5—7 очень хрупкий
Диоптаз Дистен CuOSiO2-H2O CuO . . . 50,47 S1O2. . . 38,10 . H2O. . . 11,43 A12O3 SiO2 AI2O3. . . 62,93 SIO2 . . . 37,07 Лимонит, кварц, кальцит Андалузит, снл- лимонит, ко- рунд 157,6 162,0 3,28—3,35 3,5—3,7 5 4,5—7 хрупкий
Доломит CaCO3 • MgCO3 CaO . . . 30,41 MgO . . . 21,86 CO2 . . . 47,73 Г аленит, пирит, сфалерит, ба- рит 184,4 2,85±0,01 3,5—4 хрупкий
Железная шпинель Железный купорос Ильменит Ильмено- рутнл Каинит См. Герценит См. Мелантерит FeO • TiO2 FeO .... 47,35 T1O2 .... 52,65 FeO (Nb, Ta)2O5 • • • 5TiO2 (состав непостоя- нен) MgSO4 • KCI • H2O MgO. . . . 16,1 SO3 . . . . 32,2 K2O .... 15,7 Cl .... 14,3 H2O .... 21.7 Гематит, магне- тит, апатит, ти- танит, рутил, кварц Кварц, полевые шпаты, гема- тит, ильменит Галит, сильвин, гипс, ангидрит, карналлит, ки- зерит 151,8 / • • • 213,0 4,5—5,2 4,2—5,6 2,15 5—6 6 2,5—3 хрупкий
ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ
Продолжение
Температур- ные константы, °C Покат затели пре- ломления Сингония Наиболее распространен иый цвет природного минерала Отношение к растворителям Прочие сведения
/раза = 480 /пл =И71 ^разл ~ 1Ю0 ^разл ~ = 730ч-760 Непро- зрачен 1,6799 1,5013 Мн. Ромб, (приз- матиче- ские, иголь- чатые, чешуй- чатые кри- сталлы) Триг. Трнкл. Триг. Свинцово-се- рый, серо- черный Белый, серый, желтый, бу- рый, зеле- ный Изумрудно- зеленый Синий, голу- бой, зеле- ный, серый, белый Бесцветный, белый, бу- рый, серый, розовато-ко- ричневый Легко разл. в HNO3 с выделением Sb2O3 Не раств. в к-тах; раств. в H2SO4 по- сле про- каливания Разл. в к-тах с выделе- нием студе- нист. S1O2 Не раств. в к-тах Раств. в HCI, на холоду — с трудом —Н2О, 360 -=- 420е с"250 = 0,0005 (0,0021) с120° = 0>299 (1,252) с* = 0,218 (0,913) е = 6,8; 8,0
/пл = 1450 .... Триг. Железно-чер- ный С трудом раств. в в конц. к-тах
1,494 1,505 1,516 Тетраг. Мн. Черный Бесцветный, белый Разл. в к-тах после сплав- ления со щелочами t’acTB.. в Н2О
101
СВОЙСТВА ВАЖНЕЙШИХ МИНЕРАЛОВ,
Название Формула и химический состав, вес. % 1 лавные спутники Моле- кулярный вес Плот- ность, г!см? Твердость
Калиевая селитра KNO3 К2О . . . 46,58 N2O5. . . 53,42 Кальцит, кварц 101,1 2,109+ ±0,002 2 хрупкий
Калиевые квасцы KA1(SO4)2- 12Н2О К2О . . . 9.93 А|2О3. . . 10,78 SO3 ... 33,75 Н2О ... 45,54 Каолин, кварц 474,4 1,757 2—2,5
Каломель Hg. . . . 84,98 Cl ... . 15,02 Киноварь, само- родная ртуть, кварц, барит 472,1 7,15 1—2
Кальцит СаСО3 CaO .... 56,03 СО2. . . . 43,97 Доломит, суль- фиды 100,1 2,710 3 хрупкий
Каолинит А12О3 2S1O2 • 2Н2О А120з . . . 39,50 S1O2 • . . 46,54 Н2О . . . 13,96 Кварц, полевые шпаты, корунд, слюды, диаспор 258,1 2,4—2,6 1—4,5
Карналлит КС1 • MgCl2 • 6Н2О К ... 14,11 CI ... 38,39 Mg . . . 8,78 Н2о . . . 38,72 Галит, кизерит, сильвин, ан- гидрит, бора- цит 277,1 1,602 2—3 хрупкий
Карнотит К2О - 2U2O3 V2O6 • 2Н2О К2О ... 4,1 U2O3 . . , 79,6 V2O5. . . 13,6 Н2О . л. 2,7 Кварц 1360,4 3,67 1
Карфолит МпО • А12О3 • 2SiO2 • 2Н2О МпО . . . 21,56 А12О3 . . . 30,98 SlO2 . . . 36,51 Н2О . . . 10,95 Флюорит, кварц 329,0 2,9 5—5,5
102
ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ
Продолжение
Температур- ные константы, °C Пока- затели пре- ломления Сингония Наиболее распространен- ный поет природного минерала Отношение к растворителям Прочие сведения
^пл = 336 1,3320 1,5038 1,5042 1,4562 Ромб, Кб. Бесцветный, белый То же Раств. в Н2О То же е = 4,37
/возг = 383,7 ^разл = = 880-=-920 1,973 2.656 1,6584 1,4865 Тетраг. Триг. Бесцветный, белый, се- рый То же Слабо раств. в НС1 Легко разл. в НС1 и дру- гих к-тах с выделе- нием со2 Устойчив при низких тем- пературах с-25°= о,ОО2 (0,008) с° = 0,190 (0,795) с™ = 0,27 (1,13) е = 7,8; 8,5
^разл = Ю00 ^разл ~ Ю7 1,4665 1,4753 1,4937 Мн. Ромб. Белый, жел- тый, бурова- тый, красно- ватый, голу- боватый Бесцветный, белый, крас- новатый С трудом разл. в НС1 и HNO3. Разл. в H2SO4 при сильном на- гревании Раств. в Н2О —н2о, 500-г-600°
1,750 1,925 1,950 Ромб. Желтый, ли- монно-жел- тый, зелено- вато-желтый Легко раств. в к-тах Сильно радио- активен
Ромб. Бледно-жел- тый, желтый Разл. в к-тах
133
СВОЙСТВА ВАЖНЕЙШИХ МИНЕРАЛОВ,
Название Касситерит Квари Кизерит Киноварь Кобальтин (кобальто- вый блеск) Ковеллин Козалит Формула и химический состав, вес. % SnO2 Sn. . . . 78,77 О . . . . 21,23 SiO2 SI‘. . . . 46,72 О . . . . 53,28 MgSO4 • Н2О MgO . . . 29,13 SO3 . . . 57,85 H2O . . . 13,02 HgS Hg . . . . • 86,22 S .... 13,78 CoAsS Co ... . 35,41 As ... . 45,26 S . . . . 19,33 CuS Cu. . . . 66,46 S . . . . 33,54 2PbS-Bi2S3 Pb . . . . 41,74 Bl ... . 42,11 S . . . . 16,15 Главные спутники Кварц, воль- фрамит, шее- лит, пирит, сфалерит, то- паз, апатит Полевые шпаты, слюда, амфи- болы, топаз, флюорит Гипс, сильвин Пирит, реальгар, барит, кварц, самородная ртуть Пирротин, халь- копирит, са- мородное се- ребро Халькопирит, борнит, халь- козин, пирит Кобальтин, сфа- лерит, пирит, халькопирит Моле- кулярный вес 150,7 60,1 138,4 232,7 165,9 95,6 992,8 Плот- ность, г/см? 6,8—7 2,65 2,57 8,09 6—6,5 4,59—4,76 6,76 Твердость 6—7 хрупкий 7 хрупкий 3—3,5 2—2,5 5—6 хрупкий 1,5—2 2,5—3
194
ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ ПРИГОДНОГО СЫРЬЯ
Продолжение
Температур- ные константы, °C Пока- затели пре- ломления Сингония Наиболее распространен- ный цвет природного минерала Отношение к растворителям Прочие сведения
^разл =1127 ^пл ~ =1600-5-1670 ^кип — 2230 /пл = 1450 (под давле- нием) ^разл = = 480-5- 495 ^разл — = 400 -5- 474 1,523 1,535 1,586 2,9051 (о 3,256) 8 1,45+0,03 Пропу- скает только зеленый свет в тонких пластин- ках Непро- зрачен Тетраг. Триг. Мн. Трнг.- Кб. Гекс. Ромб. Бурый, чер- ный, жел- тый, красно- ватый, бе- лый Белый, жел- тый, красно- ватый, зеле- ный, бурый Бесцветный, белый, серо- ватый, жел- товатый Ярко-красный, реже серый Серебристо- белый, серо- стальной Синий Свинцово-се- рый, серо- стальной Раств. в НС1 после сплав- ления со щелочами Частично разл. в HF Слабо раств. вН2О Не раств. в к-тах; раств. в царской водке Разл. в HNO3 с выделени- ем As2O3 и S Раств. в HNO3 при кипя- чении, труд- нее раств. в НС1 Разл. в HNO3 и НС1 с% = 0,09 (0,38) е = 23,4; 24,0 с-250 = 0005 (0,021) с550 = 0315 (1,319) е = 4,45; 4,6 На воздухе переходит в эпсомит с® = 0,239 (1,001) zJOq = 13,30 (55,68) Не электро- проводка С -150 = 0,032 (0,134) с® = 0,051 (0,214) с’00 = 0,052 (0,218) с^° = 0,064 ' (0,27) с® = 0,1 (0,42) с-150 = 0,077 (0,322) С200= о,172 (0,720)
105
СВОЙСТВА ВАЖНЕЙШИХ МИНЕРАЛОВ,
Название Формула и химический состав, вес. % Главные спутники Моле- кулярный вес Плоч- ность, г! с л? Твердость
Корунд А12О3 А1. . . . 52,91 О . . . . 47,09 Серпентин, маг- нетит, шпине- ли, каинит, диаспор 102,0 3,9—4,1 9 хрупкий
Криолит AlF3-3NaF -Na ... . 32,86 Al ... . 12,85 F .... 54,29 Сидерит, халько- пирит, галенит, сфалерит, флю- орит, топаз, вольфрамит 209,9 2,97+0,01 2,5 хрупкий
Куприт Cu2O Cu . . . . 88,82’ О . . . . 11,18 Малахит, азурит, халькозин, са- мородная медь 143,1 6—6,15 хрупкий
Купрошее- лит (Ca, Cu) WO’ CaO . . . 2-18 CuO . . . 2—31 WO3 . . . 56-80 Другие Си- и W-содержащие минералы . . . . 5,9—6,1 4,5
Купфер- никель Курскит (карбо- нат-апа- тит) Кюрит Лазулит Лангбейнит Лейкопирит См. Никкелин 2Ca3 (PO4)2 • • CaF2CaCO* CaO . . . 44,43 P2O6. . .26,21 F ... 3,32 CO2 ... 4,4 2PbO-5UO3-4H,.O PbO . . . 22,92 UO3 - . . 73,40 H2O . . . 3,68 См. Беркеит K2SO4 2MgSO4 K2O .... 23,2 MgO. ... 20 SO3 .... 56,8 Fe3As4 Fe . . . . 35,8 As ... . 64,2 Фосфорит, сфа- лерит Другие U-содер- жащие мине- ралы Галит, сильвин, тенардит Леллингит, арсе- нопирит, сфа- лерит 798,6 1948,9 415,1 467,2 2.8-3,0 7,19 2,83 6,8—7,4 4 4—5 3—4 хрупкий 4,5—5 хрупкий
106
ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ
Продолжение
Температур- ные константы, °C Пока- затели пре- ломления Сингония Наиболее распространен- ный цвет природного минерала Отношение к растворителям Прочие сведения
=20004-2050 ^пл = =10004-1200 • • “ ’ » Триг. Мн.; 560° -»кб. Белый, серый, розовый, желтый и др. Бесцветный, белый, бу- роватый, редко чер- ный Не раств. в к-тах Раств. в конц. H2SO4 с вы- делением HF с-2°° = 0 0165 ' (0,0691) с™0 = 0,28 (1,172) 6= 11,0; 13,2 с°р = 0,909 (3,806)
^пл = =1222^-1262 .... Кб. Темно-крас- ный Раств. в конц. к-тах Ср = 0,11 (0,46) с|00= 0,128 (0,536) е = 10,5
2,15+0,02 Кон- центри- ческие слои вокруг шеелита Зеленовато- желтый, оливково-зе- леный Разл. в НС1 и HNO3 с образовани- ем осадка
1,625 1,628 Гекс. Черный, ко- ричневый Раств. в к-тах (в H2SO4 — с образова- нием осад- ка)
Ромб. От оранжево- желтого до красно-бу- рого Раств. в к-тах Сильно радио- активен
7пл = 930 1,535 Кб. Бесцветный, белый Раств. в НС1 и в избытке Н2О
Тразл = = 515--520 • • • • Ромб. (?) Серо-стальной Раств. в HNO3
107
СВОЙСТВА ВАЖНЕЙШИХ МИНЕРАЛОВ,
Название Формула и химический состав, вес. % Главные спутники Моле- кулярный вес Плот- ность, г/сж3 Твердость
Лейкофос- фит Леллингит Лимонит Магнезит Магнетит Малахит Манганит Маиганизит К2 (Fe, А1)7 (ОН)п • • (РО4)4 6Н2О * К2О . . . 7,88 ре2О3 . . . 32,82 А12О3 . . . 12,73 Р2О5 . . . 26,69 Н20 . . . 12,28 FeAs2 Fe .... 27,18 As .... 72,82 2Fe2O3 • 3H2O Fe2O3 . . . 85,6 H2O .... 14,4 MgCO3 MgO . . . 47,62 C02 • • 52,38 FeO • Fe2O3 FeO 31 Fe2O3 .... 69 CuCO3 Cu (OH2) CuO . . . 71,95 CO2 . . . 19,90 H2O . ... 8.15 Mn2O3 • H2O Mn2O3 . . 89.76 H2O . . . 10,24 MnO Mn 77,4 0 22,6 Хромит, рутил, тальк Кобальт, серебро, Аи-содержа- щие минералы, сидерит, арсе- нопирит, сер- пентин Пирнт, гематит, магнетит, ге- тнт, сидерит, кальцит, кварц Серпентин, каль- цит, гипс Пироксен, поле- вые шпаты, кварц, пирит, халькопирит, апатит, гема- тит Азурит, пирит, халькопирит, самородная медь, халько- зин, кальцит Другие Мп-со- держагцие ми- нералы, барит, кальцит, сиде- рит Другие Мп-со- держащие ми- нералы 205,7 373,3 84,3 231,5 221,1 175,9. 70,9 2,3—2,65 7,40±7,01 3,5-4 3,00±0,02 4,9—5,2 3,9—4,1 4,2—4,4 5,18 3,5 5—5,5 5—5,5 хрупкий 4,5 хрупкий 5,5—6,5 3,5—4 3—4 хрупкий 5—6
10«
ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ
Продолжение
Температур- ные константы, °C Пока- затели пре- ломления С нигония Наиболее распространен- ный цвет природного минерала - Отношение к растворителям Прочие сведения
Мело- подобный Белый, зеле- новатый Раств. в НС1; не раств. в н2о
.... Ромб. От серебри- сто-белого до серо- стального Раств. в HNO3 Электропро- воден
^разл ~ 350 ^разл = =1145ч-1260 ^разл — 200 1,700 1,509 1,655 1,875 1,909 Почко- видные формы, волок- нистые образо- вания Триг. Кб. Мн. Бурый, желто- вато- и чер- новато-бу- рый Белый, серый, желтый Черный Изумрудно- зеленый, зе- леный Легко раств. в НС1 Разл. при нагревании в НС1 с вы- делением СО2 Раств. в НС1 Разл. в НС1 с выделени- ем СО2 с“ = 0,225 (0,942) е= 10 —Н2О, 175 -т-190° с2/ = 0.2С0 (0,837) Магнитен, при 550° теряет магнитность и принимает структуру гематита с-200 = о.ОЗЗ (0,138) с“° = 0,265 (1,109) c5J = 0,177 (0,741) е = 7,2
^разл = = 370 -ь 400 .... Ромб. От серо-сталь- ного до чер- ного Разл. в НС1 с выделе- нием С12
/пл= 1650 .... Кб. Изумрудно- зеленый Раств. в к-тах
109
СВОЙСТВА ВАЖНЕЙШИХ МИНЕРАЛОВ,
Название Формула и химический состав, вес. % Главные спутники Моле- кулярный вес Плот- ность, г/смъ Твердость
Мартит (псевдо- морфоза гематита по магне- титу) Медный блеск Медный колчедан Мелантерит, (желез- ный купо- рос) Fe2O3 Ее ... . 72,4 О . . . . 27,6 См. Халькозин См. Халькопирит FeSO4 • 7Н2О РеО . . . 25,84 SO3 . . . 28,80 h2O . . . 45,36 Магнетит, гема- тит Пирит, халько- пирит, пирро- тин 159,7 278,0 4,8—5,3 1,898 6—7 хрупкий 2 хрупкий
Микроклин К2О • А12О3 - 6SiO2 К2О . . . 16,89 Л|2О3. . . 18,43 S1O2 . . . 64,68 Другие полевые шпаты, кварц, слюда, фена- кит, каолинит 556,7 2,5 6—6,5 хрупкий
Мирабилит Молибденит (молибде- новый блеск) Na2SO4 • ЮН2О Na2O. . . 19,3 SO3 ... 24,8 Н2О . . . 66,9 MoS2 Mo • . . 59,96 S .... 40,04 Галит, гипс Молибдит, пи- рит, пирротин, кварц, кальцит, топаз 322,2 160,1 1,464—1,481 4,62—4,80 1,5—2 1,0—1,5
Молибдит Моренозит Мусковит (К-слюда) Натровая селитра Натрон Нашатырь ✓ Mods Mo. . . . 66,7 О . . . . 33,3 См. Никелевый купорос К2О-ЗА12О3- ' 6SiO2 • 2H2O K2o . . . 11,8 A12O3 . . 38,4 SlO2 ..... 45,3 H2O ... 4,5 См. Чилийская селитра См. Сода NH4C1 nh4 . . . . 33,74 Cl .... 66,-26 Молибденит, ли- монит Ортоклаз, бе- рилл, андалу- зит, каинит Галит, сильвин, селитра 143,9 796,6 53,5 . 4,5 2,7—3,1 1,53 1—2 2—3 1,5-2 пластич- ный
ни
входящих в состав природного сырья
Продолжение
Температур- ные константы, °C Пока- затели пре- ломления Сингония Наиболее распространен- ный цвет природного минерала Отношение к растворителям Прочие сведения
Кб. Железно-чер- ный Слабо раств. в к-тах
^разл 5=5 =1150^-1180 ^разл “ 32,4 ^пл ~ И 85 1,4713 1,4782 1,4856 1,522 1,526 1,530 1,394 1,396 1,398 Непро- зрачен Мн. Трикл. Мн. Гекс. Ромб. От яблочно- зеленого до белого. Жел- теет на воз- духе Белый, кремо- вый, крас- ный, зеле- ный Бесцветный, белый Свинцово-се- рый Бледно-жел- тый Раств. в Н2О Не раств. в к-тах Легко раств. в Н2О Разл. при ки- пячении в H2SO4 с вы- делением МоО3 Раств. в НС1 —6Н2О, 100°; —7Н2О, 300° с° = 3,62 (15,16) с“°° = 5,9 (24,7) С= ~18-76 (—78,54) —Н2О, 32.4° Слабо элек- тропроводен
^ПЛ — =1260^-1290 1,551 1,587 Мн. Белый, серый, желтоватый, буроватый Не раств. в к-тах е = 6,2; 8,0
^ВОЗГ ^37,6 1,639± ±0,001 Кб. Белый, бес- цветный, желтоватый - Легко раств. в Н2О е = 6,8
111
СВОЙСТВА ВАЖНЕЙШИХ МИНЕРАЛОВ,
Название Формула и химический состав, вес. % Главные спутники Моле- кулярный вес Плот- ность, г!см? Твердость
Нефелин 3Na2O • К2О • 4А12О3 • 9SiO2 Na2O . . . 16,0 К2О . . . 7,64 Ai2O3 . . . 32,28 SIO2 - - . 43,08 Апатит, полевые шпаты, сфен, содалит, као- линит, корунд 1228,8 2,6 5—6
Никелевый купорос (морено- зит) NiSO4 • 7Н2О NIO . . . 26,59 SO3 . . . 28,51 Н2О . . . 44,90 Анабергнт и дру- гие Ni-содер- жащие мине- ралы 280,9 1,95 2—2,5
Никкелин (купфер- никель) NiAs Nt ... . 43,92 As ... . 56,08 Смальтин, само- родные висмут н мышьяк, халькопирит, пирротин, сер- пентин, каль- цит 133,6 7,78 5-5,5 хрупкий
Ортоклаз (К-поле- вой шпат) К2О • А12Оэ 6SiO2 К2О .... 17 ai2o3 .... 18 . SIO2 .... 65 Другие полевые шпаты, слюда, кварц, турма- лин 556,7 2,5—2,6 6—6,5
Параганит Na2O • ЗА12О3 • 6SiO2 • 2Н2О Na2O .... 8,1 AI2O3 .... 40,1 SlO2 .... 47,1 H2O .... 4,7 Каиннт, ставро- лит, альбит, турмалин 764,2 2,8—3 2—3
Пенфильдит 2PbCl • PbO Pb. . . . 87,73 CI ... . 10,01 О . . . . 2,26 Фидлерит 708,6 5,8—6,6 2,5
Перцилит PbCl2 - CuO H2O* Pb . . . . 55,15 Cu. . . . 16,92 Cl . . . .. 18,87 Другие РЬ-содер- жащие мине- ралы, кальцит 375,7 5,25 2—3
Пирит FeS2 Fe . . . . 46,55 S . . . . 53,45 Халькопирит, сфалерит, га- ленит, арсено- пирит, кварц 120,0 4,9—5,2 6—6,5 хрупкий
112
входящих В СОСТАВ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ
Продолжение
Температур- ные константы, °C Пока- затели пре- ломления Сингония Наиболее распространен- ный цвет природного минерала Отношение к растворителям Прочие' сведения
^пл ~ = 1170ч-1248 1,4693 1,4893 1,4923 Гекс. Ромб. Зеленоватый, бесцветный, белый, се- рый, красно- ватый Яблочно-зеле- ный до зе- леновато-бе- лого Разл. в к-тах Легко раств. в Н2О
^пл — 968 Непро- зрачен Гекс. Медно-крас- ный с серым оттенком Раств. в царской водке; ча- стично раств. в HNO3 Хорошо электропро- воден
^Пл ~ =11854-1300 1,518 1,524 1,526 Мн. Мн. Бесцветный, белый, кре- мовый, се- рый, зеле- ный Желтоватый, зеленова- тый, темно- серый Не раств. в к-тах Не раств. в НС1 с° = 0,175 (0,733) с“°° = 0285 (1,193) е = 4,5; 6,2
2,13±0,01 2,21 + 0,01 2,05 ±0,01 Гекс. Тетраг. или псевдокб. Бесцветный, белый, жел- товатый Бледно-голу- бой Раств. в HNO3 Раств. в HNO3
<пл=1150 Кб. Бледно-жел- тый, бурый Раств. в HNO3 при тонком из- мельчении Слабо электропро- воден с-250=0,001 Р (0,004) с150 = 0,147 Р (0.615)
113
СВОЙСТВА ВАЖНЕЙШИХ МИНЕРАЛОВ.
Название Формула и химический состав, вес. % Главные спутники Моле- кулярный вес Плот- ность, г]см3 Твердость
Пиролюзит (см. также Полианит) МпО2 Мп ... . 63,0 0 . . . . 37,0 Манганит, гема- тит, барит 86,9 5,03 2—4
Пироморфит Пироп Пирротин 9РЬО • ЗР2О5 • • РЬС12 РЬО .... 82,3 Р2О5. . . . 15,7 CI .... 2,0 3MgO • А12О, • • 3S1O2 MgO ... 29,8 АЬОд . . . 25,4 S1O2 . . . 44,8 Fen_1S„ (n = = 6—17; часто n = 8) Галенит, церус- сит, барит, ли- монит, апатит Пироксен Халькопирит, га- ленит 2712,9 403.1 5,9—7,1 3,5-3,8 4,49—4,78 3—4 хрупкий 6,5—7,5 3,5—4,5 хрупкий
Повеллит Подолит (карбо- нат-апа- тит) Полевые шпаты Полианит (крупно- кристал- лический пиролю- зит) Полигалит CaO MoO3 CaO ... 28,48 МоОз . . . 71,52 3Ca3 (PO4)2CaCO* P2O5. . . 36-39 CaO . . . 50,7—51.3 CO2 . . . 3,9—4,3 См. Микроклин, Ортоклаз MnO2 . Мп ... . 63,22 0 . . . . 36,78 2CaSO4 • MgSO4 • K2SO4 • 2H2O CaSO4 . . . 45,2 MgSO4 . . . 19,9 K2SO4 . . . 28,9 H2O ... 6.0 Молибденит, шее- лит, кальцит Кварц, пирит, ли- монит, гале- нит, каинит Другие Мп-со- держащие ми- нералы, лимо- нит, барит Г алит, ангидрит, мирабилит, глауберит 200,0 1030,7 86,9 603,0 4,23+0,02 3,1—3,3 4,8—5 2,72—2,78 3,5—4 5 хрупкий 6—6,5 3,5
1 14
ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ
Продолжение
Температур- ные константы, °C Пока- затели пре- ломления Сингония Наиболее распространен- ный цвет природного минерала Отношение к растворителям Прочие сведения
^разл — = 535ч-600 <пл= 1156 2,058 2,048 Ромб. Гекс. Железно-чер- ный Зеленый, жел- тый, бурый, белый Раств. в НС1 с выделе- нием С12; легко раств. в H2SO4 Легко раств. в HNO3 и конц. НС1 550 ч- 650° -> -» Мп2О3 (браунит) 940°->Мп3О4 (гаусманит) с”150 = 0,085 (0,356) с™ = 0,169 f (0,708)
Кб. Темно-крас- ный до почти черного Не раств. в к-тах
^разл ~ 700 Непро- зрачен 1.967 bLn 1,978 J(L1) 1,603 1,598 Гекс. Тетраг. Гекс. Бледно-жел- тый, желтый, медно-крас- ный Бесцветный, зеленовато- желтый Бесцветный, бурый, чер- ный Разл. в НС1 и лимонной кислоте Разл. в НС1 ' и HNO3 Разл. в к-тах Магнитен с° = 0,142 (0,595) с™ = 0,265 (1,109) Слабо магнитен
^разл ~ = 535 -ь 600 ^разл = 298 1,548 1,562 1,567 Тетраг. Трикл. От серо-сталь- ного до же- лезно-чер- ного Бесцветный, белый, часто розовый, ко- ричнево- красный Раств. в НС1 с выделе- нием С12; раств. в H2SO4 при кипячении Раств. в НС1, частично раств. в Н2О с вы- делением CaSO4-2H2O
115
СВОЙСТВА ВАЖНЕЙШИХ МИНЕРАЛОВ,
Название Формула и химический состав, вес. % Главные спутники Моле- кулярный вес Плот- ность, г! с я? Твердость
Реальгар AsS As. . . . 70,1 S . . . . 29,9 Аурипигмент, пи- рит, самород- ный мышьяк, барит, кальцит 107,0 3,4—3,6 1,5—2
Родонит MnO • SiO2 MnO . ... 54 S1O2 .... 46 Цинкит, кальцит 131,0 3,5—3,7 5—5,5
Родохрозит MnCO3 MnO . . . 61,71 CO2 • . • 38,29 Галенит, сфале- рит, пирит, ала- бандин 114,9 3,125 3,5—4,5 хрупкий
Рутил TiO2 Tl. . . . 59,95 0 . . . . 40,05 Кварц, апатит, гематит, иль- менит, поле- вые шпаты 79,9 4,2—5,2 6—6,5^ хрупкий
Сассолит B2O3 - 3H2O B2O3 . . . 56,5 H2O . . . 43,5 Аммонийные со- ли, сера 123,7 1,48 1
Саффлорит (Co, Fe) As2 Co. . . . 28,2 As ... . 71,8 Халькопирит, сфалерит, каль- цит, самород- ный висмут, доломит .... 6,9—7,3 4,5—5 хрупкий -
Сера S8 Целестин, гипс, ангидрит, каль- цит, арагонит, кварц 256,5 1,9—2,1 1,5—2,5 хрупкая
а-сера— новенн природная обык- ая 2,07 ....
р-сера — сульфурит (обра- зуется из жидкой серы в вулканах) 1,958—1,982 ...
у-сера — розицит (продукт изменения пирита; при атмосферном давлении неустойчива) < 2,075
аморфная сера 1,0—1,2 . . . .
Серпентин 2SiO2 • 3MgO • 2H2O MgO. . . 43,0 S1O2 . . . 44,1 H2O . . . 12,9 Магнезит, хро- мит, тальк, ко- рунд, магне- тит 277,1 2,5—2,65 3—5,5
116
ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ
Продолжение
Температур- ные константы, °C Пока- затели пре- ломления Сиигоиия Наиболее распространен- ный цвет природного минерала Отношение к растворителям Прочие сведения
^разл = 165 ЬОКЭ КЗ мЪсл (590) Мн. Красный, жел- тый, оран- жево-крас- ный Раств. в ще- лочах; разл. в HNO3 с выделе- нием S На свету окис- ляется кис- лородом воз- духа с об- разованием As2S3 и As2O3
/пл =1323 .... Трикл. Темно-розо- вый, бурый, серый Не раств. в к-тах
/разл= = 510-т-575 1,816 1,597 Триг. Желтовато- серый, розо- вый, бурый, красный Раств. в НС1 с выделени- ем СО2
^разл ~ =1566-Н640 . . • • Тетраг. Красновато- бурый, чер- ный Не раств. в к-тах с0-500 = 0д68 (0,703) с = 31; 170
Трикл. Бесцветный, желтовато- белый Раств. в. Н2О
Непро- зрачен Ромб. Белый, серо- ватый Раств. в HNO3
/воспл = 280 360 4ип = 444,6 /пл = 112,8 /пл =И9 1,9398) 2,0171 ) (LI) 2,21581 Ромб.; 95,6°->₽ Мн. Мн. Желтый всех оттенков, • коричневый, почти чер- ный Раств. в CS2, скипидаре, керосине, бензоле (а и Р) с-263 = 0>31 (1,298) с^ = 5,5 (23,237) Qi? = 9,38 (39,21) Q™= 362,5 (1515,25) е = 3,60; 3,90; 4,60
/пл = 1450 .... Мн. Желтый, зеле- ный, серый, красный, бу- рый Разл. в НС1 и H2SO4
117
СВОЙСТВА ВАЖНЕЙШИХ МИНЕРАЛОВ,
Название '' Формула и химический состав, вес. % Главные спутники Моле- кулярный вес Плот- ность, г/см? Твердость
Сидерит FeCO3 FeO. . . . 62,01 СО2 . . . 37,99 Пирит, халько- пирит, криолит 115,9 3,7—3,9 3,5—4,5 хрупкий
Силлиманит А12О3 SiO2 А12О3 . . . 63,20 S1O2 . . . 36,80 Андалузит, ди- стен, корунд, полевые шпа- ты 162,0 3,23 6—7
Сильвин КС1 К . . . . 52,46 Cl. . . . 47,54 Галит, карнал- лит 74,6 1,993±0,005 2 хрупкий
Симанит Скородит ЗМпО В2О3 • Р2О5 • ЗН2О МпО . . . 44,48 В2О3. . . 14,56 Р2О5. . . 29,67 Н2О . . . 11,29 FeAsO4 - 2Н2О Fe2O3 . . . 34,6 As2O5. . . 49,8 HgO . . . 15,6 Кальцит, Мп-со- держащие ми- нералы Арсенопирит, энаргнт, лимо- нит, пирит 478,7 230,8 3,08 3,28 4 3,5—4 хрупкий
Слюда Смальтин Смитсонит См. Мусковит CoAs2 (состав непостоянен) ZnCO3 ZnO . . . 64,90 СО2 . . . 35,10 Никкелин, арсе- нопирит, гале- нит, сфалерит, кварц Церуссит, англе- зит, галенит, сфалерит, кальцит 125,4 6,3—7,0 4,1—4,5; 4,3+0,01 (чистый) хрупкий 4—4,5 хрупкий
118
входящих В СОСТАВ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ
Продолжение
Температур- ные константы, °C Пока- затели пре- ломления Сингония Наиболее распространен- ный цвет природного минерала Отношение к растворителям Прочие сведения
/разл = 1545 /пл == 770 /кип 1=3 1416 1,875 1,633 1,4903 Триг. Ромб. Кб. Желтовато-се- рый, зелено- желтый до коричневого Серовато-бе- лый, серова- то-бурый Бесцветный, белый, жел- товатый, си- неватый, желтовато- красный Раств. в к-тах Не раств. в к-тах Раств. в Н2О с®4 = 0,195 (0,816) е = 6,0; 8,5 Отличается от андалузита меньшей твердостью с-25°= 0,003 (0,013) с120° = 028 (1,172) с—250 = 0,017 (0,071) с™ = 0,168 (0,703) с400 = 0д79 (0,749) (?пл = 74-—86 (310—360) /21 4 19
1,640) 1,663>±0,003 1,665) Ромб. От бледно- желтого до красновато- желтого Раств. в к-тах лЮ0 ’’ (—17,54) е = 4,68
1,784 1,795 1,814 Ромб. Зеленый, зеле- новато-чер- ный, синий, бурый Раств. в НС1 —Н2О, 220^-250°
/разл ~ = 230 -г- 320 /разл = 500 1,621 - 1,848 Кб. Триг. Светло-серый Бесцветный, серый, бу- рый, желтый Разл. в конц. HNO, с вы- делением As2O3 Раств. в ч-тах н КОН 0-260 = 0 141 р (0,590) е = 4,3; 9,3
119
ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ
СВОЙСТВА ВАЖНЕЙШИХ МИНЕРАЛОВ.
Название Формула и химический состав, вес. % Главные спутники Моле- кулярный вес Плот- ность, ilCM? Твердость
Сода Na2O • СО2 • Г алит, мираби- 286,1 1,478 1—1,5
(натрон) ЮН2О ЛИТ, ГИПС, Тро-
Na2O . . . 21,66 на
СО2 • . • 15.38 Н2О . . . 62,96
Содалит 3Na2O-3Al2O3 • Нефелин, поле- 969,1 2,1—2,3 5,5—6
6S1O2 • 2£JaCl Na2O .... 25 A12O3. ... 31 SIO2 .... 37 вые шпаты
Cl .... 7
Спессарит 3MnO-Al2O, Топаз, турмалин, 494,9 3,8—4,3 6,5—7,5
3S1O2 ортоклаз,
MnO . . . 42,7 A12O3 . . . 20,7 SIO2 . . . 36,6 кварц
Сподумен L12O-A12O3-4S1O2 Турмалин, бе- 372,1 3,1—3,2 6,5—7
L|2O ... 8,03 рилл хрупкий
A12O3. . . 27,40 S1O2 . 64,57
Ставролит 2FeO • 5A12O3 • Каинит, турма- 911,7 3,6—3,8 7—7,5
• 4SiO2 • H2O лин, силлима- хрупкий
FeO . . . 15,8 нит
A12O3 . . . 55,9 S1O2 • • . 26,3
H2O ... 2,0
Станнин SnS2-FeS-Cu2S Пирит, сфале- 397,9 4,3—4,5 3,5—4
Sn . . . . 27,68 Fe . . . . 13,02 Cu. . . . 29,50 S . . . . 29,80 рит. галенит, шеелит, кварц, самородные зо- лото и серебро
Сфалерит ZnS Галенит, халько- 97,4 3,9—4,1 3,5—4
(цинковая Zn. . . . 67,04 пирит, пирит, хрупкий
обманка) S . . . . 32,96 барит, сидерит,
родохрозит, флюорит
Сфен CaO-SiO2.TiO2 Апатит, нефелин. 196,0 3,4—3,6 5—6
(титанит) CaO . . . 28,61 полевые шпа- хрупкий
SIO2 . . . 30,64 TIOj. . . 40,75 ты, кварц, слю- да
Тальк 3MgO-4SiO2-H2O Серпентин, доло- 379,2 ' 2,6—2,8 1—1,5 -
MgO . . . 31,7 S|O2 . . . 63,5 мит, магнезит
H2O ... 4,8 -
Продолжение
Температур- ные константы, °C Пока- затели пре- ломления Сингония Наиболее „ распространен- ный цвет природного минерала Отношение к растворителям Прочие сведения
Л1Л — 33, 852(безвод- ная) 1,405 ] g 1,425 1,440 J +| Мн. Белый, желто- ватый, серо- ватый Легко раств. в Н2О Легко дегид- ратируется е = 5,3
^разл = 916 • • е • Гекс. Бесцветный,, серый, зеле- ный, сине- ватый Легко разл. в НС1 и HNO3 с вы- делением SiO2
Кб. Темно-крас- ный, бурый, желтый Не раств. в к-тах
^разл — 690 .... Мн. Белый, зелено- ватый, изум- рудный Не раств. в к-тах
/пл =1115 Ромб. Желто-бурый, темно-бу- рый Частично разл. в H2SO4
^разл — 460 Непро- зрачен Тетраг. Серо-сталь- ной, красно- вато-черный Разл. в HNO3 с выделени- ем S и SnO2
^разл ~ =10004-1200 2,369 (Na) 2,340 (Li) Кб; 1020°-» -» гекс. Коричневый, желтый, бу- .рый, черный, белый Раств. в разб. HNO3 и НС1 с вы- делением H2S с-260 = 0,оо2 (0,008) cf° = 0,122 (0,511) е = 7,8; 8,3
^Пл = =11274-1142 .... Мн. Бурый, серый, зеленый, ро- зовый, крас- ный Разл. в H2SO4 и НС1
Атл = =14004-1530 Мн. Светло-зеле- ный до бе- лого Не раств. в к-тах, кроме HF с®7 = 0,207 (0,867)
121
120
СВОЙСТВА ВАЖНЕЙШИХ МИНЕРАЛОВ.
Название Формула и химический состав, вес. % Главные спутники Моле- кулярный вес Плот- ность, г!см3 Твердость
Тенардит Na2SO4 Na2O . . , 43,68 SO3 . . . 56,32 Г алит, мираби- лит, глауберит 142,0 2,66 2,5—3
Теннантит 4Cu2S As2S* Си. . . 43—57 Аз . . . 17-21 S . . . 25—28 Халькопирит, га- ленит, сфале- рит 882,6 4,37—5,6 3—4,5 хрупкий
Тенорит Титанит CuO Си. . . . 79,85 О . . . . 20,15 см. Сфен Самородная медь, халькопирит, барит, хризо- колла 79,5 6—6,5 3—4
Топаз (AlF)O-SiO* AI2O3. . . 48-62 S1O2 ... 39-28 F ... 13—20,7 H2O . . . 0-2,5 Касситерит, тур- малин, гранат, флюорит, бе- рилл, шеелит, вольфрамит 3—3,4 8 хрупкий
Троилит FeS Fe. . . . 63,53 S . . . . 36,47 87,9 4,7—4,8 4—4,5 хрупкий
Трона Na2co3. • NaHCO3 2H2O Na2O. . . 41,2 CO2 . . . 38,9 H2O . . . 19,9 Г алит. глаубе- рит, мираби- лит, ганксит 226,1 2,11—2,14 2,5—3
Турьит 2Fe2O3 • H2O Ге2Оз. . . 94,7 H2O ... 5,3 Лимонит, гема- тит 337,2 4,14—4,6 5,5—6
Улексит « Na2O • 2CaO • 5B2O3- 16H2O Na2O . „ . 7,7 CaO . . . 13,8 B2O3 . . • 43,0 H2O ... 35,5 Бораке, галит, глауберит, гипс, кальцит 811,7 1,955 2;5 хрупкий
Ураноцир- цит BaO-2UO3- - P2O5 • 8H2O BaO ... 14 UO3 . . . 56,7 P2O5. . . 15,1 H2O . . . 14,2 Другие U-содер- жащие мине- ралы 1011,6 3,53±0,01 2—2,5
122
ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ
Продолжение
Температур- ные константы, °C Пока- затели пре- ломления Сингония Наиболее распространен- ный цвет природного минерала Отношение к растворителям Прочие сведения
^ПЛ = ^80 ^разл = 500 ^разл = =800-5-1100 1,471 1,477 1,484 Непро- зрачен Ромб. Кб. Мн. Бесцветный, белый, буро- ватый Темно-серый, черный То же Раств. в Н2О Разл. в HNO3 с выделени- ем S и ASgSg Легко раств. в щелочах с°р = 0,202 (0,846) с“° = 0,220 (0,921) Х’^=0,46; 1,93 е= 7,9
01л ~ 1170-5-1193 Непро- зрачен 1,412 1,492 1,540 Ромб. Гекс. Мн. Бесцветный, белый, жел- тый, розо- вый, голу- бой, зелено- ватый Бронзово-жел- тый, желто- вато-корич- невый Бесцветный, белый, се- рый, желто- ватый Частично разл. в H2SO4 Разл. в HCI с выделени- ем H2S Легко раств. в Н2О с®2 = 0,207 (0,867) е=6,3; 7,6 Электро- проводен
• 1,491 1.504 1,520 Г розде- видные скопле- • НИЯ Трикл. Красновато- черный Белый, бес- цветный Раств. в НС1; слабо раств. в HNO3 Легко раств. в щелочах -•
• 1.6Ю) 1,623 > ±0.003 1,6231 Ромб. • Желтовато-зе- леный, чер- но-зеленый Раств. в НС1 Сильно радио- активен —6Н20, 100°
123
свойства важнейших минералов,
Название Формула и химический состав, вес. % Главные спутники Моле- кулярный вес Плот- ность, г/см3 ч Твердость
Фаялит Фенакит Флюорит 2FeO- FeO SiO2 2ВеО- ВеО S1O2 CaF2 Са . F . SiO2 . . . 70,5 . . . 29,5 SiO2 . . . 45,44 . . 54,56 . . . 51,1 . . . 48,9 Кварц, топаз, бе- рилл, микро- клин, хризо- берилл Галенит, антимо- нит, сфалерит, пирит, кино- варь, кальцит, кварц 203,8 110,1 78,1 4,1 2,97—3 3,180 6,5 7,5—8 хрупкий 4 хрупкий
Фосфофер- рит Халькантит Халькозин (медный блеск) 3FeO- FeO p2o5 H2O CuSO4 CuO so3 H2O Cu2S Cu. s . P2O6 • 3H2O . . 52,38 . . 34,49 . . 13,13 • 5H2O . . 31,81 . . 32,10 . . 36,09 . . 79,86 . . 20,14 Кварц, слюда, сфалерит Халькопирит, борнит, пирит, мелантерит Халькопирит, пи- рит, малахит 413,6 249,7 159,2 3,0—3,2 2,286 5,5—5,8 4—5 2,5 хрупкий 2,5—3 очень хрупкий
Халькокиа- нит (гид- роцианит) Халькопи- рит (мед- ный кол- чедан) Халькости- бит CuSO, CuO . so3 . CuFeS Cu. Fe . S . Cu2S Cu. Sb . s . . . . 49,85 . . . 50,15 2 . . 34,64 . . 30,42 . . 34,94 Sb2S3 . . . 25,6 . . . 48,5 . . . 25,9 Продукты вулка- нических из- вержений Халькозин, пи- рит, ковеллин, галенит, сфа- лерит. борнит Пирит, станнин, кварц 159,6 183,5 498,9 3,65 ±0,05 4,1—4,3 4,95±0,05 3,5 3,5—4 хрупкий 3—4 хрупкий
Хлоантит N1As2 Nl . As . . . 28,14 . . 71,86 Кобальтовый блеск, самород- ные серебро и висмут, кальцит £08,5 5,7—6,8 хрупкий •
124
входящих В СОСТАВ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ
Продолжение
Температур- ные константы, °C Пока- затели пре- ломления Сингония Наиболее распространен- ный цвет природного минерала Отношение к растворителям Прочие сведения
Am = =1100-М 255 /пл = 1200 /пл =1360 /пл = П00 ^разл = 650 /пл = 1000 ^разл = = 135 220 1,4322 (L1) 1,672 1,680 1,700 1,5140 1,5368 1,5434 Непро- зрачен 1,724 1,733 1,739 Непро- зрачен То же » я РоМб. Триг. Кб. Ромб. Трикл. Ромб.; >91° ->кб. Ромб. Тетраг. Ромб. Кб. Зеленовато- желтый Бесцветный, белый, жел- тый, розова- тый, бурый Бесцветный, фиолетовый, голубой, зе- леный, жел- тый, розо- вый; при 200—250° обесцвечи- вается Белый, желто- ватый, зеле- новатый От темно-си- него до го- лубого Темно-серый Бледно-зеле- ный, синий Желтый, золо- тисто-жел- тый Темно-серый, красновато- черный Серовато-бе- лый, серо- стальной Разл. в к-тах с выделени- ем SiO2 Не раств. в к-тах Раств. в к-тах То же Раств. в воде Раств. в HNO3 с выделени- ем S Разл. в НС1 и HNO3 ’ Разл. в HNO3 с выделени- ем S Разл. в HNOa с выделени- ем S и SbgOg Раств. в HNO3 с~250 = 0,003 (0,013) с®° = 0,217 (0,909) е = 6,8 —5Н2О, 150° Электропро- водок со-юо = 0107 (0,448) с*90 = 0,146 (0,611) = 0,129 ' (0,540)
125
свойства важнейших минералов.
Название Формула и химический состав, вес. % Главные спутники Моле- кулярный вес Плот- ность, г/см3 Твердость
Хризобе- рилл ВеО • А12О ВеО . . ai2o3 . . 3 19,8 80,2 Берилл, фенакит, турмалин 127,0 3,6—3,8 8,5 хрупкий
Хризоколла СиО • SiO2 СиО. . . S1O2. . . Н2О. . . • 2H2O 45,23 34,23 20.54 Малахит, азурит, халькопирит, лимонит, са- мородная медь 175,6 2—2,2 2—4 хрупкий
Хризотил- асбест 3MgO 2SiO2 • • 2Н2О MgO. . . 43,46 S1O2 . . . 43,50 Н2О . . . 13,04 Магнезит, хро- мит, тальк, ко- рунд, магне- тит, самород- ная платина 277,1 2,2—2,8 2—3
Хромит (хро- мистый железняк) FeO • Сг2О FeO . . Сг2Оз . . 3 . 32 , 68 Гранат, тальк, серпентин, са- мородный сви- нец, магнетит 223,9 4,5—4,8 5,5—6,5 хрупкий
Целестин SrSO, SrO . . . so3. . . 56,39 43,61 Гипс, галит, гале- нит, сфалерит, арагонит 183,7 3,97+0,01 3—3,5 хрупкий
Церуссит PbCO3 PbO. . . co2. . . 83,5 16,5 Галенит, смит- сонит, англе- зит, малахит, азурит 267,2 6,55 ±0,02 3—3,5 очень хрупкий
Цинкит ZnO Zn.-. . . о . . . . 80,3 19,7 Родонит 81,4 5,4—5,7 хрупкий
Цинковая обманка см. Сфалерит
Цинкозит Чилийская селитра (натровая селитра) ZnSO4 Zn® . . . so3 . . . NaNO3 Na2O. . N2OS. . . 50,5 49,5 36,47 63,53 Англезит, барит Гипс, глауберит 161,4 85,0 4,33 2,24—2,29 1,5—2
126
ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ
Продолжение
Температур- ные константы, °C Пока- затели пре- ломления Сингония Наиболее распространен- ный цвет природного минерала Отношение к растворителям Прочие сведения
Ромб. Желтовато-зе- леный, изум- рудно-зеле- ный Не раств. в к-тах
Скрыто- кристал- лическая Г олубовато- зеленый, бу- рый, черный Разл. в НС1 с выделени- ем SiO2
/пл — 1450 . . • . Парал- лельно- волок- нистая разно- видность серпен- тина Белый, серый, зеленовато- желтый, бу- рый Частично раств. в H2SO4 Выше 400° начинает терять меха- ническую прочность
t„n = 1850 • • • • Кб. Красновато- черный, чер- но-бурый Не раств.’ в конц. НС1 Иногда слабо магнитен
Алл = 1580 1,6215 1,6237 1,6308 Ромб. Бесцветный, белый, голу- бой, крас- ный Раств. в H2SO4; сла- бо раств. в Н2О 4
^разл > 315 1,8036 2,0765 2,0786 Ромб. Бесцветный, белый, се- рый Легко разл. в HNO3 с выделением СО2 с®2 = 0,08 (0,33) е = 19,6; 25,4
/возг= 1800 .... Г ексаг. Темно-крас- ный, оран- жево-жел- тый Раств. в к-тах и КОН
^разл ~ 740 ^разл — 380 /пл == 306,8 1,658 1,669 1,670 1,5793 1,3346 Ромб. Триг. Белый Бесцветный, белый, се- рый, лимон- ио-желтый Легко раств. в Н2О Раств. в Н2О е = 6,5; 17,8
127
СВОЙСТВА ВАЖНЕЙШИХ МИНЕРАЛОВ,
Название Формула и химический состав, вес. % Главные спутники Моле- кулярный вес Плот- ность, г/с-м3 Твердость
Шеелит Шпинель железная CaWO4 СаО . . . 19,47 WU3 . . . 80.53 См. Герценит Вольфрамит, флюорит, мо- либденит, апа- тит 287,9 6,10±0,02 4,5—5 хрупкий
Шпинель обыкно- венная MgO • А12О3 MgO . . . 28,13 А12О3. . . 71,87 Гранат, магнетит 142,3 3,5—4,1 8 хрупкий
Эвклаз 2ВеО • А12О3 2S1O2 Н2О ВеО . . . 17,3 А12О3. . . 35,2 S1O2 . . . 41,3 Н2О ... 6,2 Кварц, корунд, топаз, каинит, рутил, кальцит 290,1 3,05—3,1 7,5 очень хрупкий
Энаргит Cu2S • 4CuS • As2S3 Си ... . 48,36 As ... . 19,07 S . . . . 32,57 Халькопирит, борнит, халь- козин, теннан- тит 687,6 4,45±0,05 3 хрупкий
Эпидот 4СаО-3(А1, Fe)2C>3’ • 6SiO2-H2O* (где Al : Fe=6 : l-s-3: 2) CaO . . 24-23,5 AI2O3 . . 34-24,1 Fe2O3 . . 33-12,6 SiO2 . 40-37,8 H2O . . 2—1,9 Кварц, гранат, полевые шпа- ты, магнетит, самородная ’ медь, цеолиты 3,25—3,5 6—7 хрупкий
Эпсомит MgSO4.7H2O MgO . . . 16,25 SO3 ... 32,53 H2O . . . 51,22 Серпентин,тальк магнетит, гипс, карналлит 246,5 1,68—1,75 2—2,5
Ярозит ка- лиевый K2O • 2Fe2O3 • • SO3 • 6H2O K2O ... 9,5 Fe2O3 . •• . 47,9 SO3 ... 31,8 H2O . . . 10,8 Г ематит, лимо- нит, магнетит 601,6 2,91—3,26 2,5—3,5 хрупкий
Ярозит нат- ровый Na2O • 4Fe2O3- 5SO3 •9H2O Na2O ... 9,4 Fe2O3. . . 47,9 SO3 ... 31,9 H2O . . . 10,8 Гематит, лимо- нит 1100,9 3,1—3,2 2,5—3,5 хрупкий
128
ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ
Продолжение
Температур- ные константы, °C Пока- затели пре- ломления Сингония Наиболее распространен- ный цвет природного минерала Отношение к растворителям Прочие сведения
/пл =1300 1,9305 1,9200 Тетраг. Белый, жел- тый, бурый, зеленый Разл. в HCI и HNO3 с выделением wo3 45= 0,104 (0,435)
= 1900-=-2135 .... Кб. Красный, си- ний, зеле- ный, бурый, черный Слабо раств. в к-тах; раств. в HF
Мн. Бесцветный, бледно-зеле- ный, светло- синий Не раств. в к-тах
^разл ~ = 225 -=- 290 Непро- зрачен Ромб. Серовато-чер- ный, красно- вато-черный Раств. в НС! и царской водке
^пл ~ = 954-^975 Мн. Желтоватый, черноватый, зеленый, се- рый, бес- цветный При более высоком содержании Fe частич- но разл. в к-тах
1,4226 1,4554 1,4608 Ромб. Бесцветный, белый Раств. в Н2О с1/ = 0,361 (1.511) ^ = -3,80 (—15,91) —Н2О, 48,5°
1,715 1,817 1,820 Триг. Черный, темно- бурый, жел- тый Раств. в к-тах
Ч 00 СП Со О N3 ±0,005 Триг. Темно-бурый, желтый То же
5 Зак. 134
129
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
В разделе характеризуется важнейшая продукция промышленности неорганических ве-
ществ. Все продукты сгруппированы в следующие подразделы: газы и простые вещества,
кислоты н ангидриды кислот, щелочи, соли н окислы, неорганические ядохимикаты, мине-
ральные удобрения.
Внутри подразделов продукты расположены по алфавиту названий, даваемых
ГОСТами или ТУ. В связи с этим в таблице имеются, например, натрий сернокислый,
соль глауберова и сульфат натрия; аммиак водный (в подразделах «Щелочи» н «Удобре-
ния») и спирт нашатырный. Для облегчения выбора нужного продукта таблице предше-
ствуют формульный указатель и указатель для некоторых товарных названий.
Для небольшого числа наиболее важных продуктов (азотной, борной, серной, соля-
ной, ортофосфорной н фтористоводородной кислот, водного аммиака, извести, едкого кали
и едкого натра) приводятся более подробные сведения в «Дополнении», на номера таблиц
которого в основной таблице сделаны ссылки.
Для каждого из продуктов в таблице приведены название, краткая характеристика,
номер ГОСТа или ТУ, сорта или марки (если оии есть). Содержание основного вещества
продукта (граф 7) и примесей (графа 8) дано в объемных процентах для газов и в весо-
вых для всех остальных веществ. Иногда это содержание дается в пересчете на те или
ниые эквиваленты, что указано рядом в скобках. В подразделе «Удобрения» в большин-
стве случаев именно эти эквиваленты (Р2О5, К2О, N) приводятся в графе 6 («Формула
основного вещества продукта»). Кроме того, для всех продуктов указываются наиболее рас-*
пространенные- промышленные методы получения, условия перевозки и хранения и основ-
ное применение
В таблицах приняты следующие сокращения:
акт. — активный
в-во — вещество
ж.-д. — железнодорожный
к-та — кислота
лет.— летучий
не норм. — ие нормируется
орг. — органический
осажд. — осаждаемый
ост. — остаток
п. п. п. — потерн прн прокаливании
раств. — растворимый
своб. — свободный
с.-х. —сельскохозяйственный
Формульный указатель
Д1С.1. . 77, 78 Ca (CIO )2 . - 101, 102, 115, FeCls 112
A1F3 .... . 76 116 FeSO4 . • - • 139
д |А. 104 134 153 Fe2O3 138, 171. 173
A12(SO.)3 . , 105, 106, 131 CaSO4 .... 230 Fe2P 224
4, 5 Ca3(AsO4)2 250 Fe2(SO.)3 . . 130
. 155, 156, 254 Ca3(PO4)2 . . 221, 222, 302, нс! 45—48
в . 7 307 HF 52
. 92, 93 CdCO, 119 HNO3 33-35, 54
94 CdS 117 HSO3C1 . - 53
Ba(NO3)2 . 87 CdSO 118 Ho 9
ВяО2 .... . 187 Ce(NO3)3 . . 239 no
Ва(ОН)2 . . 56 Cl 28 H2O2 • . . - 188, 189
88 CoCl2 133 H2SO4 ... 40—44, 54
BaSO4 . . .' . 89—91 CoSO, .... 132 H2SiF6 . - - - 39
Br . 8 174. 175 H2WO4 . - 38
CC!3NO2 . . . 265 CrO, 32 Н3БО3 • • 36, 37, 209
CO2 .... . 25 178, 179 HjPO4 .. .. 49—51
z"' 14 CsCl 238 J 11
С2П* - . . . Cu(CHaCOOh 151 к 12
Ca(AsO2)2 • . 249 CuO .... . - 177 KA1(SO4)2 -. 129
CaC2 ... . 128 CuSO, .... 140 KCN 123
CaCN2 ... . 240 150 KCI 235, 275, 276
CaCO3 . . • . 152 FeBr2 111 KC1O8 .... 20Э
CaCG • • • . 124—127 FeBr3 111 KMnO4 121
130
ХАРАКТЕРИСТИКА
ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
КЫОз 288 n2 - 1, 2 256
кон 59—63 Na . 16 NaePO4 . . . 223
К2СО3 . • • . 70 NaBeFa . . . 233 Na4[Fe(CN)c] 161
236 NaCl .... . 203, 204 NiO 113, 114
К2О • nSIOz 205 NaCiO . . . 103, 169 NiSO, . . . . 170'
K2SO, . . . . 122 NaClO3 • • 234 O2 14, 15
K,[Fe(CN)el 120 NaF .... 167, 168, 261, p 26, 27
LiCl 144 262 PCI3 232
LiH 142 NaHCO2 229 P2S6 231
LiOH NaHCO3 . 158 160 Pb(CHaCOO)j 194
L12CO3 . . . . 143 NaHS . 216 Pb(NOs)2 . . 193
MgCOa - . . . 145. 146 NaHSO3 • - . 95, 96 PbSiO3 . . . . 199
MgCI2 . . . . 147 NaNO2 • • . 157 s ....... 21-24, 260
Mg(ClO3)5 . 257 NaNOa . . . . 283 so2 30, 31
MgO 66 69 NaOH . . . 67 68 s2ci3
Mga(BOa)2 . . 272 (NaPOs)e . 99’ Sb2O3 ..... 219
Mn(H2PO4)2 148 Na2B4O, . . . 97, 98 Sb2S3 ..... 218
Ю7. 108, 314 . 233 217
MnSO4 . . . 149 Na2BeF4 . . . 233 Se 17-20
nh2conh2 278 Na2CO3 . . 71—74 SeCl4 195
NHa .... 3, 55, 75, 269, Na2Cr2O7 237 SiCl4 135
270 Na2HPO4 . 166 SnCI2 183
NH4CI . .. . 86 Na2O • nSiOs 206 SnCl4 .... 184, 185
nh4f . . . . 85 Na2O2 ... • 190 SnO2 176
NH.HCOa . 84 Na2S .... . 162, 163 SrCO, .... 208
NH4H2PO4 . 154 Na2SO3 . • . 2)3-215 Sr(NO3)2 . . . 207
NH,NOs • • 287 Na2SO4 164. 165, 201, wo3 29
NH4OH 55, 75 202, 211, 212, ZnCl2 244
NH.SCN . . . 82 294 Zn(H2PO4)2 . 243
(NH4)2CO3 84 Na2S2O3 . . . 220 ZnO 180-182
(NH4)2HPO4 J09 Na2S2O4 • • 100 ZnS 242
(NH4)2MoO4 81 Na2S2O5 • • 191 ZnSO4 . . . . 141
(NH4)2SO4 83, 209, 210, Na2SiF6 . • 255 ZI11P2 263
293. 294 Na2SiO3 . . 197, 198 ZrO 245
<nh4)2sif« 80 Na3AlFfl . . 136, 137
Указатель то
варных названий
Азофосфат ..................263
Аммиакаты жидкие............271
Бордосская жидкость......... 247
Бормвгниевое удобрение ..... 306
-Воздух......................_ 10
Глинозем . ............... 104—106
Зелень парижская............248
Известь
строительная ............57, 58
хлорная (белильная).......115, 116
Каинит ......................273
Калимагиезия ................277
Карбамид кормовой............278
Коагулянты .................130, 131
Корунды синтетические.......134
Криолнт ....................136, 137
Крокус .....................138
Мажеф .......................148
Мел ........................152
Меланж кислотный .............54
Мочевина синтетическая . • - 278
Мука
Протарс .....................
Сахар сатурп ................
Селитра
аммиачная ...................
калиевая .................
кальциевая ...............
натриевая ................
Сильвинит ...................
Снльфтон ....................
Смесн удобрительные..........
Соль
бертолетова .................
глауберова ...............
калийная смешанная........
поваренная ............ .
Стекло
жидкое ......................
растворимое . ............
Суперфосфат .................
Тальфтоп ....................
Тукосмеси ...................
259
194
287
288
289
283
290
261
291, см. также
Тукосмеси
200
201, 202
292
203, 204
известняковая ............279
костяная .................280
фосфоритная ............. 281, 282
Нитрофоска ..................284
Огарок
колчеданный .................171, 285
сульфатизированный, содер-
жащий Со.........-......172
Паста ГОИ...................186
Плав хлоратмагииевый........257
Порошок
каустический нз магиезнта . 69
пеногенераторный ........192
Препарат АБ.................
Преципитат .................
Феррофосфор ...............
Флюсы ......................
Фосфоазотнн ................
Фосфоаммин .................
Фосфогипс - ................
Фосфороб актерин ...........
Хлорпикрин ................
Хлорсмесь ..................
Хромпик
калиевый ...........
натриевый .... 1 ..... .
Циаиплав ...................
Шлак фосфатный
205, 206
197, 198
295—301
262
303—305, см.
также Смеси
удобрительные
224
225-228
308
309
230
311
2Q5
266
2<
31
131
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
№ по пор.
Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
Газы, сжи- женные газы -
и простые вещества
Азот газо- Бесцветный гост Электро- n2 99,9
образный тех- газ без запаха 9293—59 вакуум-
нический ный
Сорт 1 n2 99,5
Сорт II n2 99
Азот жид- Бесцветная ГОСТ n2 96
кий техниче- жидкость без 9293—59
ский запаха
Аммиак Прозрачная ГОСТ Сорт I NH3 99,9
жидкий синте- жидкость 6221—62
тический с резким за- пахом Сорт II NH3 99,6
Аргон газо- Бесцветный ГОСТ Марка А Ar 99,99
образный газ 10157—62
чистый Марка Б Ar 99,96
Марка В Ar 99,90
Аргон тех- То же ТУ МХП Ar He норми-
нический 4196—54 руется
132
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка н хранение Основное применение
О2—0,1; влага — до насыщения при температуре газа в баллоне О2 — 0,5; влага — до насыщения при температуре газа в баллоне О2—1,0; влага—до насыщения при тем- пературе газа в бал- лоне Сжижение и рек- тификация атмо- сферного воздуха с дополнительной очисткой от ки- слорода В стальных цельнотянутых баллонах (черные с коричневой по- лосой) под давле- нием 150 ±5 ат при 20° С Электровакуум- ный — в качестве инертного газа для заполнения колб различных прибо- ров; сорта I и II — в практике лабо- раторных работ, при проведении реакций в инерт- ной среде, при перекачке горючих жидкостей
О2—4 (объемн.) Влага—0,1, масло —10 мг/л, Fe — 2,0 мг/л Влага — 0,4, масло — 35,0 мг/л Сжижение и рек- тификация атмо- сферного воздуха в процессе произ- водства кислорода Синтез из азото- водородной смеси В металличе- ских сосудах Дьюара и в транс- портных емко- стях В стальных баллонах (жел- тые) под давле- нием 30—35 ат или в специаль- ных ж.-д. цистер- нах для сжижен- ных газов Для лаборатор- ных работ; в холо- дильной технике 1 сорт — в каче- стве хладагента; II сорт — для полу- чения азотной ки- слоты, аммоний- ных солей, жидких удобрений
N2 —0,01; О2 — 0,003; влага — 0,03 г/л/3 N2 —0,04; О2 — 0,005; влага — 0,03 г/м3 N2 —0,1; Q2 — 0,05; влага — 0,03 г/м3 Ректификация технического ар- гона В стальных цельнотянутых баллонах (серые с зеленой поло- сой) под давле- нием 150+5 ат В качестве за- щитной среды при дуговой сварке, пайке, резке и плавке металлов
N2—12ч-16; О2 — 0,4; со2 —о;з Сжижение и рек- тификация воздуха и последующее удаление кисло- рода сжиганием с серой В стальных цельнотянутых баллонах (чер- ные с синей по- лосой) под давле- нием 150 ±5 ат Для заполнения вакуумных прибо- ров; в практике лабораторных ра- бот
133
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
I J® по пор. 1 Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
6 7 Ацетилен растворенный Бор аморф- Бесцветный газ со слабым запахом, рас- творенный под давлением. В смеси с воз- духом (5—80%) взрывает от искры Тонкий по- гост 5457—60 ТУ УО Сорт 1 с2н2 в 92,5
8 9 ный Бром техни- ческий Водород рошок от свет- ло- до темно- коричневого цвета; размер частиц не бо- лее 10 мк Тяжелая красно-бурая жидкость. Ле- тучая, с удуш- ливым запа- хом, образует оранжево-бу- рые пары, вредно дей- ствующие на организм. Сильно разъ- едает кожу Бесцветный гхп 48—58 ГОСТ 454—41 ГОСТ Сорт II Марка А в Вг2 Н2 91,0 98,5 99,7
технический горючий газ без'запаха. Выпускают не- сжатый и сжа- тый (компри- мированный) водород 3022—61 Марка Б Марка В Н2 Н2 98,0 97,5
134
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
Воздух и другие малорастворимые в воде примеси — 2,0; РН3 —0,02; H2S —0,05 | Влага — 0,3 1. Из природ- ного газа 2. Взаимодей- ствие воды с кар- бидом кальция Восстановление борной кислоты металлическим магнием В стальных баллонах (белые) под давлением 16 ат, заполнен- ных пористой массой и раство- рителем (ацетон, древесноспирто- вые раствори- тели или их смеси) В стеклянных банках с притер- той пробкой (вес нетто 0,1, 0,25 и 0,5 кгс) Для кислород- ной резки и газо- вой сварки метал- лов; для получения растворителей (ди- и трихлорэтилена и др.); в органи- ческом синтезе; для питания маяч- ных осветительных установок В металлургии для изготовления лигатур и борсо- держащих сплавов
С12 — 0,3; в-ва, нелет. при 15—20° С, — 0,2; эмульгиро- ванная вода — 0 Хлорирование рапы некоторых озер н внутрен- них морей, содер- жащей бромистые соли, и отгонка брома паром или выдувание его воздухом В толстостен- ных стеклянных банках (емкость 1 л) с укреплен- ными пробками. Банки упаковы- ваются по 4 шт. в деревянные ящики Для производ- ства различных органических бромпроизводных и бромистых солей
Другие газы — 0,3, в том числе О2 — 0,3; влага: для несжатого газа — 25,0 г/м3, для сжатого — 1,0 г/л3 Другие газы — 2,0, в том числе О2 — 0,5; влага: для несжатого газа — 25,0 г/м3, для сжатого—1,0 г/л3 Другие газы — 2,5, в том числе О2 — 0,5 и СО2 — 1,0; влага: для несжатого газа — 25,0 г/л3, для сжатого —1,0 г/л3 Электролиз воды ’ Железопаровой способ 1. Электролиз растворов хло- ристого натрия и хлористого калия 2. Конверсия метана и других углеводородных газов Сжатый водо- род—в стальных цельнотянутых баллонах (темно- зеленые) ем- костью 40 л', несжатый—в ма- терчатых проре- зиненных газ- гольдерах (ГОСТ 2687—55) Для наполнения аэростатов, шаров- пилотов; для гидро- генизации жиров, гидрирования аро- матических угле- водородов, нефте- продуктов, углей, смол; для автоген- ной сварки и резки металлов; как вос- становитель в про- изводстве органи- ческих полупро- дуктов и красите- лей
135
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
№ по пор. 1 Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
К) Воздух жид- кий Голуб оватая легколодвиж- ная жидкость ТУ МХП 4400—55 n2 о2 Не норм. 40 (объемн.)
11 Иод техни- ческий Серовато- черные с ме- таллическим блеском кри- сталлы непра- вильной фор- мы. Весьма летуч. Пары фиолетовые ГОСТ 545—41 Сорт 1 Сорт II J2 ^2 97 95
12 Калий ме- таллический технический Серебристо- белые метал- лические слит- ки. Легко ре- жется ножом. При взаимо- действии с во- дой загорается ГОСТ 10588—63 Марка А Марка Б к к 97,5 97
13 Кальций ме- таллический "Серебристо- белый металл (конические слитки-чушки). Энергично ре- агирует с во- дой ТУ МХП 3360—55 — Са 95
136
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
Инертные газы — Сжижение ат- В металличе- В машинострое-
не норм, (обычно не мосферного воз- ских сосудах НИИ для холодной
более 2%) духа в процессе получения кисло- рода Дыоара с над- писью «Жидкий воздух» насадки деталей; как источник хо- лода
Орг. в-ва — 0,2; Из минераль- В плотных Для получения
С1—0,1; зола—0,25 ных буровых вод скрепленных об- фармацевтических
Орг. в-ва — 0,2, и морских водо- ручами деревян- препаратов иреак-
С1 — 0,1; зола — 0,3 рослей (адсорб- ция иода из раз- бавленных рас- творов активи- рованным углем с последующим извлечением едкой щелочью или вос- становителем и дальнейшим вы- делением кри- сталлического иода) ных бочках (вес нетто 40—50 кге) тивов
Na — 2; тяжелые Обменный ме- В специальных В производстве
металлы (в том чи- тод — взаимодей- герметичных синтетического
еле РЬ) — 0 Na — 2; тяжелые металлы (в том чи- сле РЬ) — 0,8 ствие металличе- ского натрия с КОН или КС1 Из свинцовока- лиевого сплава стальных контей- нерах (емкость 10—25 л и более) или в стальных запаянных бан- ках (2—10 л). Банки уклады- вают по 8—16 шт. в стальные ящики (черные). Хранят в керосине или обезвоженном минеральном масле каучука; для лабо- раторных целей
Fe-f-Al (на R2O3)— Из обезвожен- В герметичных Для изготовле-
1,5; С12—2; S1O2—0,2 ( него хлористого кальция стальных бараба- нах или в банках из кровельного железа. Барабань и банки упаковы- вают в деревян- ные ящики. Хра- нят в керосине ния гидрида каль- ция, антифрикцион- ных сплавов 1
137
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
№ по пор. I Наименование продукта Краткая характеристик а № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
14 Кислород газообразный технический и медицин- ский Бесцветный газ без запаха гост 5583—58 Высший сорт Сорт I о2 о2 99,5 99,2
Сорт II О2 98,5
15 16 Кислород жидкий техни- ческий и ме- дицинский Натрий ме- таллический технический Голубая жидкость Мягкий ме- талл, легко ре- жется ножом. При взаимо- действии с во- дой загорается / ГОСТ 6331—52 ГОСТ 3273—63 Сорт А Сорт Б 'Марка А Марка Б о2 О2 Na Na 99,2 (объемн.) 98,5 (объемн.) Общ. — 99,5; акт. — 98,5 Общ. — 99,5; акт. — 98,5
17 Селен для выпрямителей Черные бле- стящие плитки стекловидной структуры ГОСТ 6738—53 Se 99,992
18 Селен тех- нический Темно-серый порошок ТУ МПХ 1497—47 Se 98
19 Селен тех- нический То же ТУ МЦМ 37—46 Сел. 1 Сел. 2 Сел. 3 Se Se Se 98,5 97,5 95
не должен содержать
кристаллов
льда, механических
* Кислород для медицинских целей
газов-окислителей.
138
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
Влага — 0,07 г/л3 | С2Н2— 0,3 мл/л К —0,5; Fe —0,02; К —1,0; Fe —0,02 S —0,001; Те — 0,001; не лет. ост. 0,008 Неметаллический ост. — 2 Fe — 0,03; Си — 0,02; нераств. ост. — 0,02 1. Сжижение и ректификация ат- мосферного воз- духа 2. Электролиз воды 3. Различные химические мето- ды Сжижение и рек- тификация атмо- сферного воздуха Электролиз рас- плавленного едко- го натра Электролиз по- варенной соли \ Рафинирование технического се- лена Из шлама (мок- рых электрофиль- тров), образую- щегося путем восстановления двуокиси селена сернистым газом в производстве сер- ной кислоты кон- тактным способом Из шлама от ра- финирования меди, представляющего собой остаток от растворения мед- ных анодов В стальных цельнотянутых баллонах (голу- бые) под давле- нием 150 или 200±5 ат В транспорт- ных емкостях и сосудах Дьюара В стальных гер- метичных бочках (емкостью 200 л) и в барабанах из кровельного же- леза (25—28 и 100—106 л). Хра- нят в керосине или обезвоженном ми- неральном масле В бумажных пачках, которые упаковывают в деревянные ящи- ки (вес нетто 5, 10 и 20 кгс) В стеклянных банках с резино- выми пробками или в двуслой- ных бумажных пакетах В миткалевых мешках, вложен- ных в плотные деревянные ящи- ки В химической промышленности; для кислородного дутья; для резки и сварки металлов; в медицине (из баллонов с этикет- кой «Кислород ме- дицинский») * Для технических целей; в медицине * (после газифика- ции) Для изготовле- ния перекиси нат- рия, цианистого натрия, антифрик- ционных сплавов, медицинских пре- паратов; в органи- ческом синтезе Для изготовле- ния выпрямителей Для переработ- ки в селен для выпрямителей; в стекольной про- мышленности То же
примесей, масла, окиси углерода, ацетилена, газообразных оснований и
кислот, озона и других
139
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
э в Краткая характеристика № Сорт, Основное вещество продукта
« э продукта стандарта или ТУ марки- ровка формула содержание, %
20 21 22 23 Селенистый шлам Сера техни- ческая газовая Сера техни- ческая при- родная Сера кол- лоидная Темно-крас- ный порошок Твердый продукт жел- того цвета разных оттен- ков. Выпуска- ют серу комо- вую, в чушках, чешуйчатую, гранулирован- ную и молотую То же См. 260 ТУ гхп 142—57 ГОСТ 127—64 ГОСТ 127—64 Сорт I Сорт II Сорт III Сорт IV Сорт I Сорт II Сорт высший 'Сорт I Сорт II Se Se Se Se S S S S S 35 (на сух. в-во) 20 (на сух. в-во) 3,0 (на сух. в-во) 1,5 (на сух. в-во) 99,8 98.8 99,9 99,5 98,6
140
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
Влага —15; своб. к-та (на H2SO4) — 3 Влага —15; своб. к-та (на H2SO4) — 3 Влага — 4,7 Извлечение из аппаратуры кон- тактного произ- водства серной кислоты (отстой- ников, электро- фильтров, холо- дильников) и обо- гащение В стальных ба- рабанах или де- ревянных бочках (вес нетто до 250 кге win I и II сортов и 100 кге для III и IV) Сорта I и II — как сырье для полу- чения металличе- ского селена; сорта III и IV—для полу- чения высокосорт- ного шлама путем обогащения
Зола — 0,1; своб. к-та (на H2SO4)— 0,02; As — 0,01; вла- га — 0,2 Зола — 0,5; своб. к-та (на H2SO4) — 0,03; As—0,05; вла- га — 0,5 1. Из промыш- ленных газов, со- держащих дву- окись серы, вос- становлением уг- лем при высокой 'температуре 2. Из газов, со- держащих серово- дород Комовую, в чушках и чешуй- чатую — навалом в крытых ж.-д. вагонах (по со- гласованию — в открытых), моло- тую — в много- слойных битуми- рованных меш- ках Для производ- ства серной ки- слоты, сульфит- целлюлозы, тио- кола, красителей, дымного пороха, ядохимикатов; для вулканизации кау- чука; в фармацев- тической и спичеч- ной промышленно- сти; в ветеринарии.
Зола — 0,05; своб. к-та (на H2SO4) — 0,005; орг. в-ва — 0,06, в том числе С —0,048; As—0,0005; влага — 0,2 Зола — 0,2; своб. к-та (на H2SO4) — 0,005; орг. в-ва — 0,3, в том числе С — 0,24; As —0,0005; влага — 2,0 Переработка са- мородных серных руд различных месторождений То же То же
Зола — 0,5; своб. к-та (на H2SO4) — 0,01; орг. в-ва — 0,8, в том числе С •— 0,64; As —0,003; влага — 2,0
141
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
№ по пор. 1 Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или Ту Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
24 Серный цвет Лимонно- желтый поро- шок гост 702—41 Сорт I S 99,5
/ Сорт II S 99
25 Углекислый газ сжижен- ный (угле- кислота жид- кая) Бесцветная жидкость гост 8050—64 Пищевой Техни- ческий со2 со2 98,50 98,00
26 Фосфор желтый техни- ческий Болванки, палочки, гра- нулы или за- стывшая масса от светло-жел- того до темно- бурого цвета. Ядовит. Само- воспламеняет- ся на воздухе ГОСТ 8986—59 Сорт 1 Сорт II р р 99,9 99,7
27 Фосфор красный тех- нический Тонкий по- рошок от ма- линово-крас- ного до темно- фиолртового цвета с метал- лическим блеском. Не- ядовит ГОСТ 8655—57 Сорт I Сорт 11 р р. 99 98
142
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
Зола — 0,05; своб. Термическая В плотных де- Для произвол-
к-та (на H2SO4)— возгонка комовой ревянных ящиках, ства серной кис-
0,2; As — 0,002; вла- серы или серного выложенных во- лоты, сульфит-
га — 0,5 Зола — 0,2; своб. к-та (наН2ЗО4) —0,4; As — 0,003; влага — 0,5 концентрата донепроницаемой бумагой (вес нет- то 50—100 кгс), в картонных ко- робках по 100 и 250 кгс (ТУ МХП ОШ 131—47) целлюлозы, тио- кола, красителей, дымного пороха, ядохимикатов; для вулканизации кау- чука; в фармацев- тической и спичеч- ной промышлен- ности; в ветерина- рии
СО —0 Сжатие газооб- В черных В холодильной
СО — 0,05; влага— разной двуокиси стальных балло- технике; для лабо-
0,10 углерода и после- дующее охлажде- ние нах (емкость 12Д-40 л) раторных целей; в производстве ис- кусственных мине- ральных вод и шипучих вин
В-ва нераств. в Восстановление В стальных Для получения
CS2 — 0,1 фосфата кальция герметичных боч- красного фосфора,
В-ва нераств. в природных фосфа- ках (емкость до фосфорного ангид-
CS2 — 0,3 тов углеродом в присутствии дву- окиси кремния. Процесс ведется 250 л) илн в бан- ках из оцинко- ванного железа (вес нетто до рида, фосфорной кислоты, хлори- стых, сернистых и других соедине-
в электрических печах при высо- кой температуре. Возогианный фос- фор конденсируют 12,5 кгс). Хранят под водой или незамерзающим раствором хло- ристого кальция или хлористого натрия ний фосфора
Желтый фосфор — Нагревание рас- В плотно за- В спичечной про-
0,005; Н3РО4— 0,5; плавленного жел- крывающихся мышленности;
в-ва нераств. в того фосфора в банках из кро- в металлургии;
HNO3— 0,3 Желтый фосфор — 0,03; Н3РО4—1,0; в-ва нераств. в HNO3 —1,0 токе азота вельной стали (вес нетто до 10—16 кгс). Бан- ки укладывают в прочные дере- вянные ящики или фанерные барабаны (вес брутто до 95 кгс) в пиротехнике
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
1 № по пор. 1 Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, м ар Ки- ров к а- Основное вещество продукта
формула содержание, %
28 Хлор жид- кий Кислоты и ангидриды кислот Бледно- оранжевая ма- слянистая жид- кость. Ядовит гост 6718—53 С12 99,5
29 Ангидрид вольфрамовый Светло-жел- тый порошок ТУ МХП 4091—53 ЦМТУ 1287—45 wo3 99,5
30 Ангидрид сернистый жидкий техни- ческий (дву- окись серы) Бесцветная жидкость с рез- ким запахом ГОСТ 2918—45 so2
31 Ангидрид сернистый жидкий без- водный То же ТУ МХП 2283—50 so2
32 Ангидрид хромовый тех- нический Чешуйчатый продукт в ви- де небольших пластинок тол- щиной 1—Змм, ©т светло- до темно-мали- нового цвета. Ядовит ГОСТ 2548—62 CrO3 98,5
144
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
Влага — 0,06 Сжижение газо- образного хлора, тщательно осу- шенного серной кислотой В стальных баллонах (защит- ного цвета с зе- леной полосой), в стальных боч- ках и ж.-д. ци- стернах Для отбелки тка- ней, бумаги, цел- люлозы; для полу- чения органиче- ских веществ, моющих средств, пластмасс; для де- зинфекции питье- вых и сточных вод, хлорирования руд
Мо — 0,1; полутор- ные окислы — 0,04; As —0,015; Р —0,025; S — 0,015; ост. после гидрохлорирова- ния— 0,1; п. п. п.—0,5 Действие кислот на вольфрам с по- следующим прока- ливанием воль- фрамовой кисло- ты В деревянных бочках, выстлан- ных внутри пер- гаментом (вес нетто 70—ПО кгс) Для получения высококачествен- ных инструмен- тальных сплавов
Нелет. ост. — 0,1; As —0,00002 Сжижение кон- центрированного газообразного сер- нистого ангидрида (после осушки серной кислотой) В стальных баллонах (чер- ные с желтой по- лосой) В качестве хлад- агента; для произ- водства сульфитов, многосернистых соединений; как се- лективный экстра- гент; в производ- стве красителей, бумаги, желатины, медицинских пре- паратов; для кон- сервирования, де- зинфекции
Влага — 0,0035; минеральные к-ты — 0 Обезвоживание жидкого техниче- ского сернистого .ангидрида То же В качестве хлад- агента
Сульфаты (на SO*”) — 0,4; метал- лы осажд. Na2CO3 — 0,07; нераств. прока- ленный ост. —0,2 Обработка дву- хромовокислых солей концентри- рованной серной кислотой В плотно за- крывающихся стальных бараба- нах (вес нетто до 150 кгс) В качестве оки- слителя; для тра- вления и хроми- рования металлов; для получения хрома; в произ- водстве органиче- ских красителей
145
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
1 № по пор. | Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта -
формула содержание, %
33 Кислота азотная кон- центрирован- ная Бесцветная или слегка желтоватая жидкость гост 701—58 Сорт I Сорт II HNO3 HNO3 98 97
34 Кислота азотная некон- центрирован- ная То же ТУ МХП АУ-П2-56 Сорт I Сорт II Сорт III HNO3 HNO3 HNO3 55 47 45
35 Кислота азотная специ- альная » а> ТУ МХП АУ-12—53 HNO3 70—75
36 Кислота борная для электролити- ческих кон- денсаторов Блестящие чешуйки или бесцветные кристаллы. Насыщенный раствор в ди- стиллирован- ной воде дол- жен быть про- зрачным гост 5281—50 H3BO3 99,5
146
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
1 См. табл. 1 J стр. 250 на 1. Перегонка не- концентрирован- ной азотной кисло- ты в присутствии концентрирован- ной серной кисло- ты с последующим конденсированием паров азотной кислоты 2. Прямой син- тез из неконцен- трированной азот- ной кислоты, кис- лорода и жидкой двуокиси азота под давлением В алюминие- вых цистернах; допускается пе- ревозка в другой кислотоупорной таре В производстве взрывчатых ве- ществ (нитрогли- церина, нитроклет- чатки, тротила и др.), органических красителей
1 См. табл. 1 | стр. 250 на Окисление газо- образного аммиа- ка кислородом воздуха в при- сутствии катали- затора и после- дующее поглоще- ние полученных окислов азота во- дой В стеклянных бутылях с при- тертыми пробка- ми или в бочках и цистернах из нержавеющей стали Для производ- ства селитр и дру- гих азотнокислых солей, концентри- рованной азотной кислоты; в поли- графии; в гальвано- технике
См. табл. 1 стр. 250 на Смешение кон- центрированной и неконцентриро- ванной азотной кислоты В цистернах из нержавеющей стали В химической промышленности
См. табл. 2 стр. 251 иа Дополнительная кристаллизация технической бор- ной кислоты В многослой- ных бумажных мешках (вес нетто 40 кге), помещае- мых в деревян- ные или фанер- ные ящики Для изготовле- ния электролити- ческих конденса- торов
147
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
о- о д о с й Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
37 Кислота борная техни- ческая Блестящие чешуйки или бесцветные кристаллы гост 2629—44 Сорт I Сорт II н3во3 Н3ВО3 99,5 98,5
38 Кислота вольфрамовая Желтый или зеленовато- желтый поро- шок ГОСТ 2197—43 Сорт I H2wo4 89 (на WO3)
Сорт II H3WO. 89 (на WO3)
39 Кислота кремнефтори- стоводородная Раствор, мутный вслед- ствие содер- жания геля кремневой кислоты ТУ МХП 502—41 H2SiFe 8—10
40 Кислота серная акку- муляторная Прозрачная маслянистая жидкость ГОСТ 667—53 Сорт А Сорт Б h2so4 H2so4 92—94 92—94
41 Кислота серная башен- ная Масляни- стая жидкость с жеЛтовато- бурым оттен- ком (ввиду наличия при- месей) ГОСТ 2184—59 H2SO4 75
148
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжений
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение « Основное применение
1 См. табл. 2 на J стр. 251 Разложение при- родных . боратов серной кислотой. Полученную пуль- пу фильтруют, фильтрат охлаж- дают и кристалли- зуют содержа- щуюся в нем бор- ную кислоту В деревянных бочках (вес нетто до 100 кгс), фанерных бара- банах (до 70 кгс), деревянных ящи- ках (до 50 кгс), двойных мешках из ткани (до 50 кгс) В производстве специальных сор- тов стекла, эмалей, глазури; при пайке и сварке металлов; в медицине; в ка- честве консерван- та; как концентри- рованное борное микроудобрение
Полуторные окис- лы — 0,01; СаО — 0,01; Мо—0,02; As — — 0,02; Р —0,01; S—0,02; влага—7ч-15 Полуторные окис- ли— 0,02; СаО — 0,02; Мо —0,02; As — 0,02; Р —0,01; S — 0,02; влага — 7-ь15 Действие ки- слот на соли воль- фрамовой кисло- ты В фанерных ба- рабанах, плотных деревянных ящи- ках и бочках, а также в целлю- лозных мешках (вес нетто до 50 кгс) Для производ- ства металличе- ского вольфрама и некоторых его соединений
Шлам—5 (объемн.) Поглощение во- дой фтористых га- зов, выделяющих- ся при производ- стве суперфосфата В плотно заку- поренной дере- вянной таре Для переработки в соли кремнефто- ристой кислоты, фтористый каль- ций, фтористый алюминий, криолит
| См. табл. 3 на J стр. 252 Окисление сер- нистого газа на катализаторе в серный ангидрид с последующим поглощением раст- вором серной ки- слоты (контактный способ) В стеклянных бутылях (емкость 20—30 л). Для розничной про- дажи— в склян- ках по 0,8 и 1,7 кгс Для заполнения аккумуляторов; в гальванотехнике
См. табл. 3 на стр. 252 То же, но сер- нистый газ окис- ляется окислами азота (нитрозный способ) В стальных цистернах, кон- тейнерах и боч- ках, а также в стеклянных бу- тылях Имеет широкое применение в раз- личных отраслях промышленности в качестве дегид- ратирующего сред- ства, окислителя и сульфирующего агента, а также в производстве минеральных удб- брений и солей
149
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
№ по пор.
Наименование Краткая № Сорт, Основное вещество продукта
продукта характеристика стандарта или ТУ марки- ровка формула содержание,
42 Кислота Маслянистая ГОСТ Техни- H2SO4 92,5
серная кон- жидкость с 2184—59 ческая
тактная желтовато-бу- Техни- H2SO4 92,5—94
рым оттенком ческая
(ввиду наличия примесей) улуч- шенная Олеум H2SO4, SO3 SO3 (своб.)—
18,5
43 Кислота серная — оле- Прозрачная маслянистая ТУ ГАП У 189—53
ум высоко- процентный жидкость
Кислота
серная реге-
нерированная
Кислота
соляная инги-
бированная
Желтовато- ГОСТ
бурая масля- 2184—59
нистая жид--
кость
Светло-ко- ТУ МХП
ричневая жид- 2345—50
кость
H2SO4,
so3
H2SO
HCI
SO3 (своб.)—
65 ± 1,5
19—25
150
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжен^
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
См. табл. 3 на- стр. 252 См. табл. 3 на стр. 252 См. табл. 3 на стр. 252 См. табл. 4 на стр. 253 Окисление сер- нистого газа на катализаторе в серный ангидрид с последующим поглощением раст- вором серной ки- слоты (контакт- ный способ) То же Регенерация от- работанной сер- ной кислоты Добавка в син- тетическую соля- ную кислоту ин- гибитора ПБ-5 и солей мышьяка В стальных ци- стернах, контей- нерах, бочках и стеклянных бу- тылях. Улуч- шенную кислоту для производ- ства искусствен- . ного волокна —в цистернах из нер- жавеющей стали. Техническую для розничной про- дажи — в склян- ках по 0,8 и 1,7 кгс В специальных цистернах с теп- лоизоляцией В стальных ци- стернах, контей- нерах, бочках, в стеклянных бу- тылях В стальных цистернах, по- крытых изнутри эмалью ХСЭ-93 и лаком ХСЛ-93 В качестве деги- дратирующего средства, окисли- теля и сульфирую- щего агента; в производстве ми- неральных удобре- ний и солей; для составления нит- рующих смесей с азотной кислотой; в производстве взрывчатых ве- ществ Для составления нитрующих сме- сей с азотной ки- слотой; в производ- стве взрывчатых веществ, жирных и сульфоновых кислот, красите- лей, искусствен- ного шелка, цел- лулоида, нитро- эфиров То же, что для башенной В производстве хлористых солей, органических про- дуктов, активи- рованного угля; в гидрометаллур- гии, гальванотех- нике; при дублении и крашении кожи: в текстильной пром ыш ленности; для пайки, луже- ния, очистки паро- вых котлов; при оцинковке стали. Для травления цин- ка непригодна
151
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
| № ио nop.j Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
46 Кислота соляная пище- вая Прозрачная жидкость, до- пускается сла- бо-желтый оттенок ТУ 35 ХП 439—62 НС1 31,0
47 Кислота соляная син- тетическая (техническая) Прозрачная бесцветная или желтоватая жидкость ГОСТ 857—57 HCI 31,0
48 Кислота со- ляная техни- ческая То же ГОСТ 1382—42 Сорт I Сорт II НС1 НС1 27,5 27,5
49 Кислота фосфорная (орто) терми- ческая пище- вая Бесцветная густая жид- кость, проз- рачная в слое 15—20 леи (на белом фоне) ГОСТ 10678—63 Н3РО4 70
50 Кислота фосфорная (орто) терми- ческая техни- ческая То же (1 сорт) и сла- бо-желтая жид- кость, не про- зрачная в слое 15—20 мм (II сорт) ГОСТ 10678—63 Сорт I Сорт II н3ро4 Н3РО4 73 73
152
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом нли ТУ. % Промышленные методы получения Перевозка и’хранение Основное применение
См. табл. 4 на Поглощение В стеклянных В пищевой про-
стр. 253 синтетического хлористого водо- рода водой бутылях ем- костью до 30 л мышленности
См. табл. 4 на Сжигание элек- В стальных В производстве
стр. 253 тролитического водорода в струе хлора и поглоще- ние образующего- ся хлористого во- дорода водой гуммированных герметичных ци- стернах и бочках, в фаолитовых контейнерах и в стеклянных бу-- тылях (емкость до 40 л) хлористых солей, органических про- дуктов, активи- рованного угля; в гидрометаллур- гии, гальванотех- нике; при дублении и крашении кожи; в текстильной про- мышленности; для пайки, лужения, очистки паровых котлов; при оцин- ковке стали; для травления цинка
1 См. табл. 4 на f стр. 253 Разложение хло- ристого натрия серной кислотой в механических печах. Образую- щийся хлористый водород после очистки погло- щают водой То же. Для роз- ничной про- дажи — в буты- лях по 0,5 и 1 кге То же
См. табл. 5 на Сжигание фос- В стеклянных В производстве
стр. 254 фора с последую- щей гидратацией фосфорного ан- гидрида и конден- сацией ортофос- форной кислоты бутылях (ем- кость 25—30 л) газированных вод; для получения по- рошков для конди- терских изделий кормового преци- питата
| См. табл. 5 на J стр. 254 То же В стеклянных бутылях (ем- кость 20—30 л) или в специаль- ных цистернах Для производ- ства фосфорнокис- лых солей, акти- вированного угля и. кинопленки; в орга- ническом синтезе; в спичечной про- мышленности; для выработки тканей с огнезащитной пропиткой
153
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
сх с с Наименование Краткая № Сорт, Основное вещество продукта
OU продукта характеристика стандарта или ТУ марки- ровка формула содержание, %
51 Кислота фосфорная экстракцион- ная (упарен- ная) ’ Бесцветная густая жид- кость ТУ МХП 592—41 Н3РО4 50
52 . Кислота фтористоводо- родная техни- ческая (пла- виковая); см. также табл. 6 на стр. 254 Прозрачная бесцветная жидкость. Очень агрес- сивна ГОСТ 2567—54 HF 40
53 Кислота хлорсульфо- новая техни- ческая Прозрачная жидкость от светло-желто- го до корич- невого цвета. Дымит на воз- духе ГОСТ 2124—43 Сорт I Сорт II HSO8C1 HSO3CI • 94 92
54 Меланж кислотный Желтоватая или бурая жидкость ГОСТ 1500—57 HNO3 H2SO4 89 7,5
55 Щелочи Аммиак вод- ный техниче- ский Прозрачная жидкость с ха- рактерным за- пахом См. т а б л. 7 на
154
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
См. табл. 5 .на Разложение апа- В стеклянных Для произвол-
стр. 254 титового концен- трата серной ки- слотой, отделение фосфогипса на фильтрах и упа- ривание фосфор- ной кислоты бутылях (емкость 25—30 л) ства фосфорноки- слых солей, акти- вированного угля и кинопленки; в органическом син- тезе; в спичечной пром ыш ленности; для выработки тка- ней с огнезащит- ной пропиткой
H2S1F6 —0,1; Обработка тон- В эбонитовых Для получения
H2SO4 — 0,05 коизмельченного плавикового шпа- та 90—92 %-ной сер- ной кислотой баках (емкость — 20 л) фтористых солей; в металлургии для очистки чугунных отливок от формо- вочного песка; для травления стекла
Соединение хло- В цистернах, В качестве суль-
Окисли азота (на ристого водорода с серным ангид- ридом контейнерах или бочках фирующего агента в производстве ор- ганических синте- тических продук- тов; при получении уксусного ангид- рида, диметилсуль- фата, дымообра- зующих веществ, фармацевтических, препаратов; при ацетилировании целлюлозы; для очистки парафино- вых углеводородов
Смешение кон- В стальных Для нитрования
N2O4) — 0,3; твердый ост. — 0,1 центрированных азотной и серной кислот цистернах органических про- дуктов в производ- стве взрывчатых веществ и краси- телей
стр. 255 Растворение газообразного ам- миака в воде В ж.-д. цистер- нах или в стек- лянных бутылях Для получения жидких удобрений; в производстве кальцинированной соды, красителей; в медицине
165
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
№ по пор.) Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
56 Г идроокись бария Белые со слабыми от- тенками кри- сталлы ТУ мхп 907—42 Ва (ОН2) • 8Н2О 82,0
)7 Известь строительная гашеная Куски и по- рошок белого цвета См. 1 а б л. 8 на
J8 Известь строительная негашеная То же См. табл. 8 на
59 Кали едкое аккумулятор- ное Твердый, плавленый или жидкий продукт ТУ МХП 380—41 Сорт А Сорт Б Жидкое КОН КОН КОН 82 82 29,7 (400 г/л)
60 ' Кали ед- кое — отход Буро-крас- ный твердый продукт СТУ 43—146—61 КОН 78
61 Кали едкое техническое твердое Белая,свет- ло-серая или сиреневая плавленая мас- са или пла- стины-чушки ГОСТ 9285—59 Марка А Марка Б КОН КОН 95 92
156
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
ВаСО3 — 3; в-ва Прокаливание В фанерных ба- В сахарной н
нераств. в НС! — углекислого бария рабанах, плотных жировой промыш-
0,4; сульфаты (на SO4-) — 0,15; суль- фиды (на S2-)—0,002; хлориды (на С! )— 0,1; Fe —0,05 с кремнеземом, деревянных ящи- ленности; для полу-
размалывание об- ках, в мешках из чения окиси бария;
разующихся сили- катов бария и их обработка горячей водой. Охлажде- ние и кристалли- зация полученного раствора ткани или бумаги для очистки жест- кой воды; в произ- водстве гипсовых отливок
стр. 2 5 5 Обжиг извест- няков, мела, доло- митизированных известняков и до- ломитов без дове- дения их до спе- кания В таре В строительном деле; в производ- стве соды,хлорной извести, солей кальция; для ней- трализации; в са- харной, кожевен- ной, текстильной промышленности
стр. 2 5 5 То же Электролита- Комовую — на- валом, моло- тую — в таре Плавленый То же Для щелочных
1 См. табл. 9 на j стр. 257 ческим способом из хлористого ка- лия с примене- нием Hg-катода продукт — в гли- няных глазуро- ванных горшках (вес нетто 30 кгс), жидкий — в стек- лянных бутылях (емкость 20—30 л) аккумуляторов
Не нормируются Отход в произ- водстве техниче- ского едкого кали марок А и Б (см. ниже) В стальных барабанах (вес 1'90—200 кгс) У В химической, нефтяной и метал- лургической про- мышленности
1 См. табл. 9 на Электролита- В герметичных Для получения
J стр. 257 ческим способом из технического хлористого калия железных бара- банах (вес нетто 100—325 кгс), по- крытых черным лаком (корпус) и голубой крас- кой (днище) туалетного мыла, некоторых краси- телей и органиче- ских соединений; в бумажной, неф- тяной и металлур- гической промыш- ленности; в меди- цине; продукт марки А — для ще- лочных аккумуля- торов
157
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
№ по пор. Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
62 Кали едкое техническое жидкое Жидкость гост 9285—59 Марка В Марка Г кон кон 50 50
63 Кали едкое электролити- ческое жидкое (диафрагмен- ное) Жидкость ТУ МХП 369—41 кон 750 г/д
64 Литий едкий аккумулятор- ный Белый кри- сталлический порошок ГОСТ 8595—57 L1OH 53 (на Li2O)
65 Литий едкий очищенный Белый кри- сталлический порошок ЦМТУ 4456—54 L1OH 50 (на L12O)
66 Магнезия жженая для резиновых смесей Светлый по- рошок. Оста- ток на сите с отверстиями 0,15 мм не бо- лее 0,1 % ГОСТ 844—41 Сорт I MgO 89
• Сорт II MgO 89
158
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом. или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
См. табл. 9 на стр. 257 Электролитиче- ским способом из технического хло- ристого калия В цистернах, контейнерах или железных бочках То же, что для твердого продукта (см. 61); (для ак- кумуляторов при- меняется только продукт марки В)
См. табл. 9 на стр. 257 Упаривание раз- бавленных элек- тролитических щелоков из диа- фрагменных ванн В стальных бочках или авто- и ж.-д. цистернах То же
СО2 —3,0; СаО — 0,15; S1O2 — 0,15; Fe —0,03; Al —0,05; SO*--0,4; СГ — 0,1; Mg —0,01; тя- желне металлы — 0,01 Каустификация карбоната лития известью в рас- творе с последую- щей упаркой в ва- кууме В железных герметических барабанах (вес нетто до 80 кге), в мешках из пла- стиката, уложен- ных в деревян- ные ящики или бочки Для увеличения емкости щелочных аккумуляторов и продления срока их службы
CO2—1,8; CaO — 0,12;Fe2034-S102 — 0,1; Al —0,008; SO^-—0,06; СГ — 0,05; Mg — 0,03, тя- желые металлы — 0,005; К 4- Na — 0,06 Каустификация карбоната лития известью в рас- творе с последую- щей упаркой в ва- кууме и очисткой В железных герметичных ба- рабанах (вес нетто до 80 кге) В химической промышленности; для получения со- единений лития; в производстве морозо- и термо- стойких смазок
CaO —1,25; Fe (на Fe2O3) — 0,1; суль- фаты (на SO4 ) —0,4; хлориды (на Cl-)— 0,035; Мп —0,003; в-ва нераств. в НС1—0.2; п. п. п. —8,5 СаО — l,25;Fe (на Fe2O3) — 0,3; суль- фаты (на SO4-) — 0,7; хлориды (на С1 ) —0,08; Мп — 0,007; в-ва нераств. в НС1—0,25; п. и. п. — 8,5 Осторожное на- гревание осажден- ных из раствора углекислого маг- ния или гидро- окиси магния до красного каления. Тяжелую магнезию получают обжигом высокосортного магнезита при не- высоких темпера- турах В бумажных многослойных мешках, поме- щаемых в мешки из прорезинен- ной ткани (вес нетто 15 кге) В резиновой про- мышленности в ка- честве наполните- лей и усилителей; для изготовления магнезиальных це- ментов, искусст- венных камней, огнеупорных тиг- лей и футеровоч- ных кирпичей
159
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
по пор.
Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание,
67 Натр едкий технический жидкий Жидкость, прозрачная или с неболь- шой мутью гост 226359 Марка А («ртут- ный» Марка Б («диа- фрагмен- NaOH NaOH 42 50
ный улучшен- ный») Марка В («диа- фрагмен- ный») Марка Г Марка Д («хими- ческий») NaOH NaOH NaOH 42 43 42
68 Натр едкий технический твердый (сода каустическая) Белая не- прозрачная масса или пла- стины-чешуй- ки ГОСТ 2263—59 Марка А («хими- ческий») Марка Б («диа- фрагмен- ный») NaOH NaOH 95-96 92
69 Порошок каустический из магнезита Белый по- рошок ГОСТ 1216—4] Класс 1 Класс II MgO MgO 87 83
Класс III MgO 75
70 Поташ полу- тораводный технический Белый по- рошок или гранулы СТУ 30-25-61 Сорт 1 . K2CO3 • • 1,5H2O 97,5 (на сух. в-во)
Сорт II K2CO3 • - 1,5H,O 95,0 (на сух. в-во)
160
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % П ро мыш ленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
См. табл. 10 на стр. 258 1. Взаимодейст- вие раствора соды с известковым молоком 2. Электролити- ческий способ: из раствора хлорис- того натрия, с упа- риванием электро- литических щело- ков 3. Ферритный способ: прокали- вание смеси каль- цинированной соды с окисью железа, разложение водой образовавшегося феррита натрия и упаривание рас- твора едкого иатра В цистернах, металлических контейнерах или стальных бочках В производстве искусственного шелка, мыла, орга- нических красите- лей, бумаги; в тек- стильной промыш- ленности; для очи- стки минеральных масел; в металлур- гической промыш- ленности
См. табл. 10 на стр. 258 То же В барабанах нз кровельного железа (емкость 50—170 л); че- шуйчатый — в гофрированных стальных бара- банах (25—100 л) То же
СаО —1,8; SiO2 — 1,8; полуторные окис - лы—2; п. п. п. — 6 СаО — 2,5; S1O2— 2,5; п. п. п.—8 СаО — 4,5;SiO2—4; п. п. п. —18 Обжиг магне- зита-сырца при 800—1000° С Навалом в кры- тых ж.-д. вагонах Для производ- ства магнезиаль- ных цементов. Продукт I класса— в химической и магниевой про- мышленности
КагСОд —4,0; сульфа- ты (на K2SO4) —1,8; суль- фиты (иа S) —0,2; полу- торные окислы — 0,2, В' том числе РегОд—0,03; хлориды (на С1)—0,4 пагСОя— 5,0; сульфа- ты (на K2SO4)—2,1; суль- фиты (на S) —0,3; полу- торные окислы — 0,3, в том числе Fe2O3—0,06; хлориды (на С1) —0,5 Выщелачивание опека нефелино- вого концентрата с известняком В бумажных битумированных мешках Для получения высших сортов стекла, хрусталя, жидкого мыла; на предприятиях ра- диотехнической промышленности; для лабораторных целей
1-G1
6 Зак. 134
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
О с Наименование Краткая № Сорт, Основное вещество продукта
№ по продукта характеристика стандарта или ТУ марки- ровка формула содержание, %
71 Раствор со- довый Жидкий про- дукт ТУ гхп 68—54 Na2CO3 . 270 г/л
72 Сода каль- цинированная (синтетиче- ская) Мелкий бе- лый кристал- лический по- рошок ГОСТ 5100—49 Техни- ческая Фотогра- фическая Na2CO3 Na2CO3 95 95
Оптиче- ская Na2CO3 96
73 Сода при- родная Сероватый порошок гру- бого помола ТУ МХП 1240—45 Сорт I Сорт II Na2CO3 Na2CO3 80 (иа сух. в-во) 72 (на сух. в-во)
Сорт А Na2CO3 81 ±2 (на сух. в-во)
74 75 Сода-пушон- ка Спирт наша- тырный меди- цинский Сероватый порошок Прозрачная бесцветная жидкость с ха- рактерным рез- ким запахом ТУ ММП РСФСР 48 ГОСТ 786—41 Сорт 1 Сорт II Na2CO3 nh4oh nh4oh 40 24 (на NH3) 24 (на NH3)
Соли И окислы
76 Алюминий фтористый технический Белый поро- шок ГОСТ 10017—62 AIF3 F —61 Al—30
77 Алюминий хлористый "»езводный ri ищенный Бесцветные кристаллы. Весьма гигро- скопичны. На воздухе дымят ГОСТ 4452—48 Сорт 1 Сорт II AlClg AlClg 98,5 97,5
162
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количеств, главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
NaCl — 3,0 г/л NaCl — 1; Na2SO4, Fe — не норм.; п. п. п. — 3,5 NaCl—1; Na2SO4— 0,1; Fe — 0,01; не- раств. ост. — 0,1; п. п. п. — 3,5 NaCl — 0,5; Na2SO4—0,05; Fe — 0,005; нераств. ост. — 0,3; п. п. п. — 2,5 NaCl—3; Na2SO4— 13; нераств. ост. — 6; п. п. п. — 8 NaCl—5; Na2SO4— 15; нераств. ост.—- 12: п. п. п. —10 NaCl —2,75; Na2SO4—15; нераств. ост. — 6; п. п. п. — 8 NaCl—2; Na2SO4— 4; нераств. ост.— 15 Хлориды (на СГ) —0,0005 Хлориды (на СГ) —0,002 Na — 5; сульфаты (на SO^-)—1,6; Fe2 О3 -f- SiO2 — 0,5; влага — 7,5 FeCl3 —0,1 FeCl3 —0,15 В производстве СОДЫ По аммиачному способу из рас- твора хлористого натрия Добывают из естественных содо- вых озер бассей- ным способом То же Растворение газообразного ам- миака в воде Нейтрализация плавиковой ки- слоты гидратом окиси алюминия Одновременное воздействие окиси углерода и хлора при высокой тем- пературе на као- лин или бокситы В теплоизоли- рованных ж.-д. цистернах В многослой- ных бумажных мешках (вес нетто 50 кгс) В крытых ж.-д. вагонах навалом В бумажных пакетах (вес 1— 5 кгс) В стеклянных бутылях (емкость до 40 л) В бочках из су- хого дерева, вы- ложенных перга- ментной бумагой; в мешках В черных стальных бидо- нах или бараба- нах (емкость до 150 л) Для получения нитрита и нитрата натрия из хвосто- вых газов при производстве азот- ной кислоты Для получения едкого натра, ряда химических про- дуктов; в мыло- варенной, стеколь- ной, текстильной, бумажной, целлю- лозной, лакокра- сочной, металлур- гической, кожевен- ной промышлен- ности; в быту То же » ». В производстве красок и при кра- шении тканей; в производстве соды; в медицине При получении алюминия; при производстве це- мента В качестве ката- лизатора при син- тезе органических соединений, при крекинге и очистке нефти
163
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
О, о с Наименование Краткая № Сорт, Основное вещество продукта
I № пс продукта характеристика или ТУ марки- ровка формула содержание, %
78 Алюминий хлористый безводный технический Желто-бурые кристаллы. Весьма гигро- скопичны. На воздухе дымят Сорт I Сррт II А1С13 А1С13 95 94
79 80 Аммоний азотнокислый Аммоний кремнефтори- стый техниче- ский См. 109 Белые с ро- зоватым или желтоватым оттенком кри- сталлы гост 10129—62 (NH4)2SIF6 93
81 Аммоний молибденово- кислый для электролампо- вой промыш- ленности * Бесцветные или зеленова- то-желтые кри- сталлы ГОСТ 2677—44 Сорт I Сорт II (NH4)2McO4 (NH4)2MoO4 77 (на МоО3) 77 (на МоО3)
82 Аммоний роданистый Бесцветные кристаллы. Ядовит ВТ мчм Сорт I Сорт II nh4scn nh4scn 92,0 4 92,0
Сорт III nh4scn 90,0
83 Аммоний сернокислый очищенный Белые или светло-желтые кристаллы гост 10873—64 •(NH4)2SO4 N2 (на сух. в-во) 99,05 21
164
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
FeCl3— 2,5 FeCl3 —3 H2SiF6 (своб.) — не более 0,2 и не менее 0,02; влага — 7 Zn— 0,1; Fe2O34" + А12О3—0,03; Ni — 0,05; Мп — 0,01; As— 0,005; Р —0,002; S — 0,05; SiO2 — 0,03; СаО + MgO — 0,008 Zn — 0,1; Fe2O3-|- + A12O3—0,03; Ni — 0,005; Mn —0,01; As —0,005; P —0,002; S —0,05; CaO 4- + MgO —0,02 Сульфаты — 0,7; хлориды — 0,1; Fe — 0,1; Сульфаты — 0,7; х-лориды — 0,4; Fe — 0,1 He нормируются H2SO4 — 0,15; хло- риды — 0,002; Fe — 0,015; As —0,00005; Mn—0,00005; HNO3+ + HNO2 — 0,001; ро- даниды (иа CNS ) — 0,005; тяжелые ме- таллы (на Pb)—0,0005; фосфаты (на РО4 ~)— 0,02; нераств. ост. — 0,015; влага —1,0 Одновременное воздействие окиси углерода и хлора при высокой тем- пературе на као- лин или бокситы Нейтрализация кремнефтористо- водородной ки- слоты аммиаком или 25% -ной ам- миачной водой Окислительный обжиг молибде- нита, растворение трехокиси молиб- дена в аммиаке с последующей очисткой и упа- риванием раствора молибдата аммо- ния Улавливание цианистых соеди- нений из коксо- вого газа раство- ром многосерни- стого аммония и последующее выделение соли очисткой, выпа- риванием раствора и кристаллизацией Нейтрализация серной кислоты газообразным син- тетическим ам- миаком В черных стальных бидо- нах или бараба- нах (емкость до 150 л) В фанерных барабанах (ем- кость до 50 л) или в деревянных бочках (40—50 л), выложенных вну- три крафт-бумагой В двойных марлевых меш- ках, вложенных в фанерные ба- рабаны или дере- вянные ящики В деревянных ящиках или боч- ках, выложенных пергаментной бу- магой, или в меш- ках, покрытых лаком В многослой- ных битумиро- ванных бумаж- ных мешках, де- ревянных бочках (емкость 50— 275 л), а также в полихлорвиии- ловых или поли- этиленовых меш- ках В качестве ката- лизатора при син- тезе органических соединений, при крекинге и очистке нефти В качестве анти- септика для дре- весины Для получения чистой трехокиси молибдена—сырья для производства молибдена В производстве реактивов; для ап- претирования тка- ней В медицине и в химической про- мышленности
165
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
о с о с Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
84 Аммоний углекислый для пищевых целей Белые твер- дые куски и кристаллы с запахом ам- миака ост 10199—39 Смесь (NH4)2CO3, nh4hco3 и NH4COONH2 28—35 (на NH3)
15 Аммоний фтористый Белый по- рошок ЦМТУ 3437—53 nh4f F —56,0 NH4 —31,0
86 Аммоний хлористый технический (нашатырь) Белый кри- сталлический порошок ГОСТ 2210—51 Сорт I nh4ci 99,5
Сорт II NH4C1 99,0
ТУ МХП 4091—53 nh4ci 80
87 Барий азот- нокислый тех- нический Мелкие бе- лые или жел- товатые кри- сталлы ГОСТ 1713—53 Сорт I Сорт II Ba (NO3)2 Ba (NO3)2 99 98,5
* По требованию потребителей выпускается продукт с 0,5% влаги.
*'* Нормируется для продукта, отгружаемого предприятиям черной металлургии.
166
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка н хранение Основное, применение
Ост. от прокали- вания — 0,2 1. Насыщение аммиачной воды углекислым газом 2. Поглощение водой аммиачно- углекислой газо- вой смеси В стальных ба- рабанах (вес нетто 50 и 100 кгс), в короб- ках из белой жести (20 кгс), в деревянных бочках (25 и 50 кгс) В хлебопечении; в производстве ви- таминов, пищевых концентратов; в медицине
Сульфаты — 6,0; нераств. ост.—1,5; влага — 7,0 Нейтрализация фтористоводород- ной кислоты ам- миаком В деревянных бочках, выстлан- ных внутри пер- гаментом При разделении редких элементов; для получения дру- гих фтористых со- единений
NaCl — 0,05; кар- бонаты и бикарбо- наты (на NH4HCO3) —0,02; Fe — 0,003; тяжелые металлы осажд. H2S (Pb) — 0,0005; As — 0; влага *—1,0; нераств. ост. — 0,02 NaCl — 0,1; карбо- наты и бикарбонаты (на NH4HCO3)—0,04; Fe — 0,01; тяжелые металлы осажд. H2S (Pb) — 0,0025; As — 0,001; суль- фаты ** (на Na2SO4)~ 0,1; влага * — 1,5; не- раств. ост. — 0,05 NaCl — 4; влага—6 1. Выделение из фильтровой жидко- сти, получаемой при производстве соды из хлористого натрия аммиачным способом 2. Нейтрализа- ция хлористого водорода аммиа- ком при взаимо- действии их в про- цессе растворения в насыщенном растворе хлори- стого аммония В многослой- ных бумажных мешках (вес нетто 50 кгс), в деревянных ящиках (50— 100 кгс), в дере- вянных бочках (емкость 100,150 и 175 л). Для розничной про- дажи — в двой- ных бумажных пакетах (вес 0,25, 0,5 и 1,0 кгс) При пайке ме- таллов и нанесе- нии на них покры- тий; для изгото- вления гальвани- ческих элементов; в текстильной про- мышленности
ВаС12 — 0,1; суль- фаты (на SO3)—0,05; нераств. ост. — 0,25; влага — 0,5 ВаС12 — 0,3; суль- фаты (на SO3) — 0,1; нераств. ост. — 0,4; влага — 1,5 1. Разложение сернистого бария азотной кислотой 2. Обменное разложение хло- ристого или угле- кислого бария и нитратов В бумажных мешках, упако- ванных в дере- вянные бочки или в фанерные барабаны (ем- кость до 100 л) Для производ- ства взрывчатых веществ; в пиро- технике
167
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
О С Наименование Краткая Л4 Сорт, Основное вещество продукта
№ по продукта характеристика стандарта или ТУ марки* ровка формула содержание, %
88 Барий сер- нистый, плав Темно-серая порошкообраз- ная рыхлая масса ТУ мхп 346 BaS 60
89 90 Барий сер- нокислый ак- кумуляторный Барий сер- нокислый ДЛЯ баритовки бу- маги (блан- фикс) Сухой тонкодиспер- сный белый порошок. Со- держание ча- стиц диамет- ром 5 мк и выше — ие бо- лее 20 вес. %; 1 мк и ниже — 4-г-Ю вес. % Однородная белая паста ТУ МХП 119—55 ГОСТ 5694—51 BaSO4 BaSO4 98,5 (на прокал. в-во) 99 (на сух. в-во)
91 Барий сер- нокислый тех- нический Белый кри- сталлический порошок ТУ МХП 2370—51 * BaSO4 92 (на сух. в-во)
92 Барий угле- кислый, паста Белая паста ГОСТ 2149—50 Сорт 1 BaCO3 97,5
Белая или светло-серая паста ГОСТ 2149—50 Сорт II BaCO3 97,0
• Продукт, применяющийся прн производстве фотобумаги, не должен содержать веществ, восстанавливающих КМ11О4.
168
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом, или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
Fe —6,02; хлориды (на С1) — 0,05; CaSO4 —0,5; S1O2 — 0,5; тяжелые металлы (кроме РЬ) — следы; влага — 0,3; п. п. п. — 1,5 Водораств. суль- фаты (на SO*-)— 0,1; хлориды (на С1 ) — 0,05; Fe (на Fe2O3)— 0,01; вла- га — 30 Полуторные окислы — 0,7; Са (на СаО) —1,2; своб. к-ты — 0 Сульфаты (на SO^-)— 0,05; суль- фиды (на S2~)~p,0002; хлориды (на Cl )—0,1; Fe —0,005; Са —0,4; в-ва нераств. в НС1 — 0,2 (все на сух. в-во); влага — 50 Сульфаты (на, SOJ-) — 0,12; суль- фиды (на S2-)—4),05; хлориды (на С1 ) — 0,12; Fe —0,006; Са — 0,5; в-ва нераств. в НС1 — 0,4 (все на сух. в-во); влага — 50 Восстановление природного барита углем при высокой температуре 1. Осаждение солей бария из водных растворов серной кислотой или сернокислыми солями 2. В качестве побочного про- дукта при суль- фатной очистке соляных растворов То же Из сульфата натрия и отходов производства хло- ристого бария Карбонизация раствора серни- стого бария газа- ми известково- обжигательных печей В деревянных бочках (вес нетто 100—150 , кгс). Хранят в абсо- лютно сухом месте В деревянных бочках (емкость 100 л), выстлан- ных двумя слоя- ми крафт-целлю- лозной бумаги В заливных де- ревянных бочках (емкость до 50 л) В деревянных бочках или ящи- ках (емкость 100 л) В деревянных бочках (емкость 50—150 л) Для получения других соединений бария В производстве аккумуляторов Для производ- ства фотографиче- ской и крашеной бумаги *, различ- ных красок, изо- лирующих соста- вов В качестве на- полнителя при производстве кра- сок; для побелки помещений Для изготовле- ния карбюризато- ров; в керамиче- ской промышлен- ности; в производ- стве специальных сортов стекла и эмалей
169
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
| № по пор.! Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
93 Барий угле- кислый, поро- шок Белый или светло-серый порошок гост 2149—50 ВаСО3 97.0
94 Барий хло- ристый тех- нический Бесцветные кристаллы. Ядовит ГОСТ 742—41 Сорт А ВаС12- 2Н2О 95
Сорт Б ВаС12-2Н2О 94
95 Бисульфит натрия техни- ческий, вод- ный раствор Светло-жел- тая жидкость (допускается коричневатый оттенок). Ус- тойчив только в виде раство- ра ГОСТ 902—41 NaHSO3 22,5 (на SO2) у
96 Бисульфит натрия техни- ческий спе- циальный, вод- ный раствор То же ТУ МХП 2067—49 NaHSO3 22,5 (па SO2)
97 Бура пище- вая Мелкие од- нородные бе- лые кристал- лы, •измель- ченные до состояния пуд- ры. Остаток на сите с отверстиями 0,15 мм— 10 вес. %, 0,6 мм — 0 ГОСТ 8429—57 Na2B4O7 • • ЮН2О 51,5 (на Na2B4O7)
170
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
Сульфаты (иа SO2~)—0,4; сульфи- ды (на S2-)—0,05; хлориды (на С1 )— 0,12; Fe — 0,01 ;Са — 0,6; в-ва нераств. в НС1—0,9; влага—2 Карбонизация раствора серни- стого бария газа- ми известково- обжигательных печей В однослойных бумажных меш- ках, вложенных в деревянные бочки или бара- баны (емкость 50—100 л) Для изготовле- ния карбюризато- ров; в керамичес- кой промышленно- сти; в производстве специальных сор- тов стекла и эма- лей
Fe — 0,008; суль- фиды (на BaS) —> 1; прочие хлориды (на СаС12)— 0,5; влага — 4; нераств. ост. — 0,25 Fe—0,06; влага—4; нераств. ост. — 1 1. Обработка сернистого бария соляной кислотой 2. Восстановле- ние барита углем в присутствии хло- ристого кальция В деревянных бочках (емкость 75—150 л) или в стальных бара- банах (до 100 л) В керамической, полиграфической и фармацевтиче- ской промышлен- ности; для изгото- вления некоторых красок; для очист- ки воды и рассо- лов от сульфатов; в сельском хозяй- стве в качестве ядохимиката
Na2SO3 (на SO2)— 1,0; Fe (на FeO) — 0,02; SO2 (своб.) — 0 Поглощение сер- нистого ангидрида, содержащегося в отходящих газах сернокислотных контактных уста- новок, раствором соды В деревянных бочках (емкость 100—250 л) или в стеклянных бу- тылях (30 л) В пищевой про- мышленности в ка- честве консер- ванта; в кожевен- ной промышленно- сти; в текстильной при белении и кра- шении тканей
Na2SO3 (на SO2)— 1,0; Fe (на FeO)— 0,02; Cl —0,1; SO2 (своб.) — 0; нераств. ост. — 0,02 То же В бочках из нержавеющей стали (емкость 100—250 л) То же
Na2CO3 —0; Na2SO4 — 0,1; хло- риды (на Cl) — 0,005; тяжелые металлы осажд. H2S (на Pb)— 0,01; Fe—0,004; As — 0,001; нераств. ост. — 0 Перекристалли- зация технической буры В двух-, трех- и четырехслой- ных мешках (вес нетто 30—40 кге) В пищевой про- мышленности в ка- честве консерванта
171
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
| № по пор-1 Наименование продукта Краткая характеристика '№ стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
98 Бура техни- ческая Белый поро- шок, крупин- ки или кри- сталлы. Фрак- ционный состав не нор- мируется гост 8429—57 Na2B4O7 • • ЮН2О 49,5 (на ЭДЭзВфОу)
99 Гексамета- фосфат натрия Бесцветные или светло-зе- леные стекло- видные куски ТУ МХП 2583—53 (NaPO3)6 «Актив- но хлори- не
100 Г идросуль- фит натрия технический Белый с се- роватым от- тенком поро- шок ГОСТ 246-41 Сорт I Сорт II Na2S2O4 Na2S2O4 85 80
101 . Гипохлорит кальция, две- третиосионная соль Белый кри- сталлический порошок с легким запа- хом хлора ЦМТУ 4707—55 ДТС-ГК: сорт I сорт II ЗСа (С1О)2 - 2Са (ОН)2. • 2Н2О ЗСа(СЮ)2- -2Са(ОН)2- • 2Н2О Акт. С1—52 Акт. С1—47
102 Г ипохлорит кальция, дву- основная соль То же ЦМТУ 4707—55 дс-гк Са (С1О)2 • 2Са (ОН)2- •2Н2О Акт. С1—39
103 Гипохлорит натрия 1 Водный рас- твор, слабо окрашенный. При щелочно- сти меньше 2—3% быстро разлагается ТУ МХП 766—53 Марка I Марка II NaClO NaClO Акт. С1 — — 100-ь140 г/л Акт. С1 — 170 г/л
172
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
Na2CO3 —0,7; Na2SO4 —0,5; хло- риды, тяжелые ме- таллы осажд. H2S, Fe, As — не норм.; нераств. ост. — 0,7 ность» продукта стому барию — менее 70% А12Оз -|- F е2О3 0,15; Zn —0,5; Na2 S — 0,3; нераств. ост. — 0,5 Не нормируются Общ. С1 — не бо- лее 0,5 от содержа- ния акт. С14~8°/о; влага — 2 Общ. С1 — не бо- лее 0,5 от содержа- ния акт. С1 5%; влага — 2 NaOH — 100-j-140 г/л; Fe — 0,1 г/л NaOH — 20 г/л; Fe — 0,075 г/л Взаимодействие борной кислоты и соды в кипящем растворе Обезвоживание и плавление моно- натрий фосфата и быстрое охлажде- ние расплава Восстановленйе сернистой кислоты цинковой пылью и взаимодействие полученного рас- твора с раствором соды Хлорирование суспензии дву- основного гипо- хлорита кальция Хлорирование известкового мо- лока при 35—40° С 1. Хлорирова- ние водного рас- твора едкого натра 2. Обработка хлорной извести раствором соды или сульфата нат- рия В деревянных бочках (вес нетто 100 кгс) или в мешках (60 кгс), в бумажных па- кетах В фанерных ящиках, выло- женных перга- ментом (вес нет- то 45—50 кгс). Хранят в сухом месте В стальных ба- рабанах (емкость 25 и 50 л). Хра- нят в сухом месте В оцинкован- ных барабанах (емкость 25, 33 и 50 л), покрытых изнутри слоем олифы; кроме то- го, продукт II сорта — в бара- банах из кровель- ного железа (26— 32 л), покрытых изнутри и сна- ружи лаком То же В сталйной гуммированной таре В производстве специальных сор- тов стекла, эмалей, глазури; при пайке и сварке металлов; в кожевенной, мы- ловаренной про- мышленности, при шелкопрядений Для смягчения воды, питающей паровые котлы; в текстильной про- мышленности В текстильной промышленности; для обесцвечива- ния сахара Для отбелки тка- ней и целлюлозы; в качестве энер- гичного окисли- теля в химических производствах То же В качестве оки- слителя в цветной металлургии; в тек- стильной промыш- ленности для от- белки тканей; при производстве ани- линовых красите- лей
173
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
| № по пор.| Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание. %
104 Г линозем Белый кри- сталлический порошок гост 6912—64 гоо го А12О3 А12О3 98,4 98,3
Г1 А12О3 98,3
Г2 А12О3 97,9
ГЗ А12О3 97,3
Г4 А12О3 94,2
105 Г линозем сернокислый (неочищенный) Белые с зе- леноватым от- тенком плот- ные куски мелкокристал- лического строения ГОСТ 5155—49 А12 * (SO4)3 • . 18Н2О 9 (на А12О3)
1С6 Г линозем сернокислый технический (очищенный) То же ОСТ 18180—40 Экстра А12 (SO4)3 • •18Н2О 14 (на А12О3)
Сорт А ai2 (SO4)3 - 18Н2О 13,5 (на А12О3)
Сорт В ai2 (SO4)3 • •18Н2О 13,5 (на AI2O3)
Сорт С ai2(so4)3. • 18Н2О 13,5 (на А12О3)
* В случае применения для очистки воды содержание As2O3 не должно превышать 0.003
вес. %.
174
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
П родолэкение
Предельные количества главных- примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
S1O2—0,06; Fe2O3— 0,06; Na2O —0,5 SiO2—0,08; Fe2O3— 0,03; Na2O -0,6, SiO2——0,15; Fe2O3— 0,04; Na2O — 0,6 S1O2—0,25; Fe2O3— 0,05; Na2O — 0,6 SiO2—4),4; Fe2O3— 0,06; Na2O — 0,7 SiO2—2,0; Fe2O3— 1,0; Na2O —0,8 s 1. Выщелачива- ние из бокситов щелочью 2. Спекание бок- ситов с содой или известняком В многослой- ных бумажных мешках. Хранят в сухом месте. Перевозят в ж.-д. вагонах, допу- скается отгрузка в вагонах-цистер- нах Сорта Г00, ГО, Г1, Г2 и ГЗ —для по- лучения алюминия; Г2 и ГЗ — для по- лучения абразив- ных материалов; Г4 — для изгото- вления высокока- чественных огне- упоров. Все сор- та — для изгото- вления чистых алюминиевых со- лей, электрокорун- да высокой чисто- ты
H2SO4 (своб.) — 2; Fe (на Fe2O3) — 0,8; As2O3 — 0,003; не- раств. ост. — 23 Обработка гли- ны, каолина или нефелина серной кислотой Навалом в кры- тых ж.-д. вагонах В качестве коа- гулянта для очи- стки воды
H2SO4 (своб.)—0,1; Fe (на Fe2O3) — 0,35; FeO — не норм.; As2O3 — не норм. *; нераств. ост. — 0,8 H2SO4 (своб.)—0,1; Fe (на Fe2O3)—0,7; FeO — не норм.; As2O3 — не норм. *; нераств. ост. — 1,0 H2SO4 (своб.)—-0,1; Fe (на Fe2O3) — 1,2; FeO— не норм.; As2O3 — не норм. *; нераств. ост.— 1,0 H2SO4 (своб.)—0,1; Fe (на FcjO3)— 1,5, в том числе FeO — 0,5; As2O3 — 0,003; нераств. ост.— 1,0 То же То же Сорта экстра, А и С— в бумаж- ной промышлен- ности; сорт В—для очистки воды *. Все сорта — в качестве протрав при кра- шении тканей, при дублении кожи; для консервиро- вания дерева
175
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
№ по пор.| Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
107 Двуокись марганца, па- ста Черная влажная паста ту МХП 1218-47 МпО2 87 (на сух. в-во)
108 Двуокись марганца, поро- шок Черный по- рошок ТУ МХП 787—41 МпО2 90 (на сух. в-во)
109 Диаммоний- фосфат тех- нический Белые, свет- ло-серые или желтоватые кристаллы ГОСТ 8515—57 Марка А Марка Б (NH4)2HPO4 (NH4)2HPO4 50,5 (на Г,О,) 22.. (на NH3) 48,5 (на Р2О6) 21,5 (на NHS) 95 90
ПО Дициандиа- мид техниче- ский Белые или светло-серые мелкие кри- сталлы ГОСТ 6988—54 Сорт I Сорт 11 (H2CN2)2 (H2CN2)2
111 112 Железо бро- мистое Железо хлорное без- водное Темно-бурая с красноватым оттенком кри- сталлическая масса Коричнева- то-Верные кри- сталлы. Сильно гигроскопичны ГОСТ 9814—61 ТУ МХП 2113—49 «РеЕ ra-mFeBrs-xH2O FeCl3 49 (на Вг) 95
113 Закись ни- келя Желто-зеле- ный порошок ВТУ ГНК 11—5—56 NiO 76,0 (Nl-f-Co)
176
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ % Промышленные, методы получения Перевозка и хранение Основное применение
Своб. к-та (на Электролиз ра- В деревянных В качестве депо-
H2SO4)—2; влага—62 створов двухва- лентных солей марганца бочках с герме- тичными крыш- ками ляризаторов в галь- ванических эле- ментах; для промы- шленных противо- газов; в качестве окислителя; в сте- кольной промыш- ленности
МпО — 4,8; Fe (иа Fe2O3) — 0,15; связ. H,SO4 [на (NH4)2SO4] —1,65; H2SO4 (своб.)—0,02; Си — 0,001 То же То же То же
Влага — 6 Влага — 8 Нейтрализация аммиаком фосфор- ной кислоты (для марки А — терми- ческой, для мар- ки Б — экстрак- ционной) В битумирован- ных бумажных мешках (вес 40 кге) Для огнестойкой пропитки дере- вянных конструк- ций; при произ- водстве дрожжей, спичек
Влага — 1; зола — 1. Обработка В деревянных Для произвол-
0,75: непаств. в-ва: цианамида каль- бочках (емкость ства меламина,
в Н2О — 0,6, в 5 % -ной НС1 — 0,2 Влага — 1; зола — 1,5: нераств. в-ва: в Н2О— 1,3,' в 5 %-ной НС1 —0,4 ция горячей во- дой 2. Нагревание пульпы цианами- да кальция с во- дой цо 25° С и об- работка пульпы двуокисью угле- 275 л) гуанидина и его солей, огнезащит- ных тканей, 'меди- цинских препара- тов, клея; для за- калки инструмен- тов
С1 — 5 (от содер- рода Поглощение В барабанах из Для получения
жания Вг) брома из газовых смесёй железны- *ми стружками кровельной стали (вес 100—120 кге) брома или его соединений
FeCl2 — 3 Хлорирование железа при 600— 700° С В фосфатиро- ванных стальных герметических барабанах (ем- кость 100 л) В качестве коа- гулянта
Fe —0,5; Со —0,6; Прокаливание В бумажных В производстве
Си —0,5; S —0,025; осажденного гид- мешках, уклады- специальных ста-
AI2O3 + SiOs -р рата закиси нике- ваемых в дере- лей; при изгото-
+ СаО —1,5 ля. азотнокислого никеля или угле- кислого никеля вянные ящики (вес до 60 кге) влении эмалиро- ванной посуды
177
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
О с о Е Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
114 Закись ни- келя для ра- диодеталей Зеленый, се- ровато-зеле- ный или серый порошок ТУ МХП У-399—55 Для кера- миковых радиоде- талей Для фер- ритовых радио- деталей N1O NIO 77,79 76,5—77,5
115 Известь хлорная (бе- лильная) Белый по- рошок. Весьма гигроско- пичен. Теряет хлор при хра- нении гост 1692—58 Марка А Марка Б Марка В Смесь Са (С1О)2, СаС12 и др. То же » » Акт. С1-35.0 Акт. Cl-35,0 Акт. С1 —32,0
116 Известь хлорная (бе- лильная) для широкого по- требления То же ТУ МХП ОШ-56—46 Сорт I Сорт 11 » » » » Акт. С1 —25 Акт. С1 —15
117 Кадмий сер- нистый Аморфный порошок от лимонно-жел- того до оран- жевого цвета гост 2352—43 Сорт 1 Сорт II CdS CdS 97 95
118 Кадмий сер- нокислый Белые кри- сталлы ЦМТУ 2011—47 Сорт А Сорт Б 3CdSO4 - 8Н2О 3CdSO4 8Н2О 98,4 Не норми- руется
178
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом илн ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
Fe —0,35; Na2O —0,1 Разность между общ. и акт. С1 — 2; влага — 2 Разность между общ. и акт. С1 — 2; влага: для длитель- ного хранения — 10, для текущего потре- бления — не норм. Разность между общ. и акт. С1 — 2; влага — не норм. | Не нормируются S (своб.)—1,5; Fe — 0,07; влага — 2 S (своб.) — 2; Fe — 0,5; влага—2 Си —0,002; РЬ — 0,002; Fe —0,01; As—0,002; Zn—0,1; Cl —0,02 Си — 0,05, Pb — 0,01; Fe —0,07; As — 0,02;'Zn — 0,1; Cl — 0,4 Прокаливание осажденного гид- рата закиси нике- ля, азотнокислого никеля или угле- кислого никеля Хлорирование гашеной извести (пушонки) газо- образным осушен- ным хлором То же 1. Сплавление кадмия или его окиси с серой 2. Нагревание солей кадмия с безводным гипо- сульфитом натрия 1. Из кадмий- содержащих отхо- 'дов при взаимо- действии окиси кадмия с серно- кислым цинком 2. Действие сер- ной кислоты на металлический кадмий или его окись В стеклянных банках; допу- скается в мешках из бязи, упако- ванных в дере- вянные ЯЩИКИ В деревянных бочках (емкость 50, 100 и 275 л). Хранят в стан- дартной упа- ковке, в закры- тых, затемненных и хорошо венти- лируемых скла- дах при темпе- ратуре не выше 25° С В двухслойных гудронированных бумажных паке- тах, помещаемых в деревянные ящики или в кар- тонные коробки (вес 0,5 и 2 кгс) В деревянных ящиках или боч- ках (вес нетто 10—20 кгс) В деревянных ящиках (вес 50 кгс) Для изготовле- ния радиодеталей В текстильной и бумажной про- мышленности (для отбелки); в хими- ческой промыш- ленности; в каче- стве дегазацион- ного и дезинфици- рующего средства В качестве де- зинфицирующего средства В качестве жел- той краски разных оттенков Для производ- ства кадмиевых пигментов и элек- тролитического кадмирования ме- таллов
179
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
—т- о с Наименование Краткая № Сорт, Основное вещество продукта
1 № по продукта характеристика или ТУ марки- ровка формула содержание, %
119 Кадмий углекислый Белый по- рошок или комкн ЦМТУ 973—41 CdCO3 Не норми- руется
120 Калий же- лезистосине- родистый тех- нический (жел- тое сннькали, соль желтая кровяная) Прозрачные оранжево-жел- тые кристаллы ГОСТ 6816—54 Сорт I Сорт И К4 [Fe (CN)e|- •ЗН2О К4 |Fe (CN)e|- •ЗН2О 97 96
121 Калий мар- ганцовокис- лый техниче- ский (перман- ганат калия) Темно-фи- олетовые, поч- ти черные кри- сталлы с сине- стальным блес- ком ГОСТ 5777—51 Сорт I Сорт II КМпО4 КМпО4 96 92
122 Калнй сер- нокислый тех- нический Светло-ко- ричневый мел- кокристалли- ческий поро- шок СТУ 78 49—62 K2SO, 52,0 (на К2О)
123 Калий циа- нистый тех- нический Белые кри- сталлы с ко- ричневым или серым оттен- ком? Ядовит ГОСТ 8465—57 Сорт I Сорт II KCN KCN 95,0 90,0
124 Кальций хлористый безводный Мелкий бе- лый порошок. Весьма гигро- скопичен ВТУ мхп 2096—50 СаС12 92
180
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества
главных примесей,
допускаемые стандартом
или ТУ. %
Промышленные
методы получения
Перевозка
и хранение
Основное применение
Тяжелые ме-
таллы— 0,05; Fe —
0,5; SiO2 —0,05;
Са —0,5
Хлориды (на
NaCl)—1,3; циани-
ды— следы; нераств.
в-ва: в Н2О — 0,02,
в НС1 —0,015
Хлориды
(на NaCl) — 2; циа-
ниды (на NaCN) —
0,005; нераств. в-ва:
в Н2О —0,1,
в НС1 —0,08
МпО2 — 2,5; суль-
фаты (на ЭОд-) —
0,4
МпО2—3,0; суль-
фаты (на SO*-)—
0,8
КС1+К2СОз—5,5;
нераств. ост. — 0,5
(на сух. в-во);
влага — 8
К2СО3 —2,5;
КОН—1,0; S—0,003;
влага — 3,0
К2СО3 —4,0;
КОН —1,0; S —0,003;
влага — 3,0
Сульфаты (на
SO*-) — 0,06; Fe —
0,004; влага — 8,0;
щелочные металлы-f-
4-Mg —0,15
Из цианплава,
а также из отра-
ботанной газоочи-
стительной мас-
сы, при промывке
коксовых газов ра-
створом поташа
в присутствии уг-
лекислого железа
Сплавление тон-
коразмолотого пи-
ролюзита с едким
кали при окисле-
нии воздухом и
перевод образую-
щегося манганата
в перманганат эле-
ктрохимическим
окислением
1. Из техниче-
ского хлористого
калия и техниче-
ской серной кис-
лоты или суль-
фата магния
2. При прокали-
вании лангбейни-
та с углем
Сплавление цн-
анамндакальция с
углем и хлори-
стым или углеки-
слым калием
Обработка из-
вестняка соляной
кислотой с после-
дующей очисткой
и сушкой
В деревянных
бочках (вес нетто
75 кгс) или в
стеклянных бан-
ках (емкость 3—
5 л)
В бочках, вы-
ложенных водо-
непроницаемой -
(парафинирован-
ной или гудрони-
рованной) бума-
гой. Вес нетто
120 кгс, а при
повагонной от-
грузке для пере-
валок —до 300 кгс
В стальных ба-
рабанах (вес
60 кгс) и банках
(вес 25 кгс)
Навалом или
в сухотарных боч-
ках (емкость
100 л)
В герметичных
стальных бара-
банах (вес до
100 кгс) или в
герметичных
стальных банках
(до 10 кгс)
В герметиче-
ских оцинкован-
ных стальных
барабанах (ем-
кость 100 л)
Для изготовле-
ния красок
В качестве про-
травы при краше-
нии тканей; для:
изготовления циа-
нистого калия,
железосинероди-
стого калия, желе-
зосинеродистого
железа
Как сильный
окислитель; для
беления тканей,,
жиров, масел; в
химической про-
мышленности; в.
медицине
В производстве,
стекла, квасцов и'
других солей; в ка-
честве удобрения
Для извлечения-
золота и серебра
из руд; при галь-
ванопластическом
золочении и сереб-
рении; в органи-
ческом синтезе
Для обезвожива-
ния спирта, эфира
.и других органи-
ческих жидкостей
и высушивания
газов
181
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
№ по пор- Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
125 Кальций хлористый технический жидкий Синевато- зеленая жид- кость гост 450—58 Сорт 1 СаС12 38
Сорт II СаС12 32
.126 Кальций хлористый технический обезвоженный Пористые кусочки. Весь- ма гигроско- пичен ГОСТ 450—58 Сорт I СаС12 95
Сорт II СаС12 85
127 Кальций хлористый технический плавленый Твердый продукт. Ги- гроскопичен ГОСТ 450—58 Сорт I Смесь СаС12 • 2Н2О и СаС12- 4Н2О 67
Сорт 11 То же 67
128 Карбид каль- ция Твердое кри- сталлическое вещество. Бур- но разлагается водой с выде- лением ацети- лена ГОСТ 1460—56 Сорт I Сорт II СаС2 СаС2 255—285 л С2Н2 из 1 кг СаС2* 235—265 л С2Н2 из 1 кг СаС2*
129 Квасцы алю- мокалиевые Бесцветное кристалличе- ское вещество ост 18869—40 Сорт 1 Сорт II KAI (SO4)2 • • 12Н2О KAI (SO4)2- • 12Н2О 10,5 (на A-laOg) 10,2 (на AI2O3)
* Объем ацетилена, выделяющегося из 1 кг карбида кальция, зависит от размера кусков
последнего.
182
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
Fe—0,01; КСЮ-0; хлориды (на NaCl)— 3,0; сульфаты и MgCI2— не норм.; нераств. ост. — 0,03 КСЮ—1,2; хло- риды (на NaCl) — 3,0; MgCI2, сульфаты и Fe — не норм.; не- раств. ост. — 0,2 1. В качестве побочного продук- та производства бертолетовой соли и соды 2. Обработка известняка соля- ной кислотой В цистернах, стальных бочках и стеклянных бутылях Для производ- ства хлористого бария и других химических про- дуктов
MgCl2 — 0,6; суль- фаты (на SO^-) —- 0,06; Fe —0,004; КСЮ — 0; нераств. ост. — 0,2 КСЮ —0; MgCI2, сульфаты, Fe, не- раств. ост.—не норм. Прокаливание плавленого хло- ристого кальция при 400° С В герметиче- ских стальных барабанах (ем- кость 100 л) Для обезвожи- вания органиче- ских жидкостей и высушивания га- зов
MgCl2 —0,3; Fe — 0,02; КСЮ —0; хло- риды (на NaCl) — 2,0; сульфаты—не норм.; нераств. ост. — 0,2 Fe —0,05; КСЮ — 2,7; MgCI2, сульфаты, хлориды — не норм.; нераств. ост. — 0,5 1. Выпаривание жидкогЪ хлори- стого кальция 2. Из отходов производства маг- ния В стальных ба- рабанах (вес нет- то 50—300 кгс). Хоанят в герме- тической таре Для получения охладительных смесей; для про- изводства метал- лического кальция; в кожевенной про- мышленности
Взаимодействие обожженной из- вести с коксом или антрацитом при высокой тем- пературе в элек- трических печах В герметиче- ских стальных барабанах (вес нетто 50— 130 кгс), в герме- тических жестя- ных банках (вес до 50 кгс) Для получения ацетилена; для производства циан- амида кальция
Fe (на Fe2O3) — 0,002; нераств. ост. — 0,04 Fe (на Fe2O3)— 0,15; нераств. ост.— 0,2 ’ 1. Кристаллиза- ция из концентри- рованного рас- твора сульфата алюминия, к ко- торому добавляют сульфат калия 2. Из нефелина и серной кислоты В деревянных бочках (вес нетто до 300 кгс) В качестве про- травы при краше- нии тканей; в бу- мажной промыш- ленности; при ду- блении кож; в фо- тографии
183
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
М по пор.1 Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное про/ формула вещество 1укта содержание, %
130 131 132 133 134 Коагулянт железный Коагулянт нефелиновый Кобальт сернокислый технический Кобальт хлористый Корунды синтетические: лейкосапфир рубин-2 рубин-10 цветной Куски разно- образной фор- мы То же Розовый кристалличе- ский порошок Кристалли- ческий про- дукт от розо- вого до тем- но-вишиевого цвета Монокри- сталлы окиси алюминия. Лейкосапфиры бесцветны или слегка окраше- ны присадка- ми, рубины окрашены в красный цвет различной ин- тенсивности ВТУ МХП 3876—53 ТУ МХП 1615—52 ТУ МХП 1178—44 ТУ МХП 1278—45 ГОСТ 9618—61 ГОСТ 9618—61 ГОСТ 9618—61 ТУ АЦ 99—55 СТУ 12— 10184—62 Сорт высший Сорт I Сорт II Сорт III Сорт I Сорт II Сорт III Сорт I Сорт II Сорт III Сорт I Сорт II Сорт III Fe2 (SO4)3 Alj (SO4)3 • • 18Н2О CoSO4 CoCl2 • 6H2O A12O3 Внешний вид: полубули » полубули и куски то же полубули полубули и куски то же полубули полубули и куски то же полубули полубули и куски то же 20 (на Fe2O3) 10,0 (на А12О3) 90 24 (на Со) Диаметр середины полубули, ММ'. 24,0 20,0 17,0 15,0 20,0 16,0 14,0 18,0 16,0 15,0 16,0 14,0 12,0 *
184
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжения
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
Закисные соли Fe (на FeO) — 1,5; H2SO4 (своб.) —0,7 Окислы Fe—1, в том числе FeO — 0,5;H2SO4 (своб.)—1; нераств. ост. — 25 Обработка кол- чеданного огарка серной кислотой Обработка не- фелинового кон- центрата серной кислотой Навалом в кры- тых ж.-д. вагонах или автомашинах То же Для очистки во- ды То же
Влага — 0,5 Взаимодействие гидроокиси ко- бальта с серной кислотой при на- гревании В деревянных ящиках или в 4-слойных бу- мажных мешках Для изготовле- ния кобальтовых красок, сиккати- вов; для кобальти- рования металлов
Fe —0,025; Мп — 0,02; Ni —0,3; Са — 0,025; F — 0,1; суль- фаты (на SO,-)—0,06 Растворение окиси кобальта в соляной кислоте В деревянных бочках или ящи- ках Для изготовле- ния красок
Путем плавки в электропечах смеси боксита с коксом или антра- цитом и желез- ными опилками получают электро- корунд, из кото- рого сплавлением с присадками по- лучают синтети- ческий корунд и различные рубины Полубули и куски, заверну- тые каждый в отдельности в бу- магу, уклады- вают в деревян- ные ящики (вес до 5 кге) или картонные ко- робки (до 3 кге) плотными рядами с прокладкой ва- ты или лигнина. Упаковка в один ящик или ко- робку корунда разных сортов не допускается. Для перевозки ящики или коробки с корундом упа- ковывают в боль- шие деревянные ящики (вес нетто до 60 кге) В часовой и при- боростроительной промышленности; для изготовления граненых ювелир- ных камней
185
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
№ по пор.1 Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
135 Кремний четыреххлори- стый техниче- ский Прозрачная бесцветная или желтова- тая жидкость. Легко гидро- лизуется; во влажном воз- духе дымит гост 8767—58 S1CI, 97,5
136 Криолит, порошок Кристалли- ческий поро- шок ЦМТУ 952—41 К1 Na3AlF6 F —53 Al —13 Na —31
К2 Na3AlF6 F —51,5 Al — 12,5 Na —32
137 Криолит флотационный То же АТУ 101—47 NasAlF6 F —38
138 Крокус тер- мический спе- циальный Мелкий ко- ричневый по- рошок. Оста- ток на сите с отверстиями 0,15 мм— не более 5% ТУ МХП 2674—51 Fe2Os 75,0
<39 Купорос же- лезный тех- нический Зеленые с синеватым от- тенком кри- сталлы ГОСТ 6981—54 Марка А Марка Б FeSO,-7H2O FeSO4-7H2O 53,0 (на FeSO,) 47,0 (на FeSO,)
V
186
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % 1 Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
Fe — 0,001 Хлорирование металлического кремния и ферро- силиция В стальных цистернах, снаб- женных сифона- ми и защитными зонтами против прямых солнеч- ных лучей, в стальных бочках (емкость 100 л) При синтезе кремнийорганиче- ских соединений; для создания (со- вместно с аммиа- ком) дымовых за- вес
SiO2+Fe2O3—0,45; сульфаты (на SO42")— 1,5; вла- га —1,0 SiO2-(-Fe2O3—0,6; сульфаты (на SO^“)—1,5; вла- га —1,5 1. Взаимодей- ствие гидроокиси алюминия с пла- виковой кислотой и нейтрализация кислого раствора содой 2. В качестве отхода производ- ства фтористых солей В бочках, в джутовых меш- ках, выложенных бумагой, или в бумажных меш- ках Для получения алюминия в крио- лито-глиноземных ваннах; в стеколь- ной и эмалевой пром ышленности
С—1,8; SiO2—0,5; Fe2O3—0,9; влага—4 При Флотации угольной пены электролизных ванн То же То же
Влага — 1,0 Из жидкого шлама — отхода, образующегося пои восстановле- нии нитросульфо- кислот нафталина В стальных ба- рабанах (емкость 25—50 л) или фа- нерных (50— 75 л), внутрь ко- торых вклады- ваются бумаж- ные мешки В качестве по- лировочного мате- риала
H2SO4 — 0,25; не- раств. ост. — 0,4 H2SO4 —1,0; не- раств. ост.—1,0 1. Растворение в серной кислоте железного лома и кристаллизация соли 2. Кристаллиза- ция из травильных растворов, обра- зующихся при об- работке серной кислотой желез- ных изделий с целью удаления окалины В деревянных бочках или ящи- ках (вес нетто до 120 кгс) 1 В качестве про- травы для тканей; в сельском хозяй- стве как гербицид; для приготовления берлинской лазу- ри, чернил
187
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
№ по пор.1 Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
140 Купорос медный Синие кри- сталлы. Ядовит гост 2142—58 Сорт I CuSO4- •5Н2О 98,0
Сорт 11 CuSO4 •5Н2О 94,0
Я41 Купорос ЦИНКОВЫЙ Бесцветные , кристаллы ГОСТ 8723—58 Сорт I ZnSO4- • 7Н2О 22,5 (на Zn)
Сорт II ZnSO4 • •7Н2О 21,8 (на Zn)
ЦМТУ 4524—54 Для обо- гатитель- ных фабрик ZnSO4 • • 7Н2О 96,5
ТУ ММП РСФСР 943—54 ММП ZnSO4 • • 7Н2О 95
ТУ МАП 48 Чистый ZnSO4- - 7Н2О 98
П42 Литий водо- родистый Бесцветные кристаллы; при хранении на свету при- обретают го- лубую окраску ПМТУ 3106—52 LiH (
Г 88
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
Fe—0,06; H2SO4 — 0,25; As — 0,015; не- раств. ост. — 0,1 Fe—0,4; H2SO4 — 0,25; As — 0,015; не- раств. ост. — 0,45 i Соли Fe (на FeO)—0,02; H2SO4— 0,05; нераств. ост. — 0,04 Соли Fe (на FeO) — 0,10; H2SO4— 0,1; нераств. ост.— 0,3 Соли Fe (на FeO) —0,5; H2SO4—0,3; нераств. ост.—1,0; хлориды (на С1 ) — 1,0; Си — 0,05; Мп — 0,6 Соли Fe (на FeO)—0,15; H2SO4— 0,5; соединения Си и РЬ — 0,1; нераств. ост. — 0,15 Соли Fe (на FeO) — 0,04; H2SO, — 0,01; не- раств. ост. — 0,02 Обработка мед- ного лома и раз- личных медьсо- держащих отхо- дов серной кисло- той и кристалли- зация Действие раз- бавленной серной кислоты на отхо- ды цветной метал- лургии, содержа- щие окись цинка и металлический цинк Непосредствен- ное гидрирование расплавленного 'ЧИСТОГО лития чи- стым водородом В деревянных бочках, ящиках или фанерных барабанах (вес нетто 50— 150 кгс) В деревянных бочках, фанер- ных барабанах и бумажных меш- ках В сельском хо- зяйстве как фун- гицид; при изгото- влении медно-мы- шьяковых ядохи- микатов; для про- изводства мине- ральных красок и различных соеди- нений меди; в тек- стильной промы- шленности; в ма- лярном деле. Кро- ме того, I сорт — для гальваниче- ских элементов В текстильной промышленности; в гальванотехни- ке; для консерви- рования. дерева; для получения ли- топона и соедине- ний цинка В качестве ис- точника простого и быстрого полу- чения водорода (для заполнения аэростатов, спаса- тельного морского снаряжения и пр.)
189
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
о с о с Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
143 Литий угле- кислый тех- нический Белый или сероватый по-. рошок МПТУ 2277—49 1Л2СО3 65,0
144 Литий хло- ристый Бесцветный кристалличе- ский порошок. Весьма гигро- скопичен МПТУ 3043—61 L1C1 Н2О 64 (на L1C1)
145 Магнезия ньювель Белый поро- шок х ТУ МХП 1688—47 MgCO3 асбест 32 (на MgO) 14—19
146 Магнезия углекислая (белая) Белый тон- кий порошок ТУ МХП 3213—53 MgCO3 50 (на MgO)
147 Магний хло- ристый техни- ческий Белая с жел- товатым илн серым оттен- ком масса ГОСТ 7759—55 MgCl2. • 6Н2О 45 (на MgCl2)
148 Мажеф Серый кри- сталлический пфрошок ГОСТ 6193—52 Мп (Н2РО4)2- -2Н2О 46—52 (на Р2О5); 14 (на Мп)
149 Марганец сернокислый, водный рас- твор Бесцветная или розоватая жидкость ТУ нкхп- 1254—45 MnSO4 300 г/л
190
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
Сульфаты (на SO<_)— 1,5; хлори- ды —1,0; полуторные окислы—0,5 Fe — 0,005; Са — 0,03; А1—0,05; суль- фаты— 0,1; SiO2 — 0,05; фосфаты—0,005; тяжелые металлы — 0,002 СаО — 0,2; вла- га— 10 ч-15 СаО —0,5; FejOg-j- -}-А12О3 — 0,3; суль- фаты (на SO,-)—0,3; Cl —0,01; влага—2,5 NaCl—2,0; MgSO,— 1,6; СаО — 0,2; не- раств. ост. — 0,1 Fe — 0,Зч-3; суль- фаты (на SO3) — 0,07; СаО — 0,06; нераств. ост. — 6; влага — 19 H2SO4 —0 Действие пота- ша или соды на раствор техниче- ского сульфата ли- тия вблизи точки кипения Взаимодействие углекислого лития или едкого лития с соляной кисло- той Смешение угле- кислой магнезии с тщательно рас- пушенным асбе- стом не ниже III сорта Осаждение со- дой из растворов сернокислого или хлористого магния I. Из морской воды, рапы озер и лиманов 2. Выпаривание отходящих карнал- литовых щело- ков Из фосфорной кислоты и пиро- люзита, предвари- тельно восстанов- ленного коксом Отход в произ- водстве активиро- ванного пиролю- зита В фанерных ба- рабанах, в дере- вянных ящиках или бочках; в мно- гослойных бу- мажных мешках (вес нетто 50 кгс) В мешках из пластиката, укла- дываемых в стальные бара- баны (вес нетто 25 кгс) В бумажных' мешках (вес нет- то 10 кгс) В стальных или фанерных бара- банах (емкость 100—120 л) В стальных гер- метических бара- банах, покрытых лаком (вес нетто 300 кгс) В деревянных ящиках (вес нет- то 80 кгс) В стальных бочках Для получения других солей ли- тия и едкого ли- тия; в пиротехни- ке; в керамической и стекольной про- мышленности В качестве ком- понента флюса при сварке алюминие- вых сплавов; для получения метал- лического лития; при кондициони- ровании воздуха Для теплоизоля- ции паропроводов и аппаратов В качестве на- полнителя и уси- лителя в резино- вых смесях; для высококачествен- ной теплоизоля- ции; в производ- стве специальных стекол; в медицине Для получения металлического магния, магнези- ального цемента и различных строй- материалов Для фосфатиро- вания металличе- ских изделий с целью предохране- ния от атмосфер- ной коррозии Для получения двуокиси марганца
191
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
О с о сз Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
150 151 Медь одно- хлористая очищенная Медь уксус- нокислая очи- щенная Белый с се- ровато-зеле- ным оттенком кристалличе- ский порошок Сине-зеле- ные кристаллы ТУ МХП 1096—44 ТУ МХП 2428—50 Си2С12 Си(СН3СОО)2 90 92,0
152 Мел хими- чески оса- жденный Белый ми- крокристал- лический по- рошок ГОСТ 8253—56 Марка А Марка Б СаСО3 СаСОз 98,0 97,4
Марка В СаСО8 96,0
153 Молибдат кальция тех- нический Порошок со спекшимися комками ЦМТУ 2057—48 МДК-1 МДК-2 СаМоО, СаМоО4 44 (на Мо) 22 (на Са) 40 (на Мо) 24 (на Са)
154 Моноаммо- нийфосфат Белый кристалличе- ский порошок ТУ МХП 2042-49 NH4H2PO4 60 (на Р2О5) 15 (на NH3)
155 Мышьяк бе- лый стекло- видный (опти- ческий) Бесцветная или молочно- бёлая стекло- видная аморф- ная масса. Ядовит ГОСТ 1973—43 ASjOg 99,5
156 ' Мышьяк бе- лый техниче- ский Серый кристалличе- ский порошок. Ядовит ГОСТ 1973-43 Сорт 1 Сорт II ASjOg AS2O3 95 90
192
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
Щелочные и ще- лочноземельные ме- таллы—0,5; As—0,01 Сульфаты — 0,06 СаО — 0,03; полу- торные окислы—0,5; в-ва нераств. в НС1— 0,15 СаО — 0,03; по- луторные окислы — 0,9; в-ва нераств. в HCI—0,2 СаО—0,05; полу- торные окислы — 1,5; ' в-ва нераств. в НС1—0,8 Р —0,1; S —0,2 Р —0,2; S —0,3 Fe —0,15; Н2О —8 Нелет. ост. — 0,5 Влага — 5 Влага— 10 Пропускание сернистого газа в смесь насыщен- ных растворов медного купороса и поваренной соли Взаимодействие соды и медного купороса; полу- ченную основную углекислую медь обрабатывают ук- сусной кислотой Карбонизация известкового мо- лока двуокисью углерода с отстаи- ванием, фильтра- цией и сушкой продукта Окислительный обжиг молибде- нита и обжиг окис- ленного концен- трата трехокиси молибдена в при- сутствии извести Нейтрализация фосфорной кисло- ты аммиаком Окислительный обжиг мышьяко- вых руд То же В стеклянных бутылях с при- тертыми проб- ками (вес нетто 1—50 кге) В деревянных бочках или фа- нерных бараба- нах (вес 50— 100 кге) В льно-джуто- кенафных меш- ках или 3- и 4- слойных бумаж- ных мешках (вес до 40 кге) В стальных герметичных ба- рабанах или в двойных меш- ках весом 10 и 15 кге (в пере- счете на молиб- ден) В фанерных барабанах или мешках из проч- ной бумаги (вес 50 кге) В стальных ба- рабанах (вес до 100 кге), которые помещают в де- ревянные бочки или фанерные барабаны То же Для очистки аце- тилена; в органи- ческом синтезе, в газовом анализе Для производ- ства красок и ядо- химикатов В парфюмерно- косметической, ка- бельной, резино- вой, медицинской, пищевой и лако- красочной промы- шленности Для изготовле-' ния специальных сталей В качестве огне- защитного сред- ства для пропитки тканей, дерева, де- кораций; как удо- .1 брение В стекольной промышленности В производстве ядохимикатов
7 Зак. 134
193
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
№ по пор.1 Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
157 Натрий азо- тистокислый технический (нитрит на- трия) Белые с желтоватым оттенком кристаллы. Ядовит гост 6194-52 Сорт I Сорт II NaNOj NaNO2 98,5 (на сух. в-во) 96,0 (на сух. в-во)
158 Натрий дву- углекислый (бикарбонат) медицинский Белый кри- сталлический порошок гост 2156—52 NaHCOg 98,5 (на сух. в-во)
159 Натрий дву- углекислый сырой То же ТУ МХП 4228-54 NaHCOg 72,0
160 Натрий дву- углекислый технический » » ГОСТ 2156—52 NaHCOg 98,5 (на сух. в-во)
Продукт считается стандартным, если слой раствора (2 г NaHCOg на 100 мл дистиллиро
194
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом нли ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка н хранение Основное применение
NaNO3—1,0; в ла- Из нитрит-ни- В выстланных В производстве
га — 2,5 тратного щелока, водонепроницае- азокрасителей; для
NaNO3 — 2,5; вла- образующегося мой бумагой де- диазотирования
га — 3,0 при нейтрализа- ции хвостовых га- зов, отходящих из абсорбционных систем производ- ства азотной ки- слоты, раствором соды или едкого натра ревянных бочках (емкость до 150 л), фанерных бара- банах или дере- вянных ящиках (75—100 л) или в двух 4-слой- иых бумажных мешках органических сое- динений; в тек- стильной и рези- новой промышлен- ности
Na2COg—1,0; Карбонизация В- 4-слойных В медицине; в
NaCl —0,05; Fe — содовых щелоков, бумажных меш- хлебопечении; при
0,006; Са —0,05; получаемых в про ках (вес 50 кге), производстве ши-
сульфаты (на SO^) —0,02; вла- га —1,0; (NH4)2COg, As, тяжелые металлы, осажд. H2S, и не- изводстве кальци- нированной соды в деревянных ящиках или фа- нерных бараба- нах, выложенных бумагой (до пучих напитков
раств. ост. * — 0 1 80 кге), в сте- клянных банках различной ем- кости. Для роз- ничной продажи расфасовывают по 0,1 и 0,25 кге. Хранят в сухом месте
Na2CO д—4,5; NaCl —0,5; (NH4)2CO3 —3,0; влага — 20; тяже- лые металлы осажд. H2S — 0; Fe, Са, сульфаты, нераств. ост. — не норм. Полупродукт в производстве каль- цинированной со- ды То же Для получения технического про- дукта
NaCOg—1,2; NaCl —0,05; (NH4)2CO3 и тяже- лые металлы осажд. H2S — 0; Fe, Са и сульфаты — не норм.; влага —1,0; нераств. ост. — 0,1 Промывка сы- рого бикарбоната » ж Для наполнения огнетушителей; для мытья шерсти и шелка
ванной воды) толщиной 15 мм остается прозрачным.
*
195
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
№ по пор. Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
161 Натрий же- лезистосине- родистый (синьнатр) Прозрачные бледно-жел- тые кристаллы гост 6817—54 Сорт 1 Сорт II Na4[Fe(CN)6]. •ЮН2О Na4 [Fe (CN)6]- • 10H2O 97 95
162 Натрий сер- нистый (плав печной) Красноватая или коричне- вая сплавлен- ная монолит- ная масса ЦМТУ 2173—52 Na2S 56
163 164 Натрий сер- нистый плав- леный техни- ческий Натрий сер- нокислый ме- дицинский (глауберова соль) То же Белые кристаллы ГОСТ 596—56 ГОСТ 6319—52 Сорт I Сорт II Na2S Na2S Na2SO4 • 10H2O 65,0 63,0 99
165 Натрий сер- нокислый (сульфат на- трия) природ- ный Белый с се- роватым от- тенком поро- шок ГОСТ 6318—52 Сорт 1 NajSC^ 97,5
• Сорт II Na2SO4 95,0
Сорт III Na2SO4 91,0
196
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
Хлориды (на 1. Из цианплава В деревянных В качестве про-
NaCl) —1,0; циани- 2. Из отрабо- бочках или фа- травы при краше-
ды (на NaCN) — 0,01; тайной газоочи- нерных бараба- нии тканей; для
влага — 2,0 стительной массы; нах, выложен- получения железо-
Хлориды (на при непосредст- ных водонепро- синеродистого на-
NaCl) — 2,0; цианиды венной промывке ницаемой бума- трия и цианистого
(на NaCN) —0,02; влага — 3,0 коксовых газов раствором соды в присутствии угле- кислого железа гой (вес нетто до 120 кгс) натрия
Не нормируются Восстановление сульфата натрия углем при 900° С, выщелачивание сплава водой н упаривание рас- твора В барабанах из кровельной стали (вес нетто 100— 120 кгс) Ддя производ- ства сернистых красителей; при крашении кожи; нри флотационном обогащении руд; для получения по- лисульфидов, гид- росульфита
Fe — 0,2; нераств. ост. — 0,8 Fe — 0,5; нераств. ост. — 2 То же В барабанах из кровельной ста- ли (вес нетто 160—200 кгс) То же
Хлориды (на NaCl) —0,1; Fe — 0,001; соли аммония (на NH+)-/6,003; тяжелые металлы (на РЬ) —0,0005; As—0,0002; влага—3,0; нераств. ост. — 0,05 Перекристалли- зация природного сульфата натрия (мирабилита) В деревянных бочках (вес нетто 100—120 кгс) В медицине
Хлориды (на Обезвоживание В тканевых меш- В стекольном,
NaCl) — 1,0; природного мира- ках (вес 40 кгс). целлюлозно-бумаж-
CaSO4—0,5; Fe2O3— 0,01; вла- га — 3,0; нераств. билита Допускается пе- ревозка навалом в крытых чистых ном и кожевен- ном производстве; в текстильной и
ост. — 1,5 Хлориды (на NaCl)—1,5; CaSO,— 1,0; Fe2O3 —0,03; влага — 5; нераств. ост. — 3,0 Хлориды (на NaCl) — 2,5; CaSO,— 1,5; Fe2O3 — 0,05; влага — 7; нераств. ост. — 5 вагонах мыловаренной про- мышленности; для производства сер- нистого натрия, красителей, блан- фикса
197
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
№ по пор.1 Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
166 Натрий фос- форнокислый двузамещен- ный техниче- ский Бесцветные . или белые кри- сталлы гост 451—41 Сорт I Na2HPO4 • • 12Н2О 96
• Сорт II Сорт III Na2HPO4 • • 12Н2О Na2HPO4 • • 12Н2О 92 88
167 Натрий фто- ристый содо- вый Белый или светло-серый порошок. Ядо- вит ТУ 35ХП 384—61 МОСНХ NaF . 70 (на сух. в-во)
168 Натрий фто- ристый техни- ческий То же ГОСТ 2871—45 Высший NaF 94,0
— Сорт I NaF 84,0
Сорт II NaF 80,0
169 Натрий хлорновати- стокислый (гипохлорит) Прозрачная зелеиовато- •жёлтая жид- кость без осад- ка и взвешен- ных частиц ГОСТ 11086- 64 NaClO Акт. Cl — 100-ь185г/л -> '4
198
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
Сульфаты (на SO3) —0,1; Fe — 0,02; нитраты (на NO") — 0,003; As — 0,001; тяжелые метал- лы осажд. H2S — 0,002; хлориды (на С1 -) — 0,07; нераств. ост. — 0,02 Сульфаты (на SO3) —1,0 Сульфаты (на SOg) — 2,0 Нераств. ост.—1,9; влага — 4 N а2СО3+сульфа- ты (на Na2SO4) 4- не- раств. ост. — 5,0; влага—1,0 Na2CO3— 2; сульфаты (на Na2SO4) — 3; не- раств. ост. —10; вла- га— 3 Сульфаты (на Na2SO4) — 3; вла- га— 4 Щелочь (на NaOH)—Ю-г-20 г/л; Fe — 0,07 г/л Нейтрализация фосфорной кисло- ты содой Из отходящих фторсодержащих газов при произ- водстве суперфос- фата (обработкой водной суспензии кремнефтористого натрия содой) Взаимодействие плавиковой ки- слоты и соды Хлорирование водного раствора едкого натра В фанерных ба- рабанах, выло- женных пер- гаментом (вес нетто 30—60 кгс), или в шести- слойных бумаж- ных мешках (до 40 кгс); II и III сорта, кроме того, в деревянных бочках (вес нетто 150—200 кгс) В деревянных бочках (вес нетто 150 кгс) или фа- нерных бараба- нах (100 кгс) В стальных ба- рабанах (вес нет- то 50—150 кгс), в деревянных боч- ках (130—150 кгс), в фанерных ба- рабанах (50 кгс) В специальных гуммированных или покрытых ви- нипластом цис- тернах и контей- нерах при тем- пературе не вы- ше 25° С I сорт — в пище- вой и фармацевти- ческой промы- шленности; II И III — в текстиль- ной, лакокрасоч- ной промышлен- ности и в каче- стве водоумягчи- теля В качестве анти- септика для древе- сины В производстве алюминия; в сте- кольной промы- шленности; в ка- честве антисепти- ка для древесины В качестве оки- слителя в анили- нокрасочной про- мышленности; в цветной металлур- гии; в текстиль- ной промышлен- ности для отбел- ки тканей
199
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
о. о к Наименование Краткая № Сорт, Основное вещество продукта
к g продукта характеристика нли ТУ ровка формула содержание. %
170 171 172 173 174 Никель сер- нокислый тех- нический (ку- порос никеле- вый) Огарок кол- чеданный Огарок - сульфатизиро- ванный, содер- жащий ко- бальт Окись же- леза (для зву- козаписи) Окись ко- бальта Изумрудно- зеленые кри- сталлы Коричневый порошок То же Красно-ко- ричневый или желто-корич- невый поро- шок Крупнозер- нистый чер- ный порошок гост 2665—44 ТУ 12-80- -45 НКХП; ТУ ЭСНХ 109/3-2-61 ВТУ МХП 2002—52 ВТУ РУ1059 -56 ЦМТУ 2144—49 НС1 НС2 НСЗ Сорт I Сорт II Сорт III КО-О КО-1 КО-2 КО-3 NiSO4-7H2O NiSO4-7H2O N1SO4-7H2O Fe2O3 Co Co Co Fe2O3 Co2O3 Co?O3 Co2O3 Co2O3 20,6 (на Ni -f- Co) 20,6 (на Ni -|- Co) 20,6 (на Ni -|-Co) 70 0,40 0,41 0,35 98 65 (на Co) 65 (на Co) ' 65 (на Co) ; 65 (на Co)
200
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
Си —0,003; РЬ — Растворение В плотных де- НС1 — в промы-
0,005; Fe —0,004; опилок и обрезков ревянных бочках тленности твер-
Mg —0,05; Cl —0,1; нераств. ост. — 0,05 Си —0,003; РЬ — 0,003; Zn —0,1; Fe — 0,004; Mg —0,02; Cl — 0,5; нераств. ост. — 0,1 Си —0,01; Pb — 0,005; Zn —0,004; Fe —0,05; Mg —0,8; нераств. ост. — 0,15 металлического никеля в серной кислоте с неболь- шой добавкой азотной кислоты (вес нетто 150 кге) дых сплавов; НС2 — в аккуму- ляторной и парфю- мерной промы- шленности, для гидрогенизации жиров; НСЗ — для никелирования
Fe3O4; FeS; FeS2; Остаток после Навалом на от- Для выплавки
SiO2; CaSO4; Cu обжига серного колчедана крытых платфор- мах чугуна; для про- изводства желез- ного коагулянта
A Co: Fe > 0,55 (Co 1 и Fe — водораство- j римые) Остаток после обжига сульфид- но-кобальтового концентрата в производстве сер- ной кислоты В вагонетках Для производ- ства гидроокиси кобальта
Щелочные и ще- Осаждение ам- В деревянных Для изготовле-
лочноземельные ме- миаком из раство- бочках, фанер- ния феррослоя маг-
таллы—0,3; Zn—0,05; FeO — 0,25; влага — 0,5 ра солей закисно- го железа и после- дующее прокали- вание * ных или стальных барабанах, выст- ланных двумя слоями крафт-цел- люлозной бумаги (вес 50 кге) нитной ленты
N1—0,15; Fe—0,05; Прокаливание В бумажных Для получения
S —0,05; Си —0,03; щавелевокислого или матерчатых кобальта; при про-
Мп —0,3; As —0,002; кобальта мешках, уклады- изводстве твердых
Ni —0,5; Fe —0,2; S —0,05; Си—0,06; Mn —0,3; As —0,005 Ni — 0,7; Fe — 0,45; S —0,25; Cu —0,06; Mn —0,06; Pb —0,06; As —0,006; Ca—0,12; Ni — 0,9; Fe—0,45; S —0,3; Cu —0,09; Mn — 0,6; Pb — 0,04; As —0,006 ваемых в сталь- ные барабаны или деревянные ящи- ки (вес нетто 40 кге) сплавов
201
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
№ по пор.! Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка , Основное вещество продукта
формула содержание, %
175 Окись ко- бальта Крупнозер- нистый чер- ный порошок ТУТС 48—53 Со2О3 70 (на Со)
176 Окись оло- ва очищенная Белый или желтый поро- шок ТУ МХП 1322-45 SnOj
177 Окись меди Тонкий чер- ный порошок ТУ МХП 1093^14 СиО 90
178 179 Окись хро- ма для часо- вого произ- водства Окись хро- ма техниче- ская Темно-зеле- ный порошок То же ТУ вм 4-205-54 ГОСТ* 2912—58 ОХ-1 Cr2O3 Сг2О3 99,0 98
ОХ-В Сг2О3 98
ох-м Сг2О3 98
ОХ-Э Сг2О3 98
202
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
N1 — 1,5; Fe—0,06; Мп—0,09; Na—0,018; Са —0,01 Сульфаты (на SOJ-)—0,5; Fe—0,1; тяжелые метал- лы—0,25 Fe — 0,03; в-ва не- раств. в НС1 — 0,1 Кислотораств. сульфаты — 0,05 Водораств. в-ва — 0,75; сульфаты (на SO3) — 0,15; вла- га — 0,15 S—0,06; водораств. в-ва — 0,75; сульфа- ты (на SO3) — 0,15; влага — 0,15 Водораств. в-ва — 0,75; сульфаты (на SO3) — 0,20; влага — 0,15 S—0,03; водораств. в-ва — 0,75; влага — 0,15; Fe(II) — 0,15; С —0,15 Прокаливание щавелевокислого кобальта Длительное на- гревание олова при свободном до- ступе воздуха 1. Прокаливание порошка меди в струе воздуха или кислорода 2. Прокалива- ние азотнокислой, углекислой, щаве- левокислой меди или гидроокиси меди Из хромового ангидрида То же В бумажных или матерчатых мешках, уклады- ваемых в сталь- ные барабаны илн деревянные ящики (вес нетто 40 кгс) В деревянных бочках или ящи- ках, выложенных бумагой В стеклянных банках с притер- той пробкой (ем- кость 20 л) В банках из бе- лой жести (вес 25 кгс) В железных ба- рабанах (вес 170 кгс) или в деревянных боч- ках Для получения кобальта; при про- изводстве твердых сплавов Для производ- ства эмалей, бе- лых глазурей, мо- лочного стекла; в качестве полиро- вочного порошка Для окрашива- ния стекла и.эма- лей в зеленый цвет; для изгото- вления гальвани- ческих элементов; для получения дру- гих соединений меди Для полировки поверхности часо- вых деталей Для изготовле- ния красок; в аб- разивной, стеколь- ной и керамиче- ской промышлен- ности .
203
характеристика важнейших продуктов
o’ Е О Е Й Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
180 Окись цинка Белый или серый поро- шок ТУ мхп 1936—49 ZnO 96
181 Окись цинка То же ЦМТУ 4557—55 ZnO 55
182 Окись цинка » » ТУМЗ-50 Медистая ZnO 25
183 Олово дву- хлористое очищенное Бесцветные или желтова- тые кристаллы игольчатой формы ГОСТ 4780—49 Сорт 1 Сорт II SnCl2 -2Н2О SnCl2 2H2O 97 95
Сорт Ш SnCl2 • 2H2O 95
184 Олово хлор- ное безводное (четыреххло- ристое) Прозрачная бесцветная жидкость, сильно дымя- щая на воз- духе ОСТ 176 SnCl4 99
185 Олово че- тыреххлори- стое кристал- лическое Куски раз- ной формы, белые с жел- товатым от- тенком ОСТ НКТП 5390—21 SnCl4 5H2O 98,5
204
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
Водораств. соли— Прокаливание В деревянных Для получения
1,5; влага — 0,1; в-ва окиси меди и гид- или фанерных эмалевых и масля-
нераств. в НС1 — 0,25 роокиси цинка — отходов от произ- водства бензидин- сульфата бочках (вес 200 кгс), в меш- ках из прочной бумаги или про- резиненных (60 кгс) ных красок; в ка- честве ускорителя вулканизации ре- зиновых смесей
РЬ —5; Fe—1,5; Си—1,0; Cd —0,2 Переработка цинковой изгари и цинковой золы В бумажных мешках (вес 50 кгс) То же
Си — 14,0; влага — 35; РЬ—10; SiO2—28 Отход от пиро- металлургической переработки ла- тунного лома Навалом Для получения сернокислого цин- ка при производ- стве литопона
Сульфаты (на Растворение В деревянных В качестве про-
SO2-)—0,2; As—0,01; оловянных стру- бочках или ящи- травы при краше-
в-ва осажд. H2S (на РЬ) — 0,03 Сульфаты (на SO2-)—0,2; As—0,01; в-ва осажд. H2S (на РЬ) — 0,15 В-ва осажд. H2S (на РЬ) —1; As —0,01 жек в горячей крепкой соляной кислоте и выпари- вание раствора ках нии тканей; для восстановления некоторых органи- ческих соедине- ний; для получения соединений олова; в аналитической химии; в медицине
Cl (своб.) — 0,01; Действие хлора В стальных В качестве ап-
Fe — следы; нелет. на металлическое бочках (емкость претуры для утя-
ост. — 1 олово 70—100 л), в сте- клянных бутылях (емкость 5 л, вес нетто 10 кгс) желения шелковых тканей, протравы при ситцепечата- нии, катализатора в синтезе краси- телей
Fe —0,007 • 1. Действие хло- ра на хлористое олово 2. Растворение окиси олова в со- ляной кислоте или олова в царской водке В дубовых боч- ках, выложенных пергаментной бу- магой То же '
205
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
о е £ ж Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта ИЛИ ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
186 187 Паста ГОИ Перекись бария Зеленая паста Белый или зеленовато- серый мелкий порошок ВТУ ммп РСФСР 5F ТУ МХП 1108—45 Тонкая Средняя Г рубая Сорт I CfgOg — 7 рафин — 24; сульфаты — CfgOg 7 фин — 20; сульфаты — Cf2Og I керосин—2; ВаО2 2; NaHCOg- олеиновая следы 6; NaHCOg- олеиновая следы 6; стеарин сульфаты — 90
Сорт II ВаО2 85
188 Перекись водорода (пер- гидроль) ме- дицинская Прозрачная бесцветная жидкость. Очень не- устойчива ГОСТ 177—55 Н2О2 27,5—31
189 Перекись водорода тех- ническая Допускается бледно-жел- тый цвет ГОСТ 177—55 Н2О2 27—31
190 Перекись натрия Белый или свеуло-жел- тый порошок ТУ МХП 1665—47 NagOg 87
206
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перево.зка и хранение Основное применение
0,2; стеарин или па- к-та—1,8; керосин—2; 0,2; стеарин или пара- к-та—1,8; керосин—2; или парафин—12; следы SiO2—0,15;Fe2O8— 0,3; ВаС12 — 0,05; ВаО-|-ВаС12 4- 4- ВаСО3 (на ВаО) — 8; в-ва не- раств. в НС1 —0,8; влага — 0,5 SiO2—0,25;Fe2O8— 0,5; ВаС12 —0,1; ВаО4-ВаС12-|-ВаСОз (на ВаО) — 12; в-ва нераств. в НС1—1,0; влага — 0,5 Своб. к-ты (на H2SO4) — 0,3; нелет. ост. — 0,6; механи- ческие примеси — 0,01 Своб. к-ты (на H2SO4)— 0,6; нелет. ост.—1,65; механи- ческие примеси—1,0 Хлориды (на С1 ) — 0,008; сульфа- ты (на SO,-) — 0,03; Fe—0,05; фосфаты (на РО’-) —0,01; N (общ.) — 0,01; тяже- лые металлы — 0,08; S1O2 -+- в-ва осажд. NH4OH--O,l Отработанная окись хрома, по- лученная восста- новлением хром- пика серой, с до- бавкой жиров и керосина Прокаливание азотнокислого ба- рия с последующим присоединением к окиси бария кис- лорода 1. Электролити- ческим путем 2. В процессах окисления То же Действие кисло- рода воздуха, ос- вобожденного от влаги и углекис- лого газа, на ме- таллический на- трий при 300— 400° С В тюбиках ци- линдрической, формы, уклады- ваемых в картон- ные коробки и деревянные ящи- ки (вес 40 кге) В герметичных металлических ба- рабанах (вес нет- то 100 кге) В стеклянных бутылях с при- тертой пробкой (вес нетто 0,5 и 1,0 кге). Бутыли упаковывают в деревянные ящи- а ки (вес до 30 кг) В стеклянных бутылях (вес нет- то 10,25 и 50 кге) В герметичных стальных оцин- кованных бара- банах (емкость 2,5 и 5 л) Для шлифовки, доводки и поли- ровки изделий из стекла, черных и цветных металлов Для производ- ства перекиси во- дорода; беления шелка, раститель- ных волокон Сильный окисли- тель. В медицине употребляют в ви- де 3%-ного рас- твора Для беления шелка, перьев, во- лос, слоновой ко- сти; при реставра- ции картин; как окислитель при по- лучении сернистых красителей; в про- цессах органиче- ского синтеза Как сильный окислитель
207
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
№ по пор.! Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
191 Пиросуль- фит натрия Белый с желтоватым оттенком по- рошок ТУ 35ХП 466—62 МОСНХ Сорт I Сорт II Na2S2O5 91 80
192 Порошок .пеногенера- торный Желтовато- серый поро- шок ГОСТ 7005—58 -
193 Свинец азот- нокислый Бесцветные или молочно- белые кри- сталлы « ТУ МХП 1110—49 Pb(NO3)2 96
194 Свинец ук- суснокислый технический (сахар сатурн) Кусковой материал; 1 сорт— бе- лый, II сорт — кремовый ГОСТ 5156—49 Сорт I Сорт 11 Pb(CH3COO)2- •ЗН2О То же 97—99 97—99
195 Селен че- тыреххлори- стый Желтоватый аморфный по- рошок ТУ МХП 3924—53 SeCl4 95
196 Сера хло- ристая техни- ческая (полу- хлористая) Темно-жел- тая с красно- ватым оттен- ком жидкость с неприятным запахом. Ды- мит на воз- духе ОСТ 40073 Сорт А Сорт Б S2C12 S2C1? Акт. С1 — 51,6 ч- 52,6 Акт. С1 — 50,6 ч- 52,6
208
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ. % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
Fe — 0,01; нераств. ост. — 0,2 Fe — 0,02; нераств. ост. — 0,35 1. Насыщение сернистым анги- дридом пульпы, образующейся при смешении кальци- нированной соды с бисульфитом 2. Обработка кальцинированной соды или бикар- боната натрия сер- нистым ангидри- В банках В фстэграфии
Влага — 2 Смешение раз- молотого ।серни- стого глинозема и измельченного бикарбоната на- трия с последую- щей обработкой экстрактом соло- В герметичных металлических барабанах (ем- кость 20—25 л). Хранят в сухих закрытых поме- щениях Для получения пены при тушении пожаров
Fe—0,1; Си—0,005; дового корня Из металличе- В деревянных В текстильной и
HNO3—0,25; влага — ского свинца и бочках (вес нетто спичечной промы-
3,0; нераств. ост.—0,5 36—40 % -ной азот- ной кислоты 30—50 кгс) или в деревянных ящиках тленности; в про- изводстве хромово- свинцовых красок; в фотографии; для зажигательных со- ставов
1 В-ва осажд. Растворение В деревянных При произвол-
| Na2CO3 —0,6 окиси свинца в бочках (емкость стве минеральных
уксусной кислоте 50—200 л), вы- ложенных изну- три воздухоне- проницаемой бу- магой красок; в печатном деле; при цианиро- вании руд драго- ценных металлов
Нелет. ост. — 3,0 Нелет. ост. — 3,5 Обработка се- лена хлороформом В стеклянных банках В качестве до- бавки при введе- нии присадки хло- ра в селен
Взаимодействие серы с хлором В стеклянных бутылях (емкость 25—30 л), а также в стальных боч- ках (100—250 л) Для вулканиза- ции каучука, для получения четы- реххлористого углерода
209
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ 1 1
о с Краткая № Сорт, Основное вещество продукта
OU продукта характеристика стандарта или ТУ марки- ровка формула содержание, %
197 Силикат на- трия раство- римый (сили- кат глыба, стекло раство- римое) Куски, напо- минающие обыкновенное стекло гост 917-41 Содовый Содово- сульфат- ный Сульфат- ный Na2SiOs • • «SiO2 Na2SiO3 • nSiO2 Na2SiO3- /;SiO2 71,5—73 (на SiO2) 70—72,5 (на SiO2) 70—72,5 (на SiO2)
198 Силикат на- трия электрод- ный Глыба и гра- нулят ГОСТ 4420—48 Класс А Na2S103 • «SiO2 71,5—73,5 (на SiO2) j
Класс В Na2SiO3 «SiO2 67,5—70,0 (на SiO2) 1
199 Силикат свинца Белый по- рошок ТУ МХП 1536—52 PbSiO3 30 (на SiO2) 60 (на PbO) j
200 Соль берто- летова техни- ческая Белый или желтоватый кристалличе- ский порошок ГОСТ 2713—49 Высший сорт KC1O3 99,98
Сорт I KC1O3 99,7 *
•
-
210
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом нли ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка н хранение Основное применение
Na2O — 26-г-27,5; Fe2O3 4- А12О3 — 0,7; СаО—0,4; SO3—0,35 Na2O — 26-г-27,5; Fe2O3 4-А12О3—1,2; СаО —0,6; SO3 —1,5 Na2O — 26 -ь 27,5; F е2О3 -|- А12О3 — 1,5-ь 2,0; СаО —0,8; SO3—2,0 Сплавление при 1300—1500° С кремнезема с со- дой или серноки- слым натрием (в последнем случае в присутствии уг- ля) Навалом в ж.-д. вагонах или на платформах, со- довый силикат— в крытых вагонах Для изготовле- ния жидкого сте- кла, силикагеля
Na2O— 25,5-^27,5; Fe2O3 4- А12О3 — 0,6; СаО —0,4; S —0,14; мех. примеси — 0 Na2O — 29-ь 31,5; Fe2O3 4- А12О3—0,6; СаО —0,4; S —0,14; мех. примеси — 0 То же В деревянных . ящиках и в мяг- кой плотной таре Для получения раствора силиката натрия, применяе- мого в покрытиях электродов для электродной свар- ки
Fe2O3-|- А12О3—1; п. п. п. — 12 Обменное раз- ложение азотно- кислого свинца и растворимого си- ликата натрия В многослойных бумажных меш- ках, укладывае- мых в деревян- ную тару В производстве пластических масс
Хлориды (на NaCl) — 0,002; суль- фаты (на CaSO4)— 0,03; броматы (на КВгО3) — 0,008; щелочи (на СаО) — 0,01; Fe —0,003; орг. в-ва — 0,005; иераств. ост. — 0,01; влага — 0,02 Хлориды (на NaCl)—0,05; суль- фаты (на CaSO,)— 0,05; броматы (на КВгО3) —0,008; щелочи (на СаО) — 0,03; Fe —0,003; орг. в-ва — 0,01; нераств. ост. — 0,05; влага — 0,3 1. Электролиз 25%-ного раство- ра КС1 в ваннах без диафрагм 2. Хлорирова- ние известкового молока и после- дующее обменное разложение с КС1 В прочных бу- мажных мешках, упакованных в бочки, деревян- ные ящики или фанерные бара- баны (емкость 100 л) В спичечной пра мышленности; для изготовления взрывчатых ве- ществ, красителей; в пиротехнике; в медицине
211
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
Сь О С Краткая характеристика № Сорт, Основное вещество продукта
он iv продукта станд ’рта или ТУ марки ровка формула содержание, %
201 202 203 204 Соль берто- летова техни- ческая (про- должение) Соль глау- берова есте- ственная Соль глау- берова техни- ческая (мира- билит) Соль пова- ренная пище- вая Соль пова- ренная техни- ческая Белый или желтоватый кристалличе- ский порошок Белые кри- сталлы То же Прозрачные или белые кристаллы с различными оттенками Крупные кристаллы от серого до жел- того цвета гост 2713—49 ТУ МХП 338—41 ост иктп 8866/2293 ГОСТ 153—57 ТУ МХП 1320—45 Сорт 11 Экстра Высший сорт Сорт 1 Сорт II КС1О3 Na2SO4 • ЮН?О Na2SO4 • • ЮН2О NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl 99,5 96 96 99,2 98,0 97,5 96,5 93
212
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
Хлориды (на NaCl)—0,1; сульфаты (на CaSO4) —0,07; броматы (на КВгО3)— 0,025; щелочи (на СаО) —0,05; тяжелые металлы осажд. H2S— 0,005; Fe —0,005; орг. в-ва — 0,01; не- раств. ост. — 0,2; влага — 7,0 1. Электролиз 25с/о-ного раство- ра КС1 в ваннах без диафрагм 2. Хлорирова- ние известкового молока и после- дующее обменное разложение с КС1 В прочных бу- мажных мешках, упакованных в бочки, деревян- ные ящики или фанерные бара- баны (емкость 100 л) В спичечной про- мышленности; для изготовления взрывчатых ве- ществ, красителей; в пиротехнике; в медицине
NaCl — 0,5; не- раств. ост. — 0,6; влага — 3,0 Осаждение из рапы озер В деревянных бочках (вес нетто 100—120 кгс) В ветеринарии
NaCl —0,29; не- раств. ост. — 0,4; влага — 3,0 1. Осаждение из рапы залива Кара-Богаз Кас- пийского моря и некоторых озер 2. Как отход в некоторых хими- ческих производ- ствах В деревянных бочках (вес нетто 100—200 кгс) Для получения безводного суль- фата натрия, меди- цинской глауберо- вой соли; в вете- ринарии
Na2SO4 — 0,2; Mg —0,03; Fe2O3 — 0,005; влага — 0,5; нераств. ост. — 0,05 Na2SO4 — 0,5; Са —0,6; Mg —0,1; влага — 0,8 ч- 4,0; нераств. ост. — 0,2 Na2SO4 — 0,5; Са —0,6; Mg —0,1; влага — 0,8 ч- 6,0; нераств. ост. — 0,5 Na2SO4 — 0,5; Са -0,8; Mg —0,25; влага — 0,8 ч- 6,0; нераств. ост. —1,0 Добывают из недр открытым или подземным способом; полу- чают из рапы озёр или лиманов по- сле естественного испарения воды, из морских вод сгущением раство- ров в специаль- ных садочных бас- сейнах и вывари- ванием естествен- ных рассолов на солевых заводах Для торговой сети—в мелкой упаковке, для пи- щевой промыш- ленности — в ма- терчатых или многослойных бу- мажных мешках (вес нетто 50— 80 кгс), а также в другой таре или навалом В качестве при- правы к пнще; как консервирующее средство; в элек- трохимической, мыловаренной, ко- жевенной, те- кстильной и дру- гих отраслях про- мышленности; в медицине
КС1—3; MgCl2—0,5; CaSO4—2,6; нераств. ост. — 2,0 Отход произ- водства хлористо- го калия Навалом Для получения соляной кислоты и сульфата натрия
213
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
с Е Наименование продукта Краткая характеристика м Сорт, Основное вещество продукта
ОН « стандарта или ТУ марки- ровка формула содержание, %
205 206 Стекло жид- кое калийное Стекло жид- кое натровое (силикат на- трия техниче- ский) Водный раствор раз- личных сили- катов калия, содержащий примеси Водный раствор сили- ката натрия ТУ МХП 1662—47 ГОСТ 962—41 К2О • «SiO2 Na2O • ziSiO2 Модуль л = 2,3 Модуль п = 2,45
207 Стронций азотнокислый Белый или желтоватый кристалличе- ский порошок ГОСТ 2820—45 Sr (ЬЮз)г 99
208 Стронций углекислый Белый по- рошок ГОСТ 2821—50 SrCO3 95
209 Сульфат ам- мония акку- муляторный Белый кристалличе- ский порошок ГОСТ 894—41 Сорт I (NH4)2SO4 N (на сух. в-во) 99,05 21,0
Сорт II (NH4)2SO4 N (на сух. в-во) 99,05 21,0
210 Сульфат аммония для медицинской промышлен- ности То же ТУ МХП 1215—52 Сорт I (NH4)2 so4 N (на сух. в-во) 99,05 21,0
214
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
Нераств. ост.—3,0 Взаимодействие кремнезема с рас- твором едкого кали под давле- ' нием В деревянных бочках (вес нетто 450 кге), в ж.-д. цистернах В качестве клея- щего, вяжущего, пропитывающего вещества
Fe2O3 -f- AljOg — 0,25-=-0,5; Са — 0,2-!-0,5 1. Растворение в воде силиката натрия 2. Взаимодей- ствие кремнезема с раствором едко- го натра под да- влением В стеклянных банках, деревян- ных бочках (вес 450 кге), в ж.-д. цистернах То же
Ca(NO3)2-2H2O — 0,2; хлориды (на Cl)— 0,01; тяжелые ме- таллы—0,01; Fe— 0,02; влага — 0,5; не- раств. ост. — 0,2 Растворение ми- нерала стронциа- нита в азотной кислоте и выпа- ривание раствора В деревянных бочках, ящиках или фанерных ба- рабанах (вес нетто 60 кге) В пиротехнике
Са (на СаСО3) — Встречается в В деревянных Для получения
3; хлориды (на С1)— природе в виде ми- ящиках или боч- окиси стронция,
0,05; тяжелые ме- нерала стронциани- ках (вес нетто используемой при
таллы — 0,05; вла- га — 0,5 та. Искусственный продукт получа- ют осаждением растворимых солей стронция содой 60 кге) извлечении сахара из патоки
Н25О4 — 0,3; хло- Из синтетиче- В деревянных В производстве
риды — 0,00006; Fe— ского аммиака и бочках (емкость свинцовых акку-
0,01; As —0,00005; Mn —0,00005; не- раств. ост. — 0,02; влага —1,5 H2SO4— 0,3; хло- риды — 0,0001; Fe- О.02; As —0,0001; Мп — 0,0001; нераств. ост. — 0,02; вла- га—1,5 аккумуляторной серной кислоты 50—275 л) муляторов
H2SO4 — 0,2; хло- ' Из синтетиче- В 4-слойных В медицинской
риды — 0,002; Fe — ского аммиака и бумажных меш- и химической про-
0,01; As —0,00005; Мп —0,00005; не- раств. ост. — 0,02; влага —1,0 серной кислоты ках (вес 50 кге), в деревянных боч- ках, выложенных оберточной бу- магой (емкость 275 л) мышленности
215
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
I’dou ou б\- | Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
Сульфат аммония для медицинской промышлен- ности (про- должение) Белый крис- таллический порошок ТУ мхп 1215—52 Сорт II (NH4)SO4 N (на сух. в-во) 99,05 21,0
211 Сульфат на- трия техниче- ский Белый по- рошок с жел- товатым от- тенком ГОСТ 1363—47 Сорт I Сорт 11 Na,SO4 Na2SO4 95 91
212 Сульфат на- трия, отход Красный порошок ЦМТУ 2021—47 Сорт I Сорт II Na2SO4 Na2SO4 78 55
213 Сульфит на- трия безвод- ный Белый по- рошок с жел- тым или се- роватым от- тенком ГОСТ 5644—59 Фото- графи- ческий Техни- ческий Na2SO3 Na2SO3 90 87
214 Сульфит на- трия безвод- ный, отход Кристалли- ческая масса от светло- до темно-корич- невого цвета ТУ МХП 135—53 Na2SO3 75
215 Сульфит на- трия кристал- лический Бесцветные или со слабо- желтым оттен- ком кристаллы ГОСТ 596—56 Фото- графи- ческий Техни- ческий Na.>SO, • • 7Н2О Na2SO3 • • 7H2O 90 88
* В продукте, применяемом для производства сернистого натрия, допускается до 1,5 вес. %.
216
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
П родолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
H2SO4 — 0,3; хло- Из синтетиче- В 4-слойных В медицинской
риды — 0,005; Fe — с кого аммиака и бумажных меш- и химической про-
0,02; As —0,0001; Мп — 0,0001; не- раств. ост. — 0,02; влага—1,5 серной кислоты ках (вес 50 кгс), в деревянных боч- ках, выложенных оберточной бу- магой (емкость 275 л) мышленности
H2SO4—1,5; Разложение хло- I сорт — в мно- В стекольном,
NaCl —1,2; Fe —0,2; ристого натрия гослойных бу- целлюлозно-бу-
иераств. ост. — 0,5* серной кислотой мажных мешках, мажном и коже-
H2SO4—3,5; NaCl— в механических деревянных боч- венном произвол-
3,5; Fe — 0,25; не- раств. ост. — 0,8 * печах ках или фанер- ных барабанах; II сорт — нава- лом стве; в текстиль- ной и мыловарен- ной промышлен- ности; для произ- водства серни- стого натрия, кра- сителей, бланфикса
Na2Cr2O7 • 2Н2О — При произвол- Навалом в ж.-д. В цветной метал-
1; влага — 20 Na2Cr2O7 • 2Н2О— 4; влага—40 стве хромпика натриевого вагонах лургии при разде- лительной плавке медноникелевых руд
Fe —0,005; Na2S Растворение се- В фанерных ба- В кожевенной
и Na2S2O3 — 0; ще- миводного суль- рабанах, выло- промышленности;
лочь (HaNa2CO3) — 0,6; нераств: ост. — 0,05 Fe —0,05; Na2S и Na2S2O3 — 0; ще— лочь (на Na2CO3)— 2,5; нераств. ост. — 0,15 фита натрия в го- рячей воде или в маточнике с по- следующей кри- сталливацией женных водоне- проницаемой бу- магой (вес нетто 50 кгс), или в бочках (100— 150 кгс) в медицине
Фенол— 1,5; Fe — Отход при про- Навалом в ж.-д. В химической
0,1; щелочь (на Na2CO3) —4; не- раств. ост. —1,0 изводстве фенола вагонах промышленности
Na2CO3 • ЮН2О — Поглощение В- деревянных В фото-кинопро-
0,6; Fe (на FeO) — 0,01; нераств. ост. — 0,05 Na2CO3- ЮН2О — 0,4; Fe (на FeO)—0,1 нераств. ост. — 0,1 сернистого анги- дрида раствором соды или едкого натра бочках (вес нетто 50—200 кгс) или в фанерных бара- банах (75 кгс) мышленности
217
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
Г Наименование продукта Краткая характеристика № Сорт, Основное вещество продукта
О с я стандарта илн ТУ марки- ровка формула содержание, %
216 217 218 219 220 221 Сульфогид- рат натрия, раствор Сурьма пя- тисернистая Сурьма трехсернистая Трехокись сурьмы Тиосульфат натрия кри- сталлический (гипосульфит натрия) Трикальций- фосфат кор- мовой из су- перфосфата Жидкий продукт Оранжево- красный по- рошок Кристалли- ческий поро- шок и куски Светлый по- рошок Бесцветные рассыпчатые кристаллы. Г игроскопи- чен Порошок от кремового до светло-желто- го цвета ТУ МХП 1244—45 ЦМТУ 3350—53 ЦМТУ 996—41 ЦМТУ 3243—52 ГОСТ 244—41 ГОСТ 10516-63 СТС 1 СТС 2 Сорт I Сорт II Сорт III NaHS Sb2S5 Sb2Sg SbgSg Sb20g Na2S2O3 * •5Н2О Na2S2O3 • •5H2O Na2S2O3 • •5H2O Ca3 (PO4)2 22 60 69—73 (на Sb) 25—28,3 (на S) 69—73 (на Sb) 25—28,3 (на S) 97 98,5 97,0 95,0 31,5* (на P2O5) 45 (на CaO)
* Имеется в виду Ps06, растворимая в 0,4%-ной НС1.
218
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка н хранение Основное применение
Na2S —3 Sb2S3 —30; S (своб.) — 4,5 -4-6,5; влага — 2,0 S (своб.) — 0,07; As2S3 — 0,7; влага — 0,2 S (своб.) — 0,1; As2S3 — 1,0 При промывке промышленных га- зов, содержащих сероводород, рас- твором едкого иатра или серни- стого натрия Кипячение трех- сернистой сурьмы с серой и едким натром и обработ- ка НС1 Сплавление сурьмы и серы В стальных ци- стернах, контей- нерах и бочках В стальных ба- рабанах или в 3-слойных бу- мажных мешках В деревянных ящиках (вес нет- то 50 кге) или в деревянных боч- ках (80, кге) В производстве искусственного шелка; в кожевен- ной промышлен- ности В резиновых смесях в качестве красителя; в спи- чечной промыш- ленности; в пиро- технике; в ветери- нарии В пиротехнике, керамической и спичечной про- мышленности; в ве- теринарии
Fe—0,05; S—0,04; As — 0,1; в-ва не- раств. в НС1 — 0,15 Fe (на FeO) — 0,003; нераств. ост. — 0,05; Н2О — не ме- нее 35,5 Fe (на FeO)—0,005; нераств. ост. — 0,07; Н2О — не менее 35,0 Не нормируются Сульфаты (на SO3)—12; F—0,1; As — 0,012; тяжелые металлы осажд. H2S —0,008 Окисление ме- таллической сурь- мы Методы: 1) суль- фидный, 2) поли- сульфидный и 3) сероводород- ный: кроме того, в качестве побоч- ного продукта при производстве гид- росульфита и очи- стке промышлен- ных газов от серы Термическая об- работка суперфос- фата в горизон- тальной вращаю- щейся печи при 1000—1200° С В 3-слойных бумажных меш- ках и плотных деревянных ящи- ках (вес 50 кге) В деревянных бочках (вес нетто 50—200 кге) или фанерных бара- банах (8—75 кге), I сорт также в стеклянных бар- ках (1 и 2 кге) В многослой- ных бумажных мешках (вес нет- то 30 кге) и в дру- гой бумажной таре по 5, 10 и 20 кге В стекольной промышленности В текстильной промышленности для уничтожения активного хлора после беления; в фото-кинопромыш- ленности; в коже- венной промыш- ленности; в вете- ринарии В качестве ми- неральной под- кормки для скота и птицы
219
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
№ по пор.1 Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
222 223 224 225 226 227 228 229 Трикальций- фосфат кор- мовой из тех- нической ко- сти-паренки Тринатрий- фосфат тех- нический Феррофос- фор Флюс 34А Флюс барие- вый Флюс из фторбората ' калия и буры Флюс на- триевый Формиат Светло- серый поро- шок. Содер- жание частиц размером 0,5 мм не должно превы- шать 5 вес. % Белые или светло-жел- тые кристаллы Зернистый металл Сплав Сплав Серые стекловидные непрозрачные пластинки Сплав Светло- ТУ МХП 2378—50 ГОСТ 201—58 ТУ МХП 3825—53 ТУ МХП 3930—53 АВТУ 109—48 ВТУ МХП 4372—55 ЦМТУ 105—48 СТУ 14—65—61 Сорт I Са3 (РО4)2 Na3PO4 • 12Н2О Fe2P ZnCl2 LiCl NaF KC1 MgCl2 KC1 BaCl2 KC1, Na2B4O7, H3BO3, HF MgCl2 NaCl NaHCOO 33 (на общ. P2O6) 45 (на CaO) 23,7 (иа PO4) 20 (на P) 8,0 32,0 10,0 50,0 40—48 34—40 5—8 10,5—12,2 (на общ. В), 30—39 (на общ. F) 50—54 34—40 93
натрия серый или желтоватый порошок Сорт П Сорт III NaHCOO NaHCOO 91 89
220
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
N —0,6; Fe —0,15; жиры — 0,4; мине- ральные примеси — 4; влага — 1,5 Сушка, размол и прокаливание ко- стей, при высокой температуре В многослой- ных бумажных мешках (вес нет- то 30 кгс) и в дру- гой бумажной таре по 5, 10 и 20 кгс В качестве ми- неральной под- кормки для скота и птицы
Нераств. ост.—0,1 Нейтрализация фосфорной кисло- ты последователь- но содой и едким натром В бочках (вес нетто 250 кгс) или в 4- и 6-слой- ных мешках (35—45 кгс) Для умягчения воды;для удаления масла и жира с одежды и машин; для очистки метал- лов в гальванотех- нике; для мытья
Мп—6,0; Si — 4-ь8; S —0,5 Побочный про- дукт при электро- термическом про- изводстве фосфо- Навалом посуды В производстве стали и чугуна с по- вышенным содер- жанием фосфора
Не нормируются NaClСаС12 — 8; MgO—1,5; влага—2; нераств. ост. — 2 Не нормируются ра Сплавление обез- воженных хлори- стого лития, хло- ристого калия, хлористого цинка, фтористого натрия Сплавление без- водного карнал- лита с хлористым барием Взаимодействие хлористого калия, технической буры, борной кислоты и плавиковой кисло- В стеклянных банках, (вес 0,5, 1, 1,5 и 2 кгс) В стальных ба- рабанах (вес 100—200 кгс) В стальных или пластмассовых банках (вес 1— 3 кгс) При пайке алю- минид и его спла- вов При плавке и ра- финировании маг- ниевых сплавов При пайке цвет- ных металлов
КС1 + СаС12 —6; MgO — 1,5; влага—2; нераств. ост. — 1,5 Щелочь (на Na2CO3)—6; NaOH— 0,5 Щелочь (на Na2CO3) — 8; NaOH—0,5 Щелочь (на Na2CO3) — 10; NaOH — 0,6 ты Сплавление хло- ристых солей маг- ния и натрия Действие окиси углерода на едкий натр под давле- нием В стальных ба- рабанах (вес 100—200 кгс) В деревянных бочках и фанер- ных барабанах (вес нетто 120— 180 кгс) При плавке маг- ниевых сплавов в стационарных тиг- лях Для получения муравьиной кис- лоты
221
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
№ по пор.! Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
230 Фосфогипс Белый или светло-серый порошок ТУ мхп 3807—53 CaSO4. • 2Н2О
231 Фосфор пя- тисернистый технический Пепельно- серый тонкий порошок ГОСТ 7200—54 Сорт I Сорт II p2s6 Pi'S.r. 98,0 (на P + S) 96,5 (на P-J-S)
232 Фосфор треххлористый Бесцветная прозрачная подвижная жидкость. Ды- мит на воздухе ТУ МХП 3483—52 Сорт А Сорт Б РС13 РС13 97,5 95,0
233 Фторберил- лат натрия Порошок ЦМТУ 1801—46 Смесь Na2BeF4 и NaBeF3 6,5 (на Be)
234 Хлорат на- трия Белый кри- сталлический порошок. Ядо- вит ВТУ МХП 05—61 NaClO3 97,5 (на сух. в-во)
235 Хлоркалий- электролит Кристалли- ческое веще- ство в кусках весом до 15 кг ЦМТУ 4516—54 Сорт I Сорт II KCI KCI 72 70
236 .Хромпик ка- лиевый тех- нический (би- хромат калия) Оранжево- красные кри- сталлы. Ядо- вит ГОСТ 2652—48 Сорт I Сорт П K2Cr2O7 K2Cr2O7 98,5 97,2
222
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
Р2О5 — 0,75; вла- га — 3,0 Отход при экс- тракции фосфор- ной кислоты из природных фосфа- тов серной кисло- той В бумажных 3- и 4-слойных меш- ках • (вес 30— 45 кгс) Как сырье для производства стро- ительных вяжущих материалов и суль- фата аммония
В-ва нераств. в НС1 —0,3 В-ва нераств. в НС1 —0,6 Взаимодействие фосфора и распла- вленной серы в атмосфере инерт- ного газа В банках из кровельной стали (емкость 50— 100 л). Банки укладывают в фа- нерные барабаны, свободное прост- ранство засы- пается опилками В качестве полу- продукта для орга- нических синтезов
РОС13 —2,5 РОС13 —5 А1—0,5; Fe—0,1; S1 —0,4; Си —0,5 Пропускание га- зообразного хлора над расплавлен- ным фосфором Спекание из- мельченного бе- рилла с Na2[SiFe] В герметично закрытой таре В деревянных ящиках, бочках или барабанах (вес 30 кгс) Для получения хлорпроизводных углеводородов, хлорокиси фос- фора и пятихлори- стого фосфора В качестве при- садки бериллия в магниевые сплавы, при их плавке для сокращения угара магния
КС1О3 —0,5; NaCl —0,3; NaOH +Na2COs — 0,1; сульфаты (на Na2SO4) — 0,05; вла- га— 0,05, нераств. ост. — 0,03 Хлорирование электролитиче- ской щелочи В бязевых меш- ках, укладывае- мых в деревянные бочки (емкость 20—25 л) В спичечной про- мышленности; в медицине; как гер- бицид
• Отход при про- изводстве метал- лического магния Навалом В качестве флю- са при переплавке легких металлов
Влага —1,0; не- раств. ост.—0,15 Влага —1,5; не- раств. ост. — 0,25 Обменное разло- жение двухромо- вокислого натрия с хлористым ка- лием В стальных ба- рабанах или де- ревянных ящиках (вес 200 кгс) Для хромового дубления кож; в качестве протравы при крашении и печатании тканей; для производства красок
223
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
5 Наименование продукта Краткая характеристика № Сорт, Основное вещество продукта
OU 5Х стандарта или ТУ марки- ровка формула содержание, %
237 23 S 239 240 241 Хромпик на- триевый тех- нический (би- хромат на- трия) Цезий хло- ристый Церий азот- нокислый Цианамид кальция Цианплав (черный циа- нид) Плавленый (I и II сорт) или кристал- лический продукт от желто-оран- жевого до тем- но-красного цвета. Ядовит Серый по- рошок Белый по- рошок Темно-се- рый порошок. Для марки А остаток на сите 0,6 мм не должен превышать 0,5 вес. %, для марки Б на сите 0,071 мм — 5 вес. %. Ядо- вит Смесь циа- нистых и хло- ристых солей кальция и на- трия. От тем- но-серого до черного цве- та. Ядовит гост 2651—44 ЦМТУ 1276—44 ЦМТУ 4599—55 ГОСТ 1780—56 ГОСТ 452—56 Сорт I Сорт П Кристал- лический Марка А: сорт I сорт II Марка Б Марка А; сорт I сорт II Марка Б: сорт I сорт II Na2Cr2O7 • • 2Н2О Na2Cr2O7 * 2Н2О N а2Сг.О7 • 2Н2О CsCl Се (NO3)3 • 6Н2О CaCN2 CaCN2 CaCN2 Цианиды (на NaCN) То же » » V я 69 (иа СгОд) 67,5 (на СгО3) 66,3 (на СгО3) 21,0—21,3 (на С1) 37,5 (на Се2О3) 20,0 (на N) 18,5 (на N) 19,0 (на N) 47,0 42,0 45,0 42,0
224
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ. % Промышленные методы'получения Перевозка и хранение Основное применение
Сульфаты (на SO’-)—1,0; хлориды (на С1-)—0,6; Fe (на Fe2O3)— 0,05; не- раств. ост. — 0,4 Сульфаты (на SO’-)—1,7; хло- риды (на С1—) — 0,9; нераств. ост. — 0,7 Сульфаты (на SO’-) — 0,9; хло- риды (на С1~) — 0,2; Fe (на Fe2O3)—0,005; нераств. ост. — 0,05 Сульфаты (на SO4-) —0,02; Ва — 0,005 Fe —0,005; Pb — 0,005; сульфаты щелочных метал- лов — 0,5 СаС2 —1,0 СаС2—2,0 СаС2 — 0,2; мине- ральное масло — 0,5 -5- 1,5 СаС2 — 1; S —0,4; Q 3 СаС2 —2; S—0,7; С —4 СаС2 — 0,8 СаС2— 1,5 Прокаливание измельченного хромистого желез- няка в смеси с содой и доломи- том и последую- щая обработка серной кислотой Извлечение из минералов лепи- долита и карнал- лита с много- кратной фракцио- нированной кри- сталлизацией Действие азот- ной кислоты на соли церия Взаимодействие газообразного азо- та с тонкоразмо- лотым карбидом кальция в электро- печах при ~ 1000° С Сплавление циан- амида кальция с поваренной солью в электропечах при 1500° С I и II сорт — в стальных бараба- нах (вес нетто 180—200 кге), кристаллический продукт—в сталь- ных барабанах (100—110 кге) и в деревянных боч- ках (ем кость 75— 100 л) В стеклянных ампулах (вес 5, 10 и 20 гс) или в стеклянных бан- ках с пробками, покрытыми пара- фином В стеклянных банках В стальных ба- рабанах (емкость 100 л) и в бумаж- ных многослой- ных мешках (вес нетто 30 кге). Хра- нят в сухом по- мещении В стальных ба- рабанах (вес нет- то 100 кге) и в стальных банках (10 кге) Для хромового дубления кож; в качестве протравы при крашении и печатании тканей; для производства красок Для получения сплавов цезия с кальцием, барием и стронцием, при- меняемых для про- изводства чувстви- тельных фотоэле- ментов В электроваку- умной промышлен- ности Для производ- ства цианистых со- единений; как де- фолиант для хлоп- чатника; в качестве азотного удобре- ния Для производ- ства цианистых со- единений; в гидро- металлургии; для цианирования ста- лей; в с.-х. для борьбы с грызу» нами
8 Зак. 134
225
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
1 № по пор.1 Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
242 Цинк сер- нистый Тонкий бе- лый порошок ТУ 1940 г. ZnS 96
243 244 Цинк фос- форнокислый (однозамещен- ный) Цинк хло- ристый тех- нический Белые кри- сталлы Твердый черный плав (марка А) или прозрачная желтоватая жидкость (марка Б) ТУ МХП 2109—49 ГОСТ 7345—55 Марка А Марка Б: сорт I Zn(H2PO4)2- • 2Н2О ZnCl2 ZnCl2 19—25 (на Zn) 45—53 (на P2O6) 96 48
сорт II ZnCl2 42
сорт III ZnCl2 40
245 Циркон обез- железенный Светлый порошок ЦМТУ 4469—54 Сорт I Сорт II ZrO ZrO 60,5 60,0
Неорганиче- ские ядохи- микаты
246 247 Барий хло- ристый Бордосская жидкость См. 94 Смесь рас- творов медно- го купороса и гашеиой из- вести ТУ МХП ОШ-240- 52 CuSO4-5H2O Ca (OH)2 1 кг на 50 л воды 0,75 кг на 50 л воды
226
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
ZnO — 2; С1 — 0,02; 1. Осаждение из В деревянных В резиновой про-
SO2—0,07; Н2О—0,3; растворов солей бочках, выстлан- мышлениости в ка-
в-ва нераств. в HCI —0,18 цинка сернистым аммонием 2. Пропускание сероводорода че- рез растворы со- лей цинка ных бумагой честве красителя
Своб. Н3РО4 (на Из гранулиро- В стеклянных Для антикорро-
Р г'-’б) — 5 ванного цинка и фосфорной кисло- ты банках (вес нетто 10 кгс) зионных покрытий
Fe — 0,6; сульфа- Обработка от- Продукт марки В качестве аити-
ты — 0,35; > окисли ходов цинка соля- А — в барабанах септика для про-
металлов — 5,0; As, Pb, Си — не норм.; нераств. ост. — 0,25 ной кислотой из кровельного железа (емкость 50—100 л), марки Б—в стеклянных бутылях (20— питки древесины; в бумажной про- мышленности; в производстве вис- козы, цинковых
Fe —0,035; Pb-4-Cu — 0,01; As — 0,001; окислы металлов—не норм.; нераств. ост. — 0,02 Fe — 0,6; сульфа- ты — 0,45; окислы металлов — 2,8; РЬ, Си, As — не норм. Fe —2,0; Pb, Си, As— не норм.; нераств. ост. — 1,0 40 л), в стальных бочках (100— 240 л) и в ж.-д. цистернах красок; для полу- чения металличе- ского цинка элек-. тролизом
Fe2O3 — 0,1 Fe2O3— 0,15 В бумажных мешках, в кото- рые вложен джу- товый мешок (вес 50 кгс) При производ- стве эмалей и ке- рамических из- делий
Перед употреб- лением наливают раствор медного купороса в извест- ковое молоко, тщательно пере- мешивая В бумажных парафинированных пакетах (вес 0,,3 0,6 и 0,9 кгс) Для борьбы с с.-х. вредителями
15*
227
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
№ по пор.! Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
248 249 250 251 252 253 Зелень па- рижская (швейнфурт- ская) Кальций мышьякови- стокислый технический Кальций мышьяково- кислый тех- нический Купорос же- лезный Купорос медный Мышьяк бе- лый техниче- ский Тонкий ярко-зеленый кристалличе- ский порошок Серый по- рошок То же См. 139 См. 140 См. 156 гост 105—60 гост 107—41 ГОСТ 156—41 Сорт I Сорт II Сп(СН3СОО)2- •3CuO-(AsO2)2 То же Са (AsO2)2 с примесью Са3 (AsO3)2 Са3 (AsO4)2« • 2Н2О 53(на As2O3) 28,5(наСиО) 51,5 (на As2O3) 28 (на CuO) 62 (на As2O3) 38—42 (на As2O6)
254 Мышьяко- вистый ангид- рид техниче- ский Белый кри- сталлический порошок ГОСТ 1973—43 Сорт I Сорт II As2O3 As2O3 95,0 90,0
255 Натрий кремнефто- ристый Тонкий кристалличе- ский порошок, белый, иногда с серым или желтым от- тенком ГОСТ 87—57 Высший сорт Сорт I Сорт II Na2SlF6 Na2SlF6 Na2SiF6 98 95 93
228
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
П родолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
Влага — 1,2 Из белого мышь- яка, соды, медно- В герметичных стальных бара- 1 сорт—для борь- бы с с.-х. вредите-
го купороса и ук- сусной кислоты банах (емкость 25 и 50 л), поме- щаемых в фанер- ные барабаны лями; II сорт — с личинками маля- рийного комара
As2O3 (своб.)—0,5; Взаимодействие В герметичных Для борьбы с са-
влага —1,5 пастообразной из- вести с белым мышьяком стальных бара- банах (емкость 25 и 50 л) ран чой и с грызу- нами
As2O3(cbo6.)— 1,0; щелочи (па СаО) — 2; влага —1,0 Окисление бе- лого мышьяка азотной кислотой и последующая обработка извест- ковым молоком То же Для борьбы с с.-х. вредителями
Влага — 5,0 Окислительный В стальных В производстве
Влага — 10,0 обжиг мышьяко- вых руд герметичных ба- рабанах, поме- щаемых в дере- вянные бочки или фанерные бара- баны ядохимикатов для борьбы с с.-х. вре- дителями
Влага —1,0; к-ты Взаимодействие В выложенных Для получения
(на НС1)—0,1 кремнефтористо- бумагой фанер- фтористого натрия;
Влага—1,0; к-ты водородной ки- ных барабанах для борьбы с с.-х.
(на НС1)—0,15 слоты с хлори- (ем кость 20—50 л) вредителями; в ка-
Влага — 1,0; к-ты стым натрием или или в деревян- честве антисептика
(на НС1)—0,15 сульфатом натрия при утилизации фтора в супер- фосфатном произ- водстве и при очи- стке фосфорной и плавиковой ки- слот от кремне- фтористоводород- ной кислоты ных бочках (40— 75 л) древесины; для из- готовления кис- лотоупорных за- мазок
229
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
№ по пор. Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вешество продукта
формула содержание, %
256 Натрий мышьякови- стокислый Серая или черная пасто- образная мас- са ТУ МХП 973—43 Na3AsO3 52 (на As2O3)
257 Плав хло- ратмагниевый (дефолиант) Водный рас- твор или твердая смесь ГОСТ 10483-63 Mg (С1О3)2 * •6Н2О 58
258 Препарат АБ Светло-зе- леный, голу- боватый или сероватый тонкий поро- шок ГОСТ 4985—49 CuSO4 • • ЗСи (ОН)2 15,0-=-16,0 (на Си)
259 Протарс Сероватый порошок ГОСТ 106-41 Са (AsO2)2 с примесью Са3 (AsO3)2 9—11 (на As2O3)
260 Сера кол- лоидная Порошок или рыхлые комочки жел- товатого цве- та ТУ МХП 4195—54 S 95
261 Сильфтон Тонкий по- рошок ТУ МХП ОШ-75-46 NaF 41
230
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, Промышленные Перевозка Основное применение
допускаемые стандартом или ТУ, % методы получения и хранение
Влага — 20,0 Растворение белого мышьяка в растворе соды с последующим упариванием ще- лока В герметичных стальных бара- банах (емкость 25 и 50 л) Для борьбы с са- ранчой и с мышами
Нераств. ост.—0,6 Обменная реак- ция между хло- ратом 1 натрия и хлоридом магния с последующим упариванием В герметичных барабанах из кро- вельной стали (емкость 15—20 л) или в многослой- ных бумажных мешках с вклады- шем из полиэти- леновой или по- ливинилхлорид- ной пленки (вес нетто 20—25 кге) Как дефолиант для хлопчатника (водный раствор)
CuO —1,0; в ла- Смешение мед- В многослой- Для обеззаражи-
. га — 3,0 кого купороса с мелом, увлаж- нение и нагрева- ние смеси с после- дующей фильтра- цией, высушива- нием и размолом ных бумажных мешках или во- локнисто -литых бочках (вес нет- то 20 кге) вания семян зерно- вых культур от го- ловни методом су- хого протравли- вания
СаО (своб.) — 0,5; Смешение мы- В герметичных Для протравли-
влага — 1 -5- 2,5 шьяковистокисло- го натрия с напол- нителем (таль- ком или фосфо- ритной мукой) стальных бараба- нах (емкость 25 и 50 л) вания семян
As2O3 — 0,2; рода- Промывка во- В пятислойных Для борьбы с бо-
нистые соединения дой и 1% раство- бумажных биту- лезнями с.-х. куль-
(в пересчете на ром сульфитцел- мированных меш- тур (главным обра-
CNS”) — 0,01; тио- люлозиого Зкс- ках (вес нетто зом хлопчатника и
сульфат — 1,2; зо- ла — 5; влага — 30 тракта пасты га- зовой серы, полу- чающейся при очи- стке генераторно- го газа и серово- дорода 30 кге) винограда)
Влага — 2 Механическое смешение фтори- стого натрия, дву- окиси кремния и сухих минераль- ных красок В картонных коробках (вес 0,05 кге), уклады- ваемых в ящики Для уничтоже- ния тараканов
231
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
|*dou он Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
262 263 264 265 266 267 268 269 Тальфтон Фосфид цинка Хлорат на- трия Хлорпикрин технический (трнхлорни- трометан) Хлорсмесь Цианплав Удобрения Азофосфат Аммиак вод- Тонкий по- рошок Темно-се- рый или чер- ный порошок см. 234 Беецветн.ая или желтова- тая жидкость с едким запа- хом. Удушлив Бесцветная или желтая жидкость См. 241 Серовато- бурый поро- шок Прозрачная ТУ МХП ОШ—57—46 ТУ МХП 1502—47 ОСТ нктп 4006 ВТУ 2216—50 ВТУ мммп 291—46 ГОСТ Сорт 1 NaF Zn3P2 CC13NO2 Смесь CS2 и CCI, N p2o5 NH3 41 Акт. P — 16 96 32—36 7 10 25,0 20,0 82,0
270 ный для сель- ского хозяй- ства (см. так- же табл. 7 на стр. 255) Аммиак жид- кий (см. так- же 3) ЖИДКОСТЬ с характерным запахом Сжиженный под давлени- ем газ с рез- ким запахом 9—57 с изме- нением 1 Сорт II NH3 N
232
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Основное применение
Влага — 1 ч- 2 Не нормируются Механическое смешение фтори- стого натрия, таль- ка, углекислого магния и сухих минеральных кра- сок Сплавление фос- фора с цинком В картонных коробках (вес 0,08 кгс), укла- дываемых в ящи- ки В стальных бан- ках (вес нетто 16—20 кгс) Для уничтоже- ния тараканов Для борьбы с грызунами
Своб. к-ты (на HNO3) —0.01 Действие хлор- ной извести или хлора на щелоч- ной раствор пи- криновой кислоты В стальных бочках (емкость 25, 50 и 100 л) Для борьбы с амбарными вреди- телями и сусли- ками
Не нормируются Смешение серо- углерода-сырца с техническим четы- реххлористым уг- леродом В баллонах (ем- кость 75 л) или в стальных боч- ках (100—250 л) Для борьбы с по- левыми грызунами
Примечания
Влага —15; в-ва нераств. в к-тах — 3 Смесь рогоко- пытной мук-и и обесклеенной тех- нической 'костя- ной муки в соот- ношении 2:1 В бумажных мешках (вес 80 кгс) или в бу- мажных пакетах (1, 2 и 3 кгс)
Не нормируются • Водный раствор аммиака В любых сталь- ных емкостях Применяется в качестве основного удобрения и для подкормки с.-х. культур
Не нормируются Из синтетиче- ского аммиака В специальных цистернах или баллонах, рассчи- танных на давле- ние 20—30 ат То же
233
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
№ по пор, 1 Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
271 Аммиакаты жидкие Светлые жидкости, до- пускается желтоватая окраска ВТУ опытная партия Главазот 1956 Марка А Марка Б Марка В NH3 NH4NO3 NH3 NH4NO3 NH3 Ca (NO3)2 nh4no3 14—17 64—67 23—26 53—56 18—20 25—28 28—30
272 Борат маг- ния осажден- ный Белый или серый поро- шок ВТУ МХП 4523—56 H3BO3 7,5
273 274 Каинит Калий сер- нокислый Бесцветный или белый ми- нерал См.- 122 ТУ МХП 185—47 Сорт 1 Сорт II KCI-MgSO4- . 3H2O KCl-MgSO4- • 3H2O 12 (на K2O) 10 (на K2O)
275 Калий хло- ристый тех- нический . Белый кри- сталлический порошок. Сле- живается гост 4568--49 Сорт I Сорт II Сорт III KCI KCI KCI 98 (R2O—61,9) 95 (К2О—60,0) 90 (К2О—56,9)
276 Калий хло- ристый элек- тролит Белый с се- роватым от- тенком кри- сталлический порошок. Сле- живается ЦМТУ 3328—53 KCI - 72
277 Калимагне- зия Бесцветные кристаллы ТУ МХП 186—54 K2SO4. • 2MgSO4 17,0 (на К2О)
234
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом нли ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Примечания
Влага —16-5-22 Влага — 18-5-24 Влага — 22ч-30 | Влага — 5 NaCl —1,4; вла- га — 1 NaCl — 4,6; вла- га — 1 Влага — 2 Влага — 5 Растворы ам- миачной селитры, кальциевой селит- ры, мочевины или их смесей, насы- щенные аммиаком Осаждение бор- ной кислоты из маточных раство- ров техническим каустическим маг- незитом, фильтра- ция, сушка и из- мельчение Размол горной породы Разделение силь- винита на хлори- стый калий и хло- ристый натрий ос- нованное иа их различной рас- творимости Отход при по- лучении магния из карналлита Переработка лангбейнитовой РУДЫ В специальных цистернах или баллонах, рассчи- танных на не- большое давле- ние: марки А и . Б — в алюминие- вых или из нер- жавеющей стали, В — из обычной стали В 4-слойных бумажных меш- ках (вес нетто 50 кгс) Навалом в ж.-д. вагонах В многослой- ных бумажных мешках (вес нет- то 40 кгс). Допу- скается перевозка навалом. Хранят в сухом месте Навалом в кры- тых ж.-д. вагонах Навалом в ж.-д. вагонах Применяется в качестве основного удобрения и для подкормки с.-х. культур Применяется также в химиче- ской промышлен- ности для произ- водства соедине- ний калия Применяется также для получе- ния сернокислого калия; в качест- ве удобрения упо- требляется в раз- молотом виде
235
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
о в Наименование Краткая № Сорт, Основное вещество продукта
эи чК продукта характеристика или ТУ ровка формула содержание, %
278 Мочевина синтетическая (карбамид кор- мовой) Белый или серый кристал- лический по- рошок ТУ гхк 147—61 Марка А Марка Б Марка В nh2conh2 nh2conh2 nh2conh2 N (на сух. в-во) 46,0 46,0 46,0
279 Мука из- вестняковая Серый по- рошок ГОСТ 8041—56 СаСО3 -f- 4- Mgco3 85,0
280 Мука костя- ная Белый с се- рым оттенком порошок ОСТ мммп 52 Са3 (РО4)2 Р2ОБ —30 СаО —38
281 Мука фос- форитная Темно-се- рый с бурым оттенком по- рошок. Оста- ток на сите с отверстиями 0,18 мм — не более 10 % ГОСТ 5716—65 Высший сорт Сорт 1 Сорт 2 Сорт 3 Ca6F (РО4)3 Ca6F (РО4)3 Ca5F (РО4)3 8 882 1 III Ш Ю 1ft Л О ООО см сч см СЧ CU си си си
282 Мука фос- форитная тон- кого помола То же ТУ МХП 3228—52 Высший сорт Сорт I Сорт II Ca5F (РО4)3 Ca5F (РО4)3 CasF (РО4)3 Р2О5 —25 Р2О6 —22 Р2О5— 19
283 Натрий азот- нокислый тех- нический (се- литра натрие- вая, нитрат натрия) Белые кри- сталлы, иногда с сероватым или желтова- тым оттенком ГОСТ 828—54 Сорт I Сорт II NaNO3 NaNO3 99 98 (N—16,1)
236
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Примечания
Синтез из дву- окиси углерода и аммиака под да- влением В бумажных битумированных мешках и пакетах Применяется в качестве основно- го удобрения и для внекорневой под- кормки огородных и садовых культур
Влага—12,0 Продукт размо- ла известняков, доломитовых, мер- гелистых извест- няков, мела и дру- гих пород В бумажных мешках или на- валом Применяется для известкования кис- лых почв
N — 1; влага —10 Измельчение костей после их обезжиривания и обесклеивания В мешках из ткани или бумаги, кулях или ящиках (вес нетто 80 кге) и навалом Применяется в качестве нейтрали- зующей добавки к удобрениям
Влага—1,5 Влага — 3 Измельчение природного фос- форита с после- дующей флота- цией Навалом в кры- тых ж.-д. вагонах Применяется в качестве удобре- ния и нейтрали- зующей добавки к кислым удобре- ниям
Влага — 3 То же То же Применяется в качестве нейтрали- зующей добавки к суперфосфату
Хлориды (на NaCl) — 0,5; окисля- емые в-ва (на NaNO2) —0,03; не- раств. ост. — 0,15; Н2О —1,5 ' Окисляемые в-ва (на NaNO2) — 0.04; Н2О —2 Побочный про- дукт в производ- .стве азотной кис- лоты при нейтра- лизации хвосто- вых нитрозных газов раствором соды В многослой- ных бумажных битумированных мешках (вес нет- то 40—50 кге) и в деревянных боч- ках (вес брутто 100—200 кге) В качестве удо- брения применяет- ся II сорт, а I сорт— для получения ка- лийной селитры, нитрата бария, взрывчатых ве- ществ, в пищевой, металлообрабаты- вающей и стеколь- ной промышлен- ности
237
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
№ по пор.1 Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
284 Нитрофоска Г ранулиро- ванный про- дукт гост 11365—65 Марка А Марка Б Марка В N Р2О3 К2О N РаО6 к2о N Р2О5 к2о 16—17 16—17 16—17 12,5—13,5 8,5—9,5 12,5—13,5 11—12 10—11 11—12
285 Огарок кол- чеданный Мелкий тем- но-бурый по- рошок ТУ МХП 4330—54 / Си 0,3
286 Преципитат Белый рас- сыпчатый по- рошок ГОСТ 1175—41 Сорт I Сорт II СаНРО4- •2Н2О Р2О6 (цит- ратнораств.) То же 31 27
287 Селитра ам- миачная (ни- трат аммония) Белый мелкокристал- лический или чешуйчатый (марка А) или гранулирован- ный (марка Б) продукт. Ги- гроскопичен. С повышением влажности уве- личивается сле- живаемость ГОСТ 2—65 Марка А Марка Б NH4NO3 N (на сух. в-во) NH4NO3 N (на сух. в-во) . 99,5 34,8 97,7 34,2
288 Селитра ка- лиевая техни- ческая (ни- трат калия) Белые кри- сталлы ГОСТ 1949—65 Сорт I KNO3 99,8
238
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Примечания
Влага — 2 Разложение при- родных фосфатов азотной кислотой, обработка вытяж- ки аммиаком и добавление хло- ристого калия В 5-слойных бумажных меш- ках с тремя би- тумированными слоями
Влага — 5,0 Отход при об- жиге медьсодер- жащего серного колчедана Навалом в Ж.-д. вагонах Применяется на осушенных тор- фяно-болотных почвах
Влага—10 Взаимодействие фосфорной кисло- ты с известняком или гашеной из- вестью В многослой- ных бумажных мешках (вес нет- то 50 кгс) »
Влага — 0,5; не- раств. ост. — 0,05 Влага — 0,4; не- раств. ост.—не норм. Нейтрализация аммиаком азотной кислоты с после- дующей упаркой щелоков, кристал- лизация и сушка продукта В многослой- ных бумажных битумированных мешках (вес нет- то 35—50 кгс). Хранят в сухом месте В качестве удо- брения применяют- ся обе марки; мар- ка А используется в химической про- мышленности
Хлориды (на NaCl)—0,03; карбо- наты (на К2СО3)— 0,02; нераств. в-ва: в Н2О —0,03, в HCI — 0,005; окисля- емые в-ва (на KNO2)—0,01; влага— 0,1 Обменное вза- имодействие ни- трата натрия и хлористого калия В пяти- или шестислойных битумированных бумажных меш- ках, причем вну- тренний слой дол- жен быть непро- писанный (вес до 50 кгс) В качестве удо- брения применяет- ся Ш сорт, кроме того, его упо- требляют в пище- вой промышлен- ности как консер- вант; I и II сорта используются для изготовления взрывчатых ве- ществ
239
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
1 № по пор.1 Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта илн ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
Селитра калиевая тех- ническая (про- должение) t Белые кри- сталлы гост 1949—65 Сорт II KNO3 99,5
Сорт III KNO3 98
289 Селитра кальциевая Кристалли- ческий чешуй- чатый продукт СТУ 71-Х-20-62 N (общ.) NH4NO3 17 4—7
290 291 Сильвинит молотый Смеси удоб- рительные для широкого по- требления Красновато- серый крупно- кристалличе- ский порошок. Состоит из сильвина (КС1) и галита (NaCl) с примесями других солей Серовато- белый поро- шок ТУ МХП 1814—48 ТУ МХП ОШ-306—55 Огород- ная Цветоч- ная Плодово- ягодная Плодово- ягодная с бором КС1 N р2о6 К2О N P2OS К2О N р2о6 К2О N р2о6 К2О H3BO3 22 (К2О - 14) 6 ±0,5 9±1 9±1 6,4 ±0,5 9,6±1 6,4 ±1 6 ±0,5 9,6±1 7,5±1 6,4 ±0,5 9,6±1 7,5 ±1 0,75
240
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Примечания
Хлориды (на NaCl) — 0,1; карбо- наты (на К2СО3)— 0,04; нераств. в-ва: в Н2О —0,03, в НС1 —0,02; вла- га — 0,2 Влага — 2 Влага—15 Обменное взаи-' модействие нитра- та натрия и хлори- стого калия 1. Улавливание известковым мо- локом нитрозных газов, выделяю- щихся при про- изводстве азотной кислоты 2. Разложение природных фосфа- тов азотной ки- слотой и осажде- ние из вытяжки преципитата. В обоих случаях ра- створ упаривают, а плав кристалли- зуется Измельчение сильвинитовой ру- ды В пяти- или шестислойных би- тумированных бу- мажных мешках, причем внутрен- ний слой должен быть непропитан- ный (вес до 50 кгс) В 5-слойных бумажных меш- ках с тремя биту- мированными слоями (вес нет- то 52—57 кгс) В качестве удо- брения применяет- ся III сорт, кроме того, его употреб- ляют в пищевой промышленности как консервант; I и II сорта исполь- зуются для изго- товления взрывча- тых веществ
Не нормируются Навалом в ж.-д. вагонах Применяется также для произ- водства соедине- ний калия
Влага—13 • Смешение одно- сторонних удобре- ний и нейтрали- зующих добавок в определенных соотношениях В картонных коробках или 2- и 3-слойных крафт-целлюлоз- ных пакетах (вес 1, 3, 5 и 7 кгс)
241
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
I № по пор.1 Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
.292 Соль калий- ная смешан- Кристал- лический из- ВТУ МХП С СИЛЬ- ВИНИТОМ KCI, K2SO4 40 (на K2O)
ная мельченйый продукт. Оста- ток на сите с отверстиями 4 мм — не бо- лее 6 % 4258—54 ТУ МХП 4484—55 С силь- винитом и каини- том Ка- лушского комби- ната С каини- том KCI, K2SO4 KCI, k2so4 30 (на К2О) 30 (на К2О)
293 294 295 296 Сульфат ам- мония Сульфат ам- мония-натрия Суперфос- фат аммони- зированный из фосфоритов Кара-Тау Суперфос- фат гранули- рованный из апатитового концентрата Белые или бледно-серые кристаллы Кристаллы от белого до темно-серого цвета Сухой рас- сыпчатый про- дукт Серые проч- ные сухие гранулы ГОСТ 9097—65 ТУ МХП 2498—53 ТУ МХП 4456—55 ГОСТ 5956—53 Высший сорт Сорт I Сорт II / (NH4)2SO4 (NH4)2SO4 (NH4)2SO4 Смесь (NH4)2SO4 и Na2SO4 ₽2o6 N P2O5 N —21,0 (на сух. в-во) N —20,8 (на сух. в-во) N — 20,8 (на сух. в-во) Na2SO4—25, N —16 (на сух. в-во) 14,0 2,3 19,5
242
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжении
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Примечания
Влага — 2 Влага — 2; MgO — 2 Смешение хло- ристого калия с сильвинитом или каинитом Навалом или в таре
Влага — 2
H2SO4 (своб.) — 0,025; влага — 0,2 H2SO4 (своб.) — 0,05; влага — 0,3 H2SO4 (своб.) — 0,5; влага — 0,3 Поглощение сер- ной кислотой ам- миака, содержа- щегося в газе кок- совых печей В бумажных битумированных или полиэтиле- новых мешках (вес 45—50 кге)
H2SO4 (своб.) — 0,4; орг. примеси — 2,5; влага — 4,0 1. Упарка ра- створов сульфа- тов, являющихся отходом производ- ства 2. Нейтрализа- ция отработанной серной кислоты и упаривание полу- ченного раствора В бумажных мешках (вес 30— 40 кге). Хранят в сухом месте
Не нормируются Обработка су- перфосфата из фосфоритов Кара- Тау аммиаком В 4-слойных битумированных бумажных меш- ках (вес нетто 35—50 кге)
Своб. к-та (на P2OS) — l-r-2,5 Окатка увлаж- ненного нейтра- лизованного су- перфосфата во вра- щающемся бара- бане, последую- щая сушка, дро- бление и рассев гранул В многослой- ных битумирован- ных бумажных мешках (вес нет- то 35—50 кге)
243
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
№ по пор ! Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ТУ Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
297 298 299 300 301 302 303 Суперфос- фат гранули- рованный из фосфоритов Кара-Тау Суперфос- фат двойной Суперфос- фат из апати- тового кон- центрата Суперфос- фат из фос- форитов Кара- Тау Суперфос- фат нейтра- лизованный Трикальций- фосфат Тукосмесь: аммиачная се- литра — пре- ципитат Серые проч- ные сухие гранулы Представля- ет собой кон- центрирован- ное удобрение Серый с различными оттенками рассыпчатый продукт. Фос- фор содер- жится глав- ным образом в виде водо- растворимых Са (Н2РО4)2 и Н3РО4 То же Светло-се- рый рассып- чатый поро- шковиднозер- нистый мате- риал Белый с се- рым оттенком порошок Рассыпча- тый исслежи- вающийся продукт РТУ 188-62 Казах. ССР ГОСТ 8382—57 ГОСТ 4667—49 ТУ МХП ОШ-234-51 ТУ мммп 136—50 ОСТ 10925—40 Высший сорт Сорт 1 Марки: 15:15 10:20 20:10 P2OS Р2О5 р205 Р2О5 Р2О6 Р2О5 Са3 (РО4)2 N Р2О6 N Р2О6 N Р2О5 14 38—50 19,5 19,0 14,0 19 Р2О6 —30 СаО —38-4- 43 15 15 10 20 20 10
244
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
П родолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Примечания
Своб. к-та (на Р2О6) — 2,5 Влага—12; своб. к-та (на Р2О5)— 5,0 Влага — 13; своб. к-та (на Р2О6)— 5,0 Влага —15; своб. к-та (на Р2О5)— 5,5 Влага — 4,0; своб. к-та (на Р2О6) — 2,5 Влага—10; N — 1; соли К, Na, Mg —7 Влага — 6 Влага — 7,5 Влага — 5,5 Окатка увлаж- ненного нейтрали- зованного супер- фосфата во вра- щающемся бара- бане, сушка, дроб- ление и рассев гранул Разложение при- родных фосфатов фосфорной кисло- той Разложение апа- титового концен- трата серной ки- слотой Разложение фосфоритов Кара- Тау серной кисло- той Отсеянная мел- кая фракция, обра- зующаяся при производстве гра- нулированного су- перфосфата Тонкий размол дбезжиренной и обесклеенной ко- стяной муки Смешение ам- миачной селитры и преципитата. До- пускается добавка суперфосфата В 4—5-слойных битумированных бумажных меш- ках (вес 40 кгс) В парафиниро- ванных бумаж- ных или в поли- этиленовых Меш- ках В многослой- ных бумажных мешках или на- валом в ж.-д. ва- гонах То же В многослой- ных битумирован- ных бумажных мешках или на- валом в ж.-д. ва- гонах В бумажных пакетах (вес 0,2, 0,5, 1, 3 и ч кгс), укладываемых в ящики или бочки В многослой- ных бумажных мешках (вес 40— 50 кгс). Хранить в сухом месте Не содержит CaSO4 Содержит CaSO4. Применяется также для произ- водства трикаль- цийфосфата и в дрожжевой промы- шленности То же
245
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
<№ по пор.1 Наименование продукта Краткая характеристика № стандарта или ‘1У Сорт, марки- ровка Основное вещество продукта
формула содержание, %
304 305 306 307 Тукосмесь: аммиачная се- литра — супер- фосфат Тукосмесь: сульфат ам- мония — су- перфосфат Удобрение бормагииевое Фосфат обесфтореи- ный Рассыпча- тый исслежи- вающийся продукт То же Землисто- серый или бе- лый рассып- чатый поро- шок Серый или светло-корич- невый тонкий порошок гост 967—41 ГОСТ 966—41 ТУ МХП 2172—52 ТУ ммп РСФСР 39—100 ГОСТ 10516—63 Марки: 13:13 11:11 8:16 7:14 16:8 Марки: 9:9 7:10,5 6:12 10,5:7 12:6 N P2OS N p2os N р2о5 N р2о5 N Р 2Os N p2o5 N p2o6 N P2O6 N p2o5 N P2O5 MgSO,+ 4= h3bo3 или Na2SO4 + —|— Na2B4O7 To же Ca3 (PO4)2 13 13 11 11 8 16 7 14 16 8 9 9 7 10,5 6 12 10,5 7 12 6 В—6,5-r-lO (на H3BO3) В—15 (на Н3ВО3) Р2О6—36 СаО—48
246
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартов или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка н хранение Примечания
Своб. к-та (на Р2О6) — 0,4; влага'— 10 Своб. ц-та (на РгОб)—0,4; влага—9 Своб. к-та (на Р2О6) — 0,4; влага— 11 Своб. к-та (на Р2О6)— 0,4; влага— 11 Своб. к-та (на Р2О6)—0,4; влага—8 Смешение ам- миачной селитры и суперфосфата с добавками и на- полнителями (ко- стяная мука, пре- ципитат, извест- няк, доломит и др-) В многослой- ных бумажных мешках (вес 40— 50 кгс). Хранить в сухом месте
Своб. к-та (на Р2О5) — 2; влага — 9 Своб. к-та (на Р2ОБ)—2; влага—9,5 Своб. к-та (на Р2О5)— 2,5; вла- га—10 Своб. к-та (на Р2О5)—1,5; влага—8 Своб. к-та (на Р2О5)—1,5; вла- га— 7 Смешение су- перфосфата и суль- фата аммония с добавками, и на- полнителями (ко- стяная мука, из- вестняк, доломит, фосфоритная му- ка, торф и др.) То же
Влага — 7 Из отходов про- изводства борной кислоты или буры В деревянных бочках (вес нет- то 150 кгс) или в многослойных бумажных меш- ках (30—50 кгс)
F —0,2; Fe —0,01 Спекание апати- тового концентра- та с небольшими добавками песка при 1420—1460° С в присутствии па- ров воды В бумажных битумированных мешках (вес до 50ж?с), в бумаж- ных мешках (5, 10 и 20 кгс) и пакетах (0,25, 0,5, 1 и 2 кгс) —
247
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ
с" с Наименование продукта Краткая характеристика № Сорт, Основное вещество продукта
№ по стандарта или ТУ марки- ровка формула содержание, %
308 309 310 311 312 313 314 Фосфоазо- тин Фосфоаммин Фосфогипс Фосфоро- бактерин жид- кий Цианамид кальция Шлак фос- фатный мар- теновский Шлам мар- ганцевый Серый по- рошок Светло- серый поро- шок См. 230 Мутная жидкость См. 240 Темный по- рошок Темный по- рошок ВТУ мммп 318—46 ВТУ МММП 279—46 ГОСТ 8192—56 ТУ от 14/Х-62 г. ЦМТУ 5106—55 Класс А Класс Б р2о5 N р205 N Содержа рий в 1 мг 800 млн. п момент г 600 млн. в ка годносп р2о5 (усвояемая) Р2О5 (усвояемая) МпО2 12 2,8 13 10 ние бакте- жидкости — о высеву в ыпуска и гечение сро- 12 8 14
248
ПРОМЫШЛЕННОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
Предельные количества главных примесей, допускаемые стандартом или ТУ, % Промышленные методы получения Перевозка и хранение Примечания
Влага —15; в-ва, нераств. в к-тах—20 Мелкая фрак- ция при рассеве отходов от поли- ровки обезжирен- ной кости В бумажных па- кетах (вес 1, 2 и 3’ кге) и в меш- ках (40 кге)
Влага —15; в-ва, нераств. в к-тах—2 Смешение обес- клеённой костя- ной муки и суль- фата аммония в соотношении 1:1 В бумажных мешках (вес 80 кге) или' в па- кетах (1,2иЗ кге)
Не нормируются Изготавливают на чистой актив- ной культуре бак- терий, минерали- зующих органиче- ские соединения фосфора, которые становятся более- доступными расте- ниям В бутылках из прозрачного сте- кла (емкость 0,5 л). Срок год- ности 6 месяцев
| Влага — 1 Побочный про- дукт при пере- деле богатых фос- фором чугунов в мартеновских печах В бумажных мешках
Влага — 25 Отход, получае- мый при обога- щении марганце- вых руд Навалом в кры- тых ж.-д. вагонах
249
£3 ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ К ТАБЛИЦЕ
° «Характеристика важнейших продуктов промышленности неорганических веществ»
№ 1 Азотная кислота
Содержание, вес. %
Компоненты концентрированная кислота (по ГОСТ 701—58) неконцентрированная кислота (по ТУ МХП АУ-112—56) специальная кислота (но ТУ МХП АУ-12-53) азотная кислота реактивная (по ГОСТ 4461—48)
I сорт П сорт I сорт II сорт III сорт химически чистая чистая для анализа чистая
Азотная кислота, не менее .... 98 97 55—57 * 47—49 45—46,9 * 70—75 61—68 (конц.)
Окислы азота в пере- счете иа N2O4, не более 0,3 0,4 0,2 0,2 0,2 54 0,1 ** —60 (разб 0,1 ** .) 0,1 **
Серная' кислота, не бо- лее . . . • 0,08 0,12 0,05 0,0005 0,002 0,005
Твердый остаток, не более 0,05
Прокаленный остаток, не более 0,03 0,05 0,05 0,1 0,1
Окись железа в пере- счете иа железо, не более • . 0,001 (Fe,O,) 0,00005 0,0001 0,0003
Хлор, не более . . 0,0006 0,0001 0,0002 0,0005
Тяжелые металлы серо- водородной группы РЬ, не более .... 0,00005 0,0005 0.0005
Мышьяк, не более . . 0,000003 0,000003 0,30001
Нелетучий остаток, не . . . . • 0,0015 0,003 0,005
более ..... Кальций, не более 1 , . . . 0,002
* В летний период (с 1/V по 1/IX) допускается уменьшение содержания азотной кислоты до 54 вес. % в кислоте I сорта и до 42,5 вес. %
в кислоте III сорта Днепродзержинского азотнотукового завода.
** В пересчете на NO2.
№ 2
Борная кислота
Компоненты ' Содержание, вес. %
борная кислота (по ГОСТ 2629—44) борна^я кислота для электролити- ческих конденса- торов (по ГОСТ 5281—50) борная кислота реактивная (по ГОСТ 9656-61)
I сорт * II сорт химически чистая чистая для анализа чистая
Борная кислота, не меиее 99,5 98,5 99,5 99,5 99,0 99,0
Хлориды в пересчете на хлор, не более 0,001 0,2 0,0001
Сульфаты в пересчете на SO^-, не более 0,008 0,6 0,0005
Железо, не более .... 0,001 0,005 0,0005 0,0005 0,001 0,002
Тяжелые металлы сероводо- родной групп J, не более 0,001 0,005 0,0005
Вещества, нерастворимые в воде, не более .... 0,005 0,1 0,005 0,005 0,005
Влага, не более 1 2
Фосфаты в пересчете на РО®-, не более 0,001
Кальций, не более ... 0,005 0,002 0,007 0,01
Мышьяк, не более .... 0,0002 0,0001 0,0002, 0,0002
Нелетучие вещества при об- работке фтористоводород- ной кислотой, не более 0,05 0,05 0,1 0,3
Борная кислота I сорта, предназначенная для медицинских целей, должна выдерживать испытания на отсутствие кальция и мышьяка.
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ 7 НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
&= № 3 Серная кислота
ЬО __________________________ -..................................
Содержание вес. %
Компоненты серная кислота (по ГОСТ 2184—59) серная кислота аккумуляторная (по ГОСТ 667-53) олеум высоко- процент- ный (-по ТУ ГАПУ 189-53) серная кислота реактивная (по ГОСТ 1204—48) > ж н Р5 S
контактная * башен- ная ** регене- риро- ванная
техни- ческая техниче- ская улуч- шенная олеум сорт А сорт Б химически чистая чистая для анализа чистая
Моногидрат (H2SO4), не менее 92,5 92,5ч-94,0 75 91 92—94 92—94 93,56 95,63 н Я X
Свободная SO3, не ме- нее ... 18,5 65±1,5 Я D5
Окислы азота в пере- счете на N2O3, не бо- лее 0,0001 0,03 0,01 0,00005 0,0001 0,0001 3* 0,0002 з* 0,0005 з* V» W ж 58
Прокаленный остаток, не более ..... 0,04 0,15 0,2 0,03 0,05 0,15 в Е л s
Железо, не более . . 0,015 ... 0,006 0,012 0,00005 0,0001 0,0003
Мышьяк, не более 0,0001 0,00005 0,0001 .... 0,000003 0,000003 0,00001 я т
Хлориды в пересчете на С1_, не более . . 0,001 0,0005 0,0005 0.0001 0.0002 0,0005 X о
Марганец, не более 0,00005 0,0001
Нелетучий остаток, не более 0,001 0,002 0,1 m О 0 D5
Тяжелые металлы се- роводородной груп- пы (РЬ), не более . . 0,0002 0,0005 0,0005 О Е
Селен, не более .... 0,0002 0,0005 0,001 Е
Аммонийные соли в пе- ресчете на NH4, не 0,0001 0,0003 0,001 ГН я о
* В контактной технической серной кислоте, поставляемой для пищевой промышленности, содержание мышьяка не должно быть н
более OjOOOl вес. %, а содержание окнслов азота —не более 0*0001 вес. %. Я
* * В зимний период (с 1/XI по 1/IV) заводы-изготовители обязаны отгружать башенную кислоту'с содержанием моногидрата 74—75 вес. %,
контактную техническую и регенерированную серную кислоту с содержанием моногидрата не более 94 вес. %, олеум с содержанием свобод-
ного серного ангидрида не более 22%.
344 Азотная кислота в пересчете на NO3 .
Ингибитор . . . с к к (Т с о Ьэ О о пс иилес . . . Нелетучий оста- Свободный хлор, Мышьяк, не более Тяжелые металлы, Нё бПДРР Железо, не более Сернистая кислота в пересчете на SO„ не более ц пересчете на SOj-, не бПДРР а иереечете на SO3, не более . . . Серная кислота Хлористый водо- род, ие менее пимииненты
0,01 0,03 О 4^ 27,5 с Зор
о О) 27.5 с ь. ►—« J га 5-Зо s“s 2 д Л D •
с К С с с й • гоо 'i о в л Ю синтетическая тез ническая кислота (по ГОСТ 857-57)
0,002 а а с В к < О В 0 4^ о D D гл кислота для пищевой промышленности (по ТУ XII 439—62) о о
О ►—* О в • 7 о л кислота из отбросных газов органических производств (по ТУ БУ 33—53) fci Л) ра К S о
5 7 » о с о Ел * • 10 0 ° о ингибированная кислота (по ТУ МХП 2345—50) , вес.
с я с с S к о о о о В 171 0,0002 О о 7 о о о 1л 0,0002 о отд чистая > 2 ! X < соляная ная (по
7 5 с с с к. О о о о о 0,0005 о о 7 в о с в | с Z> i и мс 7 с с л э лЭ ю для анализа X ! р- X On од*
• 10'0 0,001 1 о о =3 в о С с с 5 5 7 1 0,002 о отд 5 “с чистая со<^ 1 я сэ
Г)
о
м
Я
№
а
ж
S
Ьз
О
№
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
№ 5 Ортофосфорная кислота
Компоненты Содержание, вес. %
термическая техническая кислота (по ГОСТ 10678-63) термическая пи- щевая кислота(по ГОСТ 10678-63) экстракционная упаренная кисло-| та (по ТУ МХП 592-41) реактивная кислота _ (по ГОСТ 6552—55)
кристаллическая жидкая
I сорт II сорт чистая для анализа чистая чистая для анализа чистая
Ортофосфорная кисло- та, не менее Хлориды в пересчете на С1~, не более . . 73 73 70 50 88,7 88,7 85 85
0,05 0,05 0,02 0,0002 0,0005 0,0002 0,0005
Сульфаты в пересчете на SO^-, не более . 0,25 0,5 0,02 2,5* 0,0005 0,002 0,002 0,003
Нитраты в пересчете на NO~, не более . . . 0,0005 0,0005 0,0005 0,0005
Железо, не более 0,05 • . . 0,01 . . . 0,001 0,002 0,002 0,005
Тяжелые металлы се- роводородной груп- пы (РЬ), не более . 0,03 0,03 0,0005 0,001 0,001 0,001
Мышьяк, не более . . . 0,01 0,01 •0,0003 . . . 0,0004 0,0002 0,0001 0,0002
Остаток после прокали- вания, не более . . Аммонийные соли в пе- ресчете на NH«, не более 0.05 0,1 0,1 0,1
0,0015 0,0015 0,0015 0,0015
Щелочные и щелочно- земельные металлы в пересчете на сульфа- ты, не более . . . 1 1 1 . . .
* В пересчете на SO3.
№ 6
Фтористоводородная кислота
Компоненты Содержание, вес. % Компоненты Содержание, вес. %
техни- ческая кислота (по гост 2567-54) хими- чески чистая кислота (по ЦМТУ 1802—46) техни- ческая кислота (по ГОСТ 2567-54) хими- чески чистая кислота (по ЦМТУ 1802-46)
Фтористоводородная кислота, не менее Хлор, не более . . . Серная кислота в пере- счете на SO^-, не бо- лее Крем нефтористоводо- родная кислота, не более 40 0,05 0,1 40 0,01 0,03 0,1 Свинец, не более . . Медь, марганец, ко- бальт и никель (в . сумме), не более Железо, ие более . . Нелетучий остаток, не более . . . . . . 0,001 0,001 0,002 0,02
254
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
№ 7 Аммиак водный
Компоненты Содержание, вес. %
аммиачная вода нз синтетического аммиака (по ГОСТ 9—57) аммиачная вода каменно- угольная (по ГОСТ 647—41) аммиак водный реактивный ч. д. а. (по ГОСТ 3760-47)
I сорт'" П сорт I сорт II сорт III сорт
Аммиак, не менее . . Остаток при прокали- 25 20 19/5 18,25 18,0 25—27
вании, не более . . Углекислые соли в пе- ресчете на СОз~, не 0,003
более Хлориды в пересчете на 0,002
Сг, не более . . Сульфаты в пересчете 0,0001
на SO“~, не более . Тяжелые металлы се- роводородной труп- 0,0003
пы (РЬ), не более Железо, не более . . Кальций, не более . . . . . 0,0001 0,00002 0,0001 0,0001
Магний, не более . . Сероводород, г/дм?, не
более Углекислый газ, 'г/йл3. .... 30 40 50
не более Остаток после выпари- вания при 100° С, 70 80 100
г/дм3, не более . . . 0,3 0,4
Гашеная и негашеная воздушная известь
_______ (по ГОСТ 9179—59)
Известь Содержание в пере, счете на высушенный продукт, % Выход известко- вого теста на 1 кг извести, не менее Остаток на сите 0,200 мм, вес. %, не боле' Остаток на сите 0,090 мм, вес. %, не более Влажность, %, не более
активных окиси каль- ция и окнсн магния, не менее нег.ога- сившихся зерен, не более
Негашеная комовая (кипелка) кальциевая: I сорт . . , И » ... 1 85 70 7 10 2,4 2,0 Не » нормируется
Ill > . . . 60 12 1,6 »
255
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Продолжение
ИзВСС’Ь Содержание в пере- счете на высушенный продукт, % Выход нзвестко- вого теста на 1 кг извести, не менее Остаток на сите 0,200 мм, вес. %, не более Остаток на сите 0,090 мм, вес. %, не более Влажность* %, не более
активных окиси каль- ция и окнси магния, не менее непога- СИВШИХСЯ зерен, не более
Негашеная комовая магнезиальная:
1 сорт 80 20 2,0 Не нормируется
II » 70 15 1,8 » »
III » 60 10 1,6 » »
Негашеная молотая кальциевая:
I сорт 85 Не нормируется 2 20 Не нор-
II » 70 » 3 25 мируется То же
Ill » 60 » » 5 25 » »
магнезиальная:
I сорт .... 80 » » 5 25 » »
II » 70 » » 5 25 » »
III » 60 » » 5 25 » »
Гашеная гидратная (пушонка) кальциевая:
I сорт 67 » » 2 10 5
II » 60 » » 3 15 5
магнезиальная:
I сорт 62 » » 5 10 5
II » 57 » » 5 15 5
Тесто известковое
I сорт . ... 67 7 Не нор- . . . • 100*
II » 60 10 мируется То же 100*
ill » 50 12 » » • . . . . . 100*
Известь для мышьяковых и мышьяковистых препаратов
(по ОСТ 10908—40)
Содержание активной окиси кальция в негашеной извести должно быть не менее 22 вес. %.
При погружении извести в сосуд Дьюара с водой конец гашения должен наступать не позднее,
чем через 30 мин.
* В пересчете на сухое вещество.
256
Содержание, вес.
характеристика важнейших продуктов промышленности
НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
9 Зак. 134
25Z
0,012 0,006 I 0,012
О
ХАРАКТЕРИСТИКА ВАЖНЕЙШИХ ПРОДУКТОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
258
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ
МАТЕРИАЛОВ И ПРОДУКТОВ
В таблицах приводятся свойства (плотность, насыпная плотность, угол откоса) неко-
торых технических материалов, которые могут представить интерес для химиков. Сведения
о плотности чистых веществ содержатся в I и II томах настоящего издания справочника
ПЛОТНОСТЬ НЕКОТОРЫХ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ
• Название Плотность, г/смЯ Название Плотность, г!см$
Агат 2,5—2,8 Манганин 8,5
Алебастр 2,2-2,88 'Мел 1,8—2,6
Андезит 2,0—2,5 Мергель 2,3—2,5-
Антрацит 1.4—1,8 Мрамор 2,5—2,8-
Асбест листовой . . 2,1—2,8 Никелин 8,8
Асфальт .... 1,1—2,8 Нихром . 8,4
Базальт 2,6—3,2 Охра 3,5
Береза воздушно-сухая 0,5—0,8 Парафин 0,87—0,9;
» сырая .... 0,8—1,11 Пемза 0,4—0,9
Бетон . . ... 1,8—2,5 Песок сухой .... 1,2—1,6
Бештаунит 2,4—2,5 » сырой .... 1,9—2,1
Бронза (6—20% Sn) . 8,7—8,9 Песчаник .... 1,9—2,65
Воск пчелиный' . . . 0,96 Пробка 0,22—0,26
Вуда сплав .... 9,7 Сажа газовая и лам-
Глет свинцовый . . . 9,4 повая 1,8—1,9
Глина 1,6—2,9 Сера .... 1,93—2,07
Гранит 2,5—3,0 Слюда 2,6—3,2
Г рафит 2,3—2,7 Сталь углеродистая 7,6—7,9
Дуб 0,6—0,9 Стекло 2,2—2,8
Дюралюминий . . . 2,6—2,9 Сургуч ...... 1,8
Земля ..... 1,3—2,0 Сур ид свинцовый 8,6-9,1
Известняк 1,5—3,2 Торф ~0,5
Известь обожженная 2,8—3,2 Туф лавовый . . 0,75—1,4
Канифоль ' 1,07 Уголь бурый .... 1,2—1,5
Каучук натуральный . 0,91 » древесный . . 0,3—0,5
Кварцит . . . . 2,65 » каменный 1,2—1,5
Керамика кислотоупор- Фаолит 1,5—1,7
ная 2,1—2,3 Фарфор 2,2—2,5
Кирпич обыкновенный 1,4—1,6 Целлулоид .... ’ 1,4
» огнеупорный 1,7—2,0 Цемент 2,6-3,2
Кокс каменноугольный 1,25—1,4 Чугун серый .... 7,0—7,2
Константан .... 8,9 » белый .... 7,6—7,8
Кость . 1,7—2,0 Шифер 2,65—2,7
Лава 2,0—3,0 Шлак доменный .• . . 2,6-3,0
Латунь 8,4—8,7 Эбонит 1,15
Лед 0,88—0,92 Электрой (сплав) . . 1,8
259
НАСЫПНАЯ ПЛОТНОСТЬ УДОБРЕНИЙ
R,таблицах приводится значения насыпной плотности удобрений для определенных размеров частиц, влажности а также глубины ннж-
него слоя. 3
Удобрения Размеры частиц, мм Влаж- ность, % Глубина нижнего слоя, м Насыпная плотность, лга/жЗ
верхнего слоя нижнего слоя
Азотсодержащие удобрения Аммиачная селитра 0,5—3,5 2,7 11,5 890 980
0,26—1,0 2,1 10,7 870 1100
Натриевая селитра 0,08—4,0 1,5 11,8 1250 1300
Кальциевая селитра 1,0—2,0 2,0 10,2 1480 2000
Кальциево-аммиачная селитра гранулированная . . 1,0—2,5 3,9 11,5 1060 980
1,0—2,5 2,0 10,9 960 1160
Мочевина 0,4—0,3 5,7 11,0 720 860
Хлористый аммоний 0,3—0,6 2,2 11,6 720 770
Сульфат аммония .... 0,5—1,0 '2,2 11,6 710 770
Сульфат-нитрат аммония 0,12—0,3 7,0 10,7 820 1170
0,12—0,3 2,0 11,2 1040 1200
Фосфорсодержащие удобрения
Суперфосфат из апатитового концентрата ..... 15,5 11,7 1190 1260
Суперфосфат из фосфорита 14,9 И,4 1100 1210
Суперфосфат из смеси апатита и фосфорита .... 15,5 11,3 950 1070
Суперфосфат двойной из флотированного вятского фосфорита . ... 12,3 11,9 880 900
Суперфосфат из вятского фосфорита, аммонизирован- ный 8,4 11,3 J 1190 1359
НАСЫПНАЯ ПЛОТНОСТЬ НЕКОТОРЫХ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ НАСЫПНАЯ ПЛОТНОСТЬ УДОБРЕНИЙ
Продолжение
Удобрения
Размеры
частиц, мм
Влаж-
ность, %
Насыпная плотность, кг1м$
Г лубииа
нижнего слоя, верхнего нижнего
м слоя слоя
Суперфосфат двойной из апатитового концентрата, ам- монизированнын * • • • 8,9 11,2 980 1120
Калийные удобрения
Сильвинит молотый 1,5—5,0 1,7 11,6 ПО 1170
2,0 11,3 1140 1300
Карналлит молотый 0,5—5,0 4,6 11,6 990 1000
Калийная соль (40%-ная) 0,05—4,0 1,0 И,4 10[0 пю
- 0,05—4,0 2,4 11,2 1060 1230
Хлористый калий '0,05—0,2 1,5 п,з 870 990
0,05—0,25 1,2 11,2 1250 1430
Калийная селитра 0,1—0,17 1,6 11,5 1050 1140
0,1—0,17 2,0 11,3 1120 1270
Сложные удобрения
Аммофос из вятского фосфорита гранулированный 0,5—50 1,5 11,6 870 930
Диаммофос \ 0,5—0,67 1,6 11,7 890 930
0,5—0,67 2,0 11,7 990 1040
Нитрофоска 0,5—1,5 7,4 10,9 1050 1290
0,25—1,5 2,0 П.2 840 960
0,25—1,5 9,1 10,7 830 1060
Аммофоска 0,3—2,0 2,9 . 10,5 990 1320
УГОЛ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТКОСА УДОБРЕНИЙ
В таблице Приводятся значения угла естественного откоса (в градусах) в зависимости от температуры и относительной влажности
воздуха.
Удобрения 10° с 20° С | 30е с
Относительная влажность воз/ [уха, %
50 60 70 40 50 60 70 30 40 50 60
Аммиачная селитра 38 41 46,5 37 44 48 37 40 45 50
Калийная селитра 41 40 41,5 40,5 40,5 40,5 43 39 39 41 41
Монофосфат аммония 37,5 37 37,5 38 37 38 38,5 37 37,5 37 37
Мочевина гранулированная 36 36 38,5 36 35,5 37 45 34 35 37 37
Натриевая селитра 37,5 37 47,5 36 37 51 . . . 35 37 47 51
Рыбная мука 40,5 41 41,5 42 40,5 41 40,5 42 40,5 40,5 40,5
Сульфат аммония 38,5 40 53 40 42 49,5 54 40 40 47 47
Суперфосфат 37 38 42 35 39 40 40 38 37 37 39,5
Торф 34 35 36 36 36 35,5 36 35 34 35,5 36,5
УГОЛ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТКОСА НЕКОТОРЫХ МАТЕРИАЛОВ
Название Насыпная плотность, кг!м$ Угол естествен- ного откоса Название Насыпная плотность, кг[м$ Угол естествен- ного откоса
Древесный уголь (твердые породы) . . . Известняк Известь негашеная мелкая ю о со 220 2000 500 45° 30—45° 50° Каменноугольный кокс . Поваренная соль крупная Сухой песок 360—530 745 1600 35—50° 35—50° 32°
НАСЫПНАЯ ПЛОТНОСТЬ УДОБРЕНИЙ УГОЛ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТКОСА НЕКОТОРЫХ МАТЕРИАЛОВ
НЕОРГАНИЧЕСКИЕ
В разделе приводятся основные сведения о наиболее распространенных неорганиче-
ских вяжущих материалах, выпускаемых отечественной промышленностью. Сведения распо-
ложены в соответствии с приведенной ниже классификацией, которая основана на свой-
гтвах вяжущих материалов, определяющих области их применения:
Воздушные вяжущие материалы (гипсовые, известковые и магиезиаль-
>ые>
Гидравлические вяжущие материалы
Известь гидравлическая и романцемент
Портландцемент
Пуццолановые цементы
Воздушные
ГИПСОВЫЕ, ИЗВЕСТКОВЫЕ И МАГНЕ
Материал Способ получения Плот- ность, г!см3 Тонкость помола Сроки схватывания
размер отвер- стия сита, мм остаток, %, не более начало, не ранее конец
Гипсовые
Ангидрито- вый цемент (ГОСТ 6139—52) Обжиг гипсового камня при 600—700° С и тонкий помол с до- бавками-катализатора- ми (известью, сульфа- тами, обожженным до- ломитом, шлаками, зо- лой ТЭЦ и др.) 2,8—2,9 0,085 3 30 мин Не позднее 24 ч
Высоко- обжиговый гипс (ТУ 4—44) Обжиг гипсового камня или природно- го ангидрита прн 800—1000° С, помол 2,8—3,0 0.6 0,2 2 10 2 ч Не норм.
Высоко- прочный гипс (ТУ 33—44) Термическая обра- ботка гипсового кам- ня паром под давле- нием, сушка, помол 2,8—3,0 0,9 0,2 2 8 3 мин Не ранее 5 и не позднее 30 мин
* Через 28 суток.
264
ВЯЖУЩИЕ МАТЕРИАЛЫ
Шлаковые цементы
Глиноземистые цементы
Кислотоупорные и зубные цементы
Ввиду того, что одинаковые сырье и добавки часто применяются для производства
различных вяжущих, сведения о иих выиесеиы в конец раздела.
Для пересчета прочностных характеристик, выраженных в кгс[см2, в единицы СИ сле-
дует пользоваться соотношением 1 kzc[cmz=9,807 - 104 «Дм2.
Более подробно о вяжущих материалах см.: 1. Н. А. Торопов, Химия цементов,
Промстройиздат, 1956. — 2. Ю. М. Б у т т. Технология цемента и других вяжущих материа-
лов. Госстройиздат, 1964. — 3. Ю. М. Б у т т, С. Д. Окороков, М. М. Сычев,
В. В. Т и м а ш е в, Технология вяжущих веществ. Изд. «Высшая школа», 1965.
вяжущие материалы
ЗИАЛЬНЫЕ ВЯЖУЩИЕ МАТЕРИАЛЫ
Марка Предел прочности. кгс[см\ не меиее Основное применение
при сжатии при растяжении х
1,5 ч 3 ч 7 су- ток 3 ч 1 сут- ки 7 су- ток
«50» 25 6 Для изготовления
«100» 70 12 растворов, бетонов,
«150» 90 15 штукатурки, теплоизо-
«>00» ПО 20 ляционных материа- лов, используемых в сухих местах; произ- водства искусственно- го мрамора, настилки бесшовных полов и подготовки полов под линолеум
«100» 60 100* 8 14* Для приготовления
«150» 100 150* 14 20* кладочных н штука-
«20С» 140 200* 18 25* турных растворов, производства искус- ственного мрамора, настилки бесшовных и мозаичных полов
«150» 90 150 18 25 Для изготовления
«200» 120 200 22 30 строительных деталей
«250» 150 250 25 35 и для штукатурных
«300» 180 300 28 40 работ
«400» 240 400 33 59
Водопотреб-
ность при
затворе-
нии, %.
Дополнитель-
ные данные
30—40
25—35
35—45
Засыпать
в воду
265
ГИПСОВЫЕ, ИЗВЕСТКОВЫЕ И МАГНЕ
Материал Способ получения Плот ность, г/см3 Тонкость помола Сроки схватывания
размер отвер- стия сита, мм остаток, %, ие более начало, ие ранее конец
Гипс медицинский (ГОСТ 4746—49). Сорта I и II Термическая обра- ботка гипсового кам- ня при 140—190° С с предварительным или последующим помо- лом 2,5—2,8 0,2 8(1 с.) 15 (II с.) 4 мин Не позднее 10 мин
Гипс строитель- ный (ГОСТ 125—57). Сорта 1 и II То же 2,5—2,8 0,2 15 (I с.) 30 (11 с.) 4 мин Не ранее 6 и не позднее 30 мин
Гипс формовоч- ный (ТУ 30—57) » » 2,5—2,8 0,2 2,5 5 мин Не ранее 10 й не позднее 25 мин
Гипс фор- мовочный или техни- ческий высоко- прочный (ТУ 31—57) 2,5—2,8 0,2 2 4 мин Не ранее 8 и йе позднее 20 мин
Известко- вые
Известь строитель- ная воздуш- ная (ГОСТ 9179—59). Сорта I, II и III Обжиг чистых или доломитизированных известняков, содержа- щих ие более 6% гли- нистых примесей, до возможно более пол- ного выделения СО2 Не норм. 0,63 0,09 2 10 Не нор
266
ЗИАЛЬНЫЕ ВЯЖУЩИЕ МАТЕРИАЛЫ
Продолжение
Предел прочности, кгс [см2 , не меиее Водопотреб- ность при затворе- нии, %. Дополнитель- ные данные
Марка при сжатии при растяжении Основное применение
1,5 ч 3 ч 7 су- ток 3 ч 1 сут- ки 7 су- ток
Не и< эрмиру ется • • 7 14 Для изготовления гипсовых повязок, ор- топедических корсе- тов; в зубоврачебном деле Засыпать в воду
45(1 с.) 35 (И с.) Не н ормир уется Для изготовления строительных деталей и для штукатурных работ 50—80 Засыпать в воду. Время от затворения до конца кри- сталлиза- ции — не менее 12 мин
Не н< эрмиру ется ♦ • 14 25 Для изготовления моделей, форм, архи- тектурных и скульп- турных изделий Засыпать в воду. Объемное расширение отливки 0,15%
«200» «250» «300» «350» «400» 200 250 300 350 400 • • 20 22 25 28 31 27 32 35 40 45 То же Засыпать в воду. Объемное расширение отливки для формовоч- ного ие бо- лее 0,15%, для техниче- ского — не более 1,5%
миру е тс я Для каменной клад- ки, штукатурных ра- бот; изготовления строительных раство- ров, деталей, бетонов, силикатного кирпича Классифи- кацию и тех- нические требования см. стр. 268 и 255
267
ГИПСОВЫЕ, ИЗВЕСТКОВЫЕ И МАГНЕ
Материал Способ получения Плот- ность, Тонкость помола Сроки схватывания
размер отвер- стия сита, мм остаток, %, не более начало, ие ранее конец
/ Магне- зиальные Порошок каустиче- ский из магнезита (ГОСТ 1216—41). Классы 1 *, 11 и III Обжиг магнезита при 800—1000° С 3,1—3,4 0,08 0,2 25 ** 5** 20 мин Не позднее 6 ч
* Применяется в химической и магниевой промышленности.
** Тольчо для класса II. **
КЛАССИФИКАЦИЯ СТРОИТЕЛЬНОЙ
В зависимости от последующей обработки обожженного продукта различают негаше-
ную известь — комовую, или кипелку, и молотую—(состоит в основном из СаО); гидрат-
ную. или пушонку, [Са(ОН)г1; известковое тесто [Са(ОН)2+ вода] н молотую карбонатную
(CaO+CaCO3'MgCO3).
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Известь негашеная
Показатели
I сорт
Содержание- активных CaO+MgO, %
не менее (на сухое вещество):
в извести без добавок...............................
в извести с добавками . . ......................
Содержание непогасившихся зерен,
%, не более . ..................................
Влажность, %, не более..................................
85
64
10
Не нор
Примечание. Известь, предназначаемая для производства автоклавных изделий, не
иатной извести содержание активных CaO + MgO должно быть не менее 30%.
268
ЗИАЛЬНЫЕ ВЯЖУЩИЕ МАТЕРИАЛЫ
Продолжене
Предел прочности, кгс[см\ не менее
Марка при сжатии при растяжении
1,5 ч 3 ч 7 су- ток 3 ч 1 сут- ки 7 су- ток
Основное применение
Водопотреб
ность при
затворе-
нии, %.
Дополнитель
ные данные
Не нормируется
Для производства Затворяется
фибролита, ксилита, иа растворе
искусственного мрамо- СаС12
ра, термоизоляцион- (10—12
ных материалов, стро- вес. %).
ительных деталей Химический
состав см.
стр. 160
ВОЗДУШНОЙ ИЗВЕСТИ
Негашеную известь в зависимости от скорости гашения разделяют иа быстро- И7
медлениогасящуюся (менее и более 20 мин соответственно), а в зависимости от темпера-
туры гашения — на низко- и высэкоэкзотермическую (ниже и выше 70° С соответственно)
Кроме того, в зависимости от содержания окиси магния различают маломагнезиаль—
ную, магнезиальную и доломитовую (ие более 5% MgO, 5—20% и 20—40% соответственно),
К СТРОИТЕЛЬНОЙ ВОЗДУШНОЙ ИЗВЕСТИ
комовая или молотая Известь гидратная
II сорт III сорт I сорт II сорт III сорт
70 60 67 55 50
52 20 мируется Не норм. 25 50 5 40 Не нормируется 5 30 5
должна содержать более 5% MgO, а ее время гашения не должно превышать 20 мин. В карба-
26<J
Гидравлические
ИЗВЕСТЬ ГИДРАВЛИЧЕ
Материал Способ получения Плотность, г{см3 Тонкость помола Сроки схватывания
размер отверстия сита, мм оста- ток, %, не более начало, не ра- нее конец, не позд- нее
Известь гид- равлическая (ГОСТ 9179— 59) Обжиг мергелистых известняков с 6—20% глинистых примесей при 900—1100° С 2,2—3,0 0,09 10 Не и pyi орми- отся
Романцемент 4ГОСТ 2542— 44) Помол обожженных при 800—1100° С мер- гелей или смеси из- вестняка и глииы 2,6—3,0 0,2 0,085 5 25 15 мин 24 ч
'ПОРТ ЛАНД
Основные свойства
Цемент Способ получения Допустимое количество добавок, вводимых при помоле, % от веса готового продукта, не более Остаток на сите с отверстием 0,08 мм, %, не более Сроки схватывания
начало, мин, не ранее конец, ч, не позд- нее 1
Портландце- мент .(ГОСТ 10178—62) Обжиг до спекания (1420—1470° С) искус- ственной сырьевой смеси или мергеля, совместный тонкий по- мол полученного клин- кера и гипса 15% активных, или 10% инертных, или 15% смеси 15 45 12
Белый порт- ландцемент (ГОСТ 965—41) Совместный помол маложелезистого порт- ландцементного клин- кера и гипса Не менее 5 и не бо- лее 10% активных, или 10% инертных, или 15% смеси; пла- стифицирующих или гидрофобных — 0,2% 10 30 12
Быстротвер- деющий портланд- цемент (ГОСТ 10178—02) Совместный тонкий помол гипса и порт- лаидцемеитного клин- кера с повышенным содержанием ЗСаО • •SiO2 и ЗСаО-АЮз 10% активных или 15% доменного шлака 5 45 10
* Прн растяжении.
270
вяжущие материалы
СКАЯ и РОМАНЦЕМЕНТ
Марки Предел прочности, кгс/см2, не менее Гидравлический или основной модуль % СаО
при сжатии при растя- жении
% (SjOa + AI2O3 + FegOa)
Применение
20 (после 7 суток во Не норм. 1,7—9,0
влажном воздухе и 21 суток в воде)
Через 7 суток
«25» 10 3 1,1—1,7
«50» 25 5
«100» 50 8
Для приготовления
строительных раство-
ров, применяемых при
кладке и штукатурке в
сухой и влажной среде
Для приготовления
бетона низких марок и
растворов, применяе-
мых при каменной
кладке в наземных и
подземных сооруже-
ниях
ЦЕМЕНТ
портландцементов
Марка Предел прочности, кгс/см2, не менее Применение Дополнительные данные-
при сжатии при изгибе
3 суток 7 суток 28 суток 3 суток 7 суток 28 суток
«300» «400» «500» «600» «250» «300» «400» 309 400 500 600 250 300 400 16* 40 12* 15* 19* 45 55 60 65 16* 20* 23* Для изготовления бетонных и железо- бетонных конструкций в наземных, подзем- ных и подводных ' со- оружениях, в том числе подвергающих- ся попеременному дей- ствию воды и мороза Для архитектурных, отделочных и скульп- турных работ, изго- товления строитель- ных деталей, получе- ния цветных цементов Для скоростного строительства и завод- ского изготовления сборных железобетон- ных деталей Содержание SO3 в цементе должно быть не менее 1,5 и не бо- лее 3,5%; MgO в клин- кере— не более 5,0%. Состав и некоторые ха- рактеристики см. стр. •274, добавки — стр. 285 Содержание SO3 в цементе не должна превышать 3%, MgO в клинкере — 4,5 %. Поте- ри при прокаливании — ие выше 5% Содержание SO3 в це- менте не должно превы- шать ~3,5%, MgO в клинкере ~5%; ЗСаО- SiO2 — 50 4-60 %, ЗСаО • А12О3 — 8 4- 14%
iso 250 160 200 280
271
ПОРТЛАНД
Сроки
Цемент Способ получения Допустимое количество добавок, вводимых при помоле, % от веса готового продукта, не более аток на си' гверстием мм, %, более схватывания
о св ранее Ио Е
ь; °8О 2 ГЕ О
О ио к К я Е =
Дорожный Помол портландце- 5% инертных, или 10 2 ч Не норм.
портланд- цемент (ГОСТ 10178-62) ментного клинкера с повышенным содержа- нием ЗСаО • SiO2 и 4СаО • AI2O3 • РезОз 10% гидравлических, или 15% доменного шлака
Магнезиаль- ный порт- ландцемент (ГОСТ 3909—62) Тонкий помол клин- кера, обогащенного MgO и Ре20з 15% активных 15 45 12
Шлакопорт- ландцемент (ГОСТ 10178—62) Совместный тонкий помол портландцемент- ного клинкера, до- менного шлака * и гнпса или тщательное смешение тех же ма- териалов, измельчен- ных раздельно Не менее 30 и не более 60% шлака. До- пускается замена ча- сти шлака (не более 15% от веса готового продукта) другой ак- тивной минеральной добавкой 15 45 12
Шлаковый магнезиаль- ный порт- ландцемент (ГОСТ 10178—62) Совместный тонкий помол магнезиального цементного клинкера и доменного шлака или тщательное смешение тех же материалов, измельченных раздельно Допускается замена части шлака (не бо- лее 15% от веса гото- вого продукта) гид- равлической добавкой 15 45 12
Тампонаж- ный порт- ландцемент (ГОСТ 1581—63) Совместный помол клинкера и гипса в соотношении, необхо- димом для регулиро- вания сроков схваты- вания По согласованию с потребителем допу- скается введение не более 1 % ’ специаль- ных добавок для об- легчения помола. Ос- тальные добавки — в нормах ГОСТа 15 Те: <ниче
Цемент для производ- ства асбесто- цементных изделий (ГОСТ 9835—61) Совместный тонкий помол портландце- ментного клинкера и гипса Не допускается 8 1,5 ч Не норм.
* Требования к доменным шлакам см.
** При растяжении.
стр. 285,
272
ЦЕМЕНТ
Продолжение
Марка Предел кге/см2 при сжатии прочности, ие менее при изгибе Применение Дополнительные данные
3 1 суток 1 7 суток 8 О £ 5 7 суток 28 суток
«500» «300» «400» «500» «200» «300» «400» «500» «200» «300» «400» ские т «500» «600» Не Р эеб< 260 300 нор уетс зван 380 450 ми- я 300 400 500 200 300 400 500 200 300 400 ИЯ 500 600 40 Не Р 1 см. с 20“ 22“ нор уетс 'о ж » » тр. 23“ 27“ ми- я е 35 45 55 60 35 45 55 175 Для строительства цементнобетонных до- рог Для изготовления бетонных и железобе- тонных конструкций в подземных сооружени- ях и приготовления строительных растворов Для строительства бетонных и железо- бетонных подземных и подводных сооруже- ний; для приготовле- ния растворов, ис- пользуемых при ка- менной кладке и шту- катурных работах Для изготовления бе- тонных конструкций в наземных, подземных и подводных сооруже- ниях, подвергающих- ся действию пресных вод Для тампонирова- ния нефтяных и газо- вых скважин Для изготовления асбестоцементных из- делий Содержание SO3 в цементе не должно превышать 1—3%, ЗСаО • Л12О3 в клинке- ре—10%, сульфитно- спиртовой барды — 0,1 0,25% Содержание MgO в клинкере не должно превышать 10%, SO3 в цементе — 3,5%. Потери при прокаливании — не выше 5% Содержание SO3 в цементе не должно пре- вышать 3,5%, MgO в клинкере — 5% Содержание шлака должно быть не менее 30 и не более 50% от веса готового продук- та, SO3 — не более 3,5% Содержание SO3 в цементе не должно превышать 3,5%, MgO в клинкере — 5% Содержание SO3 в цементе должно соста- влять 1,5—3,5%. сво- бодной СаО в цементе— не более 1%, MgO—не более 5%, 3 СаО • • А12О3 — не более 8%
2Ti
ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ
Продолжение
Минералогический состав портландцементного клинкера
Минерал Формула Сокращенное обозначение, Принятое в специаль- ной литера- туре Содержание, %
Трехкальциевый сили- кат (алит) .... ЗСаО SiO2 с3$ 42—60
Двухкальциевый сили- кат (белит) .... 2СаО • SiO2 C2S 15—35 70-80
Трехкальциёвый алю- минат ЗСаО • А12О3 С3А 5—14
Четырехкальциевый алюмоферит . . . 4СаО • А12О3 • Fe2O3 CtAF 10—16
Химико-минералогическая характеристика портландцементного клинкера
Показатели
Коэффициент на-
сыщения КН
Гидравлический
или основной
модуль т
Силикатный или
кремнеземистый
модуль п
Глиноземистый
или алюминат-
ный модуль Р
Формула и численное значение
СаОобщ СаОсвоб—1,65А12О3—0,35Fe2O3—0,10SO3 ____ _
2,8(Si02o6ui-SiO2CBo6) -
___________%СаОобщ—- %СаОсвоб_____________ < g . q .
(%SiO206W —%SiO2CBO6) -|- % AI2O3 -j- %Fe2O3
%SiO2o6m %SiO2CBo6 ____ у , q g
% AI2O3 + %Fe2O3
%ai203
9o F e2O3
1,0 4-3,0
Химические превращения клинкерных минералов
при гидратации портландцемента
Первичные процессы:
а) ЗСаО • SiO2-|-aq=Ca(OH)2+2CaO • SiO2*aq
б) 2СаО • SiO2+aq=2CaO • SiO2 • aq
в) 3CaO-Al2O3+aq=3CaO-Al2O3 aq
г) 4СаО • А12О3 • Fe2O34-aq=3CaO • AI2O3 • aq+CaO • Fe2O3 • aq
274
ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ
Продолжение
Вторичные процессы:
а) ЗСаО • AI2O3 • aq+3CaSO4-|-aq=ЗСаО • AI2O3 • 3CaSO4 aq
б) СаО • Fe2O3 • aq+2Ca (OH)2-|-aq=3CaO • Fe2O3 • aq
Теплота гидратации клинкерных минералов
В числителе теплота гидратации выражена в кал/г, а в знаменателе — в дж/г.
Мпиера?1ь1 клинкера Срок твердения
3 суток 7 суток 28 суток 3 месяца Полная гидратация
ЗСаО • SiO2 97 но 116 124 160
406 461 486 520 670
2СаО • SiO2 (0-форма) 15 63 25 105 40 168 47 197 84 352
ЗСаО • А120з .... 141 591 158 662 209 876 222 930 254 1064
4СаО • AI2O3 • FegOg • . 42 176 60 251 90 377 99 414 136 570
Основные требования к
тампонажным портландцементам
Цемент Температура затвердев а НИЯ, °C Предел прочности при изгибе, кгс/см2, не менее * Сроки схватывания (от затворения)
начало, не ранее конец, не позднее
Для «холодных» скважин 22±2 27 2 ч 10 ч
Для «горячих» скважин . . 75 ±3 62 1 ч 45 мин 4 ч 30 мин
* Данные для образцов цементного теста с 50% воды (к весу цемента) после твердения
в течение 2 суток.
275
ПУ1ЩОЛАНОВЫЕ
Для известково-пуццоланового цемента остаток иа сите с отверстиями 0,08 мм составляет
Цемент Способ получения Состав Сроки схватывания, ч
начало, не ранее конец, не позднее
Пуццолановый це- мент (ГОСТ 10178—62) Совместный тонкий помол портландцемент- ного клинкера, гнпса и активных минеральных добавок * 25—40% вулканических добавок, обожженной глины, глие- жей или топ- ливной золы; 20—30% оса- дочных доба- вок (см. стр. 285). 45 мин. 12
Известково-пуццола- новый цемент (ГОСТ 2544—44) Совместный помол высушенной гидравли- ческой добавки с из- вестью-пушонкой * 10—30% Са (ОН)2 5—8 20—30
Известково-зольный цемент (ГОСТ 2544—44) Совместный помол золы некоторых видов топлива с известью- пушонкой * 10—30% Са (ОН)2 5—8 20—30
Известково-глннитный цемент (ГОСТ 2544—44) Совместный помол глнны, обожженной прн температуре вы- ше 650° С с известью- пушонкой * 10—30% Са(ОН)2 5—8 20—30
* Возможно также тщательное смешение (в сухом виде) тех же материалов, измельчен
** При изгибе. \
276
ЦЕМЕНТЫ
ие более 25%, для остальных — ие более 15%.
Марка Предел прочности, кгс{см\ не менее Применение Дополнительные данные
при сжатии при растяжении
7 су- ток 28 су- ток 7 су- ток 28 су- ток
«200» 200 35** Для строительства Содержание SO3 в
«300» 300 • • 45 ** подводных и подзем- цементе не должно
«400» 400 • « 55** ных сооружений, под- превышать 3,5%, MgO
«500» 500 60** вергающихся действию сульфатных и других агрессивных вод в клинкере — 5%
«50» 20 50 4 Для кладки стен н В качестве известно-
«100» 40 100 6 • . . фундаментов подвод- вого компонента мож-
«150» 70 150 8 ных сооружений или подземных, находя- щихся во влажной среде но применять воздуш- ную известь-кипелку или гидравлическую известь при условии, что цемент удовлетво- ряет требованиям стан- дарта
«25» 10 25 2 То же То же. Допускается
«50» 20 50 4 • • " добавка 5% гипса
«50» 20 50 4 Для изготовления Применяются специ-
«100» 40 100 6 строительных раство- ров, используемых в подземных и наземных сооружениях, находя- щихся в сырых ме- стах, и бетонов низ- ких марок ально обожженные гли- ны (глинит), промыш- ленные отходы из обож- женной глины и есте- ственно обожженные глины (глиежи)
ных раздельно.
277
ШЛАКОВЫЕ
Для всех цементов' остаток на сите с отверстием 0,08 ММ составляет не более 15%.
Цемент Спосоэ получения Состав, % Сроки схватывания Марка
начало, мин, не ранее конец, ч, не позд- нее
Шлакопортлаидцемент (ГОСТ 10178—62) Шлаковый магнези- альный портландцемент (ГОСТ 10178—62) Известково-шлако- См. стр. 272 См. стр. 272 Совместный помол Известь Не н орми- «50»
вый цемент (ГОСТ высушенного домен- 10—30, руются «100»
2544—44) Гипсо-шлаковый це- ного гранулированного шлака * с известью-пу- шонкой или тщатель- ное смешение (в сухом виде) тех же материа- лов, измельченных раз- дельно Совместный тонкий гипс до 5 Шлак 30 12 «150» «150»
мент (ГОСТ 2543—60) Шлаковый бесклин- помол высушенного доменного гранулиро- ванного шлака * и гипса (с добавкой портландцементного клинкера или извести) Совместный тонкий 80—85, гипс 10—15, клин- кер 5, известь 2 Шлак 30 12 «200» «250» «300» «150»
керный цемент (ГОСТ 2543- 60) помол высушенного доменного гранулиро- ванного шлака * с возбудителями тверде- ния (доломит, обож- женный при 1000— 1100° С; природный ан- гидрит; полуводный гипс) 85—90 - «200» «250» «300»
* Требования к доменным шлакам см. стр. 285,
27b
ЦЕМЕНТЫ
Предел проч- ности через 7 суток, KZCjCM2, не менее Применение / Дополнительные данные
при сжатии При растя- жении
X 20 4 Для изготовления строи- В качестве известкового
40 6 тельных растворов и бето- компонента можно применять
70 8 нов низких марок, исполь- воздушную известь-кипелку
90 ПО 140 170 90 ПО 140 170 10 11 13 15 10 11 13 15 зуемых в подземных и под- водных конструкциях Для изготовления строи- тельных растворов, бетона и железобетона, используе- мых в подземных и назем- ных сооружениях, подвер- гающихся действию щелоч- ных и сульфатных агрессив- ных сред То же или гидравлическую известь при условии, что цемент удо- влетворяет требованиям стан-> дарта
279
ГЛИНОЗЕМИСТЫЕ
Цемент Способ получения Состав, % Оста- ток на сите сотвер- стием 0,08 мм, %, ие более Сроки схватывания
начало, мин, не ранее конец, не позд- нее
Глиноземистый цемент (ГОСТ 969—41) Тонкий помол спла- ва или клинкера, по- лученных расплавле- нием и обжигом до спекания сырьевой сме- си. Состав последней должен обеспечивать преобладание в гото- вом продукте низкоос- новных алюминатов кальция А120з 35—50, СаО 35—45, SiO2 5—15, Fe2O3 5—15 10 30 12 ч
Ангидрито-глино- земистый цемент (АГ-цемент) Совместный помол высокоглиноземистого клинкера и ангидрита или тщательное сме- шение тех же мате- риалов, измельченных раздельно Глинозе- мистый клинкер 70—75, ангидрит 25—30 10 20 5 ч
Водонепроницае- мый безусадочный цемент СВБУ (ТУ 69—50) Тщательное смеше- ние глиноземистого це- мента (не ниже мар- ки «400»), строитель- ного полуводного гип- са и извести-пушонки Глинозе- мистый цемент ~ 85, гипс 10, известь ~ 5 15 1 5 мин
Водонепроницае- мый расширяющийся цемент ВРЦ (ТУ МСПТИ 66—50) Тщательное смеше- ние глиноземистого це- мента, гипса и высо- коосновного гидроалю- мината кальция Глино- земистый цемент 70—76, гидроалю- минат 10—11, гипс 20—22 25 4 10 мин
Гипсо-глинозе- мистый расши- ряющийся цемент (ГОСТ 11052—64) t Совместный помол высокоглиноземистого шлака и природного гипса Шлак 70, гипс 30 10 20 4 ч
280
ЦЕМЕНТЫ
Марка Предел прочности, кге!см2, не меиее Применение Дополнительные данные
при сжатии при растяжении
1 сут- ки 3 суток 1 сут- ки 3 суток
«400» 350 400 Не норми- руется Для гидротехниче- ских и подводных ра- Допускается введе- ние до 2% добавок при
«500» 450 500 То же бот, в том числе ава- условии, что качество
«600» 500 600 » » рийных; для цемента- ции грунта; при зим- нем и скоростном строительстве; для из- готовления жароупор- ных бетонов цемента не ухудшает- ся. Во время тверде- ния температура не должна превышать 25° С
При 2( —22° с Для изготовления Быстро твердеет и
300 500 400 При 600 24 65° С 30 28 32 бетонных и железобе- тонных конструкций и для скоростного строи- тельства массивных’ бетонных сооружений приобретает большую прочность при 45—65° С
2 ч — 50 Не нор- Для строительства Линейное расшире-
6 ч — 125 3 суток — 250 28 суток — 300 1 мир ^ется бетонных и железобе- тонных сооружений, ра- ботающих в условиях повышенной влажно- сти; для устройства гидроизолирующих обо- лочек ние при погружении в воду ие должно пре- вышать 0,3%
6 ч — 75 Не норми- Для придания моно- Линейное расширение
3 су 3 28 су 5 ГОК — 00 ток — 00 РУ ется литности сборным же- лезобетонным кон- струкциям; для гидро- изоляции труб и швов между тюбингами в туннелях и стволах шахт при воздушном хране- нии через 1 сутки — не менее 0,05%, через 28 суток — 0,02%; при водном хранении (по- гружение в воду через 1 ч после затворения) через 1 сутки — не ме- нее 0,5 и не более 1%
«400» 350 400 Не норми- руется Для производства безусадочных и рас- Допускается введе- ние до 2%> добавок при
«500» 400 300 Тс же ширяющихся водоне- проницаемых бетонов и гидроизоляционных штукатурок, исполь- зуемых для заделки швов и стыков в кон- струкциях, работаю- щих при температуре ниже 80° С условии, что качество цемента не ухудшается
281
Кислотоупорные
Цемент Способ получения Содер- жание SIO2, %, не меиее Тонкость помола
порошка ЖИДКОСТИ сито оста- ток, %, не более
Кислото- упорные
Цемент кислотоупор- ный кварцевый кремнефторн- стый (ГОСТ 5050—49) Совместный помол или тщатель- ное смешение раз- дельно измельчен- ных кварцевого песка и кремнефто- ристого натрия Водный раствор сили- ката натрия (растворимого стекла) 92 0,2 мм 0,08 мм 0,056 мм 0,5 10 50
Зубные -
Висфат (МРТУ — 42 № 5064—64) Продукт полного измельчения клин- кера, полученного спеканием окнсн цинка, окиси маг- ния, кремнезема и окнси висмута при 970—980° С Раствор фосфорно- кислых солей цинка н алю- миния (плот- ность 1,65— 1,76 г/см3) 10000 отв/см2 0,3-0,5
Силиции (МРТУ - 42 № 5010—^64) Продукт тонкого измельчения стекла, полученного сплав- лением алюмосили- катов, фтористых солей натрия, калия и т. п. при 1350— 1370°С Раствор фосфорно- кислых солей цннка и алю- миния (плот- ность 1,56 — 1,62 г/см3) 10000 отв/см2 0,2—0,4
282
и зубные цементы
Сроки схваты- вания Предел прочности, кгс/см2, ие меиее Кислото- упор- ность, %, не более Керо- синопог- лощен не после тверде- ния и а воздухе в тече- ние ю суток, %, ие более Раство- римость за 7 суток тверде- ния, % от веса образца, не более Линей- ная усадка за 7 суток тверде- ния, % к длине образца не более Применение
начало. мин, ие ранее конец, не позд- нее
1 30 6 ч При растя- жении после твердения в течение 30 суток: при воздушном хранении — 20, после кипяче- ния в H2SO4 —20 7 15 . . . . . . В качестве це- ментирующего (клеящего) веще- ства для химиче- ски стойких мате- риалов при об- кладке корпусов аппаратов; • для приготовления кислотоупорных растворов н бето- нов
3 9—10 мин При сжатии после тверде- ния в течение 1 суток —П>00 . . . . . . 0,2 0,25 В качестве гер- метизирующего и склеивающего ма- териала; в зубо- врачебной технике
3 9 мин При сжатии после тверде- ния в течение 1 суток —1100 . . . . . . 0,9 0,2 В зубоврачеб- ной технике
283
ОСНОВНОЕ СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВЯЖУЩИХ МАТЕРИАЛОВ
Сырье и добавки
ОСНОВНОЕ СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВЯЖУЩИХ МАТЕРИАЛОВ
284
АКТИВНЫЕ МИНЕРАЛЬНЫЕ ДОБАВКИ К ВЯЖУЩИМ МАТЕРИАЛАМ
Активными минеральными добавками называются вещества, которые при смешении в
тонкоизмельчениом виде с известью-пушонкой и затворении водой образуют тесто, способ-
ное после твердения иа воздухе продолжать твердеть и под водой.
Активные минеральные добавки, предназначенные для производства цементов с по-
вышенной водостойкостью (пуццолановые цементы, портландцементы и шлакопортланд*
цементы), повышенной сульфатостойкостью (сульфатостойкие п пуццолановые цементы),
а также для улучшения технических свойств портландцементов применяются также при
производстве известково-пуццолановых, известково-гипсовых и других вяжущих веществ.
Минеральная добавка считается активной, если она обеспечивает конец схватывания
теста, приготовленного на основе добавки и извести-пушоики, не позднее 7 суток после
затворения н водостойкость образца из того же теста ие позднее 3 суток после конца его
схватывания.
Классификация активных минеральных добавок
и основные технические требования к ним
____________________________(по ГОСТ 6269—63)
Происхождение добавок Добавки Поглоще- ние СаО из раствора за 30 суток, мг иа I г добавки Химический состав
вещество содержание. %, не более
Естественные осадочные Диатомиты, тре- 150 so3 3
вулкани- пелы, опокн Г лиежи Пеплы, туфы, 30 50 so3 А12О3 (раств.) Не норм 3 2 ируется
ческие Искусственные пемзы, внтро- фнры Трассы Шлаки доменные 60 Не нор- » » По ГОСТ 3476—60 (см. ниже)
гранулирован- ные Белитовый (не- фелиновый шлам) Кислые золы мируется То же » » R2O (общ.) R2O (водо- раств.) SiO2 so3 Потери при прокаливании 2,5 0,5 не менее 40 3 10
Шлаки доменные гранулированные для производства цементов
(по ГОСТ 3476—60)
Доменными гранулированными шлаками называются силикатные и алюмосиликатные
расплавы, получаемые в производстве чугуна и обращаемые в мелкозернистое состояние
путем быстрого охлаждения. Оми применяются в качестве иеобжигового компонента в про-
изводстве цементов. Ниже приводятся основные технические требования к химическому
составу шлаков:_______________________________ __________________________
Показатели Основные шлаки Кислые шлаки
сорт I сорт II сорт III сорт I сорт П
1 гр. 2 гр.
.. % (CaO'4-MgO) Модуль основности %(5Ю2 + А12оз).
не менее 1,о 1,0 1,0 0,9 0,7 0,6
«. % AI2O3 Модуль активности —д , не менее % oi(J2 0,25 0,20 0,12 0,40 0,30 0,50
Содержание МпО, %, не более .... 2,0 4,0 3,0 2,0 4,0 2,0
Количество камневидных кусков (не подвергавшихся грануляции) не должно превы-
шать 5% по весу. Куски должны быть ие крупнее 100 мм по наибольшему измерению.
285
ОГНЕУПОРНЫЕ ИЗДЕ
В разделе приводятся сведения об огнеупорных изделиях и материалах, применяемых
для сооружения и ремонта плавильных, нагревательных, обжиговых, дистилляционных
печей, топок, котлов, сушил, воздухе- и водонагревателей и других тепловых агрегатов,
работающих в условиях высоких температур.
Основные даииые расположены в соответствии с _приведенной ниже классификацией
огнеупорных изделий по видам. Для всех огнеупорных изделий н материалов указаны
государственные общесоюзные стандарты или ведомственные технические условия и требо-
вания в отношении физико-химических свойств. В отношении принятых форм, размеров и
Классификация огне
(по ГОСТ
Все огнеупорные изделия подразделяются по следующим признакам.
По видам — на кремнеземистые (динасовые и кварцевые); алюмо-силикатные
(полукислые, шамотные, высокоглиноземистые); магнезиальные (магнезитовые, пери-
клазовые, доломитовые, форстеритовые, шпинельные); хромистые (хромитовые и хромомаг-
незитовые); углеродистые (графитовые и коксовые); циркоиистые (цирконовые и цирко-
ниевые); окисные (в том числе окисные специальные); карбидные (в том числе карборунде-»
вые); нитридные и пр.
По степени огнеупорности — иа огнеупорные (от 1580 до 1770° С), высоко-
огиеупориые (от 1770 до 2000° С), высшей огнеупорности (выше 2000° С).
ДИНАСОВЫЕ ИЗДЕ
Изделие или материал Класс, марка Физико-химические
химический состав, % огне- упор- ность, °C, не ниже темпера- тура начала дефор- мации под нагрузкой 2 кге/см2, °C, иениЖе
SIO2, не ме- нее А12О3, не более СаО, не более
Изделия огнеупорные динасовые (ГОСТ 4157—48) Динас осо- бого на- значения Класс I Класс II 94,5 94,5 93,0 1,5 1,5 Не норм. 2,8 Не норм. » » 1710 1710 1690 1660 1650 1620
Дннас высококремне- земистый высокоплот- ный для сводов марте- новских печей (ТУ ОПУ 6—53) 97 ....
Изделия огнеупорные динасовые (электроди- нас) для электростале- плавнльных печей (ГОСТ 1566—50) 96 1,5 2 1720 1660
Изделия динасовые огнеупорные для стек- ловаренных печей (ГОСТ 3910—47) 93 3,5 • • • • 1710 • • • •
286
ЛИЯ И МАТЕРИАЛЫ
допускаемых отклонений от них по большей части дается ссылка на соответствующие
ГОСТы и ТУ.
В конце раздела приведен перечень стандартов на методы испытаний и маркировку
огнеупорных материалов и изделий.
Для пересчета прочностных характеристик, выраженных в кге! см21 в единицы СИ
следует пользоваться соотношением 1 кгс/см2 = 9,807«104 н!м2.
упорных изделий
4385—48)
По форме и размерам — на нормальный кирпич, прямой и клиновый, и фа-
сонные изделия — простые, сложные, особо сложные и крупноблочные.
По способу изготовления — на изделия, полученные: пластическим формо-
ванием (прессованием), полусухим прессованием или трамбованием из порошкообразных
непластичных масс, литьем из шликера, литьем из расплава, выпиливанием из горных
пород.
По харвктеру термической обработки — на безобжиговые. обожжен-*
ные и отлитые из расплава' (плавленые).
ЛИЯ И МАТЕРИАЛЫ
показатели плотность, г(см\ не более предел прочности при сжатии, кгс!см2, не менее кажущаяся порис- тость, %, не более Форма и размеры или зерновой состав Примечания
2,36 2,38 2,40* 225 200 175 ” 23 23 25 По ГОСТ 8691—58 » » » » » » * Для одного образ- ца из трех допускает- ся 2,42 г/см3 * * Для одного об- разца из трех допу- скается 150 кге/см2
2,38 500* 14 По ГОСТ 6024—51 * Для одного образ- ца из трех допускает- ся 450 кгс/см2
2,34 250* .22 По ГОСТ 1566—50 * Для одного образ- ца нз трех допускается 200 кгс/см2
2,38 *; 2,39 ** 150 22 По ГОСТ 3910—47 * Для изделий весом до 19 кге * * Для изделий тя- желее 19 кге
287
ДИНАСОВЫЕ ИЗДЕ
Изделие или материал Класс, марка Физико-химические
химический состав, % огне- упор- ность, °C, не ниже темпера- тура начала дефэр- мации под нагрузкой 2 кгс/см2, °C, не ниже
SlO2, не ме- нее А12Оз, не более СаО, не более
Изделия огнеупорные динасовые для коксо- вых печей (ГОСТ 8023—56) 93,5 *; 94 1650
Изделия для ремонта коксовых печей (ТУ 528) 94 .... 1700 ....
Изделия для футе- ровки бессемеровских конвертеров (ЧМТУ 3456—53) 94,5 1.5 Не норм. 1710 1650
Динасохромитовые изделия для насадок мартеновских печей (ГОСТ 10152—62) 81 Не менее 6—9% Сг2Оз з.о 1670 ....
Изделия динасовые легковесные (ГОСТ 5040—58) Марка ДД-1,2 1670 ....
Мертель динасовый пластифицированный (ГОСТ 5338—60): для печей с рабо- чими температу- рами выше 1500°С Марка МД1 94—96 2—3,5 . . .
для печей с рабо- чими температу- рами ниже ISOOPC Марка МД2 90—93 4-6 . . .
28В
ЛИЯ И МАТЕРИАЛЫ
Продолжение
показатели -
плотность, г/см3, не более предел прочности при сжатии, кгс(см\ ие менее кажущаяся порис- тость, %, не более Форма и размеры или зерновой состав Примечания
2,37 500**; 300 з*; 200 з* 16**; 2з 4* По ГОСТ 8691—58 * Для изделий за- водов Юга ** Для подового кирпича 3* Для кирпича, ис- тираемого коксом 4* Для головочного и стенового кирпича 6* Для остального киргбича
2,38 150 24
2,38—2,45
225 20
Кажущая- ся плот- ное гь (объем- ный вес) 1,2 г)'см3 35 .... По ГОСТ 8691—58 или по чертежам за- казчика А Коэффициент тепло- проводности при тем- пературе на горячей стороне 600° С не более 0,60 ккал! (м-ч- град)
• • • .... Остаток на сите с от- верстиями 1 леи — не более 3%; проход че- рез енто с отверстия- ми 0,2 мм 65—80%,в том числе через сито с отверстиями 0,08 мм 45-60% То же
10 Зак. 134
289
ДИНАСОВЫЕ ИЗДЕ
Изделие или материал Класс, марка Физико-химические
химический состав, % огне- упор- ность, °C, не ниже темпера- тура начала дефор- мации под нагрузкой 2 кгс1сл?\ °C, не ниже
S1O2, не ме- иее А12О3, не более V СаО, не более
Мертель динасовый для кладки пеко-коксо- вых печей (ЧМТУ 3362—53) 90 .... 1650 ....
Обмазки для горяче- го ремонта коксовых пе- чен (ТУО КР 119—54) 90 5 .... 1650 ....
ШАМОТНЫЕ И ПОЛУКИСЛЫЕ
Физико-химические
химический состав, % темпера- тура начала
Изделие или материал Класс, вид, марка S1O2, не ме- нее AI2O3 + +ТЮ2, не ме- нее РегО3, не бо- лее огнеупор- ность, °C, не ниже дефор- мации под нагрузкой 2 кгс/см2, °C. иеииже
Изделия огнеупорные шамотные общего на- значения (ГОСТ 390— 54) Класс А Класс Б Класс В . . . 30 30 30 . . . 1730 1670 1610 1300 Не норм. » »
Изделия огнеупорные полукислые (ГОСТ 4873—49) Класс А Класс Б Класс В 65 65 65 . . . . . . 1710 1670 1610 1400 1300 Не норм.
Кирпич шамотный для кладки доменных печей (ГОСТ 1598—53) Класс А Класс Б . . . 39 35 1,6 1,6 1730 1700 1400 1360
* В литературе употребляется также термин «объемный вес».
290
ЛИЯ И МАТЕРИАЛЫ
П родолжение
показатели
плотность, г/см3, не более предел прочности при сжатии, кгс/см2, не менее кажущаяся порис- тость, %, не более Форма и размеры или зерновой состав Примечания
.... Остаток на сите с от- верстиями 1 мм не бо- лее 2%; проход через сито с отверстиями 0,2 мм 70—85%
.... Содержание зерен крупнее 0,5 мм — не более 2%; мельче 0,066 мм — 45 ч-55%
ИЗДЕЛИЯ И МАТЕРИАЛЫ
показатели Форма и размеры или зерновой состав Примечания
дополни- тельная усадка при 1400° С, %, не более предел прочности при сжатии, кгс!см2, не меиее кажу- щаяся плот- ность, * г/см3, не менее кажущаяся пористость, %, не бо- лее
0,7 0,7* 0,7** 125 125 100 30 30 Не норм. По ГОСТ 8691—58 » » » » » » * При 1350° С ** При 1250° С
0,5 0,5* 0,5 ** 100 150 100 27 30 Не норм. По ГОСТ 8691—58 » » » » » » * При 1350° С ** При 1250° С
0,2 0,3 400*; 300** 550*. 500** 18 *; 20 ** 19 *; 20** По ГОСТ 1598—53 » » » Г азопроницаемость мЦм? -ч- мм вод. ст.): для класса А—1,2; для класса Б — 0,8 * Для печей объ- емом 700 Л13 и более * * Для печей объ- емом менее 700 At3
291
ШАМОТНЫЕ И ПОЛУКИСЛЫЕ
Физико-химические
химический состав, % темпера- тура начала
Изделие или материал Класс, вид, марка SIO2, ие ме- нее AI2O3 + +тю2, не ме- нее РегОз, ие бо- лее огнеупор- ность, °C, не ниже дефор- мации под нагрузкой 2 кгс1см%, °C, ие ниже
Изделия огнеупорные шамотные и полукис- лые для кладки возду- хонагревателей домен- ных печей (ГОСТ 1599—53) Класс А Класс Б Не норм. 28 . . . 1730 1670 1300 ' 1250
Изделия для насад- ки регенераторов марте- новских печей с повы- шенным (не менее 40%) содержанием глинозема (СТУ 72—5—29—62) . . . 40* . • - 1730 14С0
Изделия для кладки коксовых печей Решетчатая насадка (ЧМТУ 3580—53) Каолиновые горелки (ЧМТУ 5925—57) 60 35 . . . 1670 1700 1320
Брусья шамотные н каолиновые для бассей- нов стекловаренных пе- чей Шамотные брусья (ГОСТ 7151—54) Каолиновые бру- сья для ванных печей при варке стекла марки ЗС-5 (ЧМТУ 2973—51) Каолиновые брусья для ванных пе- чей при варке специальных сте- кол, кроме ЗС-5 (ТУОЩ 126—54) Каолиновые пере- крывные брусья протоков ванных печей (ТУО 39— 56) . . . 30* 39 39 39 2 1,5 1,5 1,5 1690 1730 1730 1730 1450 1450 •
292
ИЗДЕЛИЯ И МАТЕРИАЛЫ
Продолжение
показатели Форма и размеры или - зерновой, состав Примечания
дополни- тельная усадка при 1400° С, %, не более предел прочности при сжатии, кгс 1с не менее кажу- щаяся плот- ность, г1см$, не меиее кажущаяся пористость, %, не бо- лее
0,3* 175 . . . 26 - По ГОСТ 1569—53 * При 1350° С
0,5* 150 . . . 28 » » » t
0,5 150 . . . 22 По ГОСТ 6024—51 * Содержание А12О3
.... 125 1,97 25
.... 16—22
0,5 250 ... 19**; 99 По ГОСТ 7151—54 * Содержание AI2O3 **' Для стеновых и проточных брусьев *** Для дойных брусьев
Опреде- ляется факуль- тативно 400 2,27 14—16 500X 400 X 250 мм
.... 400 Не норм. 18 500 X 400X 250 мм
Опреде- ляется факуль- тативно 400 2,27 14—16 1100X500X300 мм
293
ШАМОТНЫЕ И ПОЛУКИСЛЫЕ
Изделие или материал Класс, вид, марка Физико-химические
химический состав, % огнеупор- ность, °C, не ниже темпера- тура начала дефор- мации под нагрузкой 2 кгс!см2, °C, не ниже
SlO2, не ме- нее А12Оз + + Т1О2, нс ме нее РегОз. не бо- лее
- Изделия для футе- ровки вагранок (ГОСТ 3272—46) Шамотные Полукнслые ’ 65 ’ 30 20 1670 1670 ....
Изделия многошамот- ные и шамотные для футеровки вращающих- ся цементных печей (ГОСТ 9738—61): для зоны охлажде- ния для цепной зоны н холодильника Марки ЦМ-1, ЦМ-2, ЦМ-3, ЦМ-4 Марки ЦМ-5, ЦМ-6 . . . 34*; 36** 32 1690*; 1710 ** 1670 1350 *; 1370 **
для зоны декарбо- низации для зоны дегидра- тации н подогрева Марка Ц-1 Марка Ц-2 Марки Ц-3, Ц-4 30 30 30 1730 1670 1610 1300 Не норм. » »
Изделия каолиновые для футеровки вра- щающихся печей для получения сернистого натрия (ТУО 228—57) • . . 39 1,5 1730 ....
Мертели огнеупорные алюмосиликатные пла- стнфицировайные (ГОСТ 6137-^61)! тонкого пбмола крупного помола Высокоглнно- земистые: марка ВТ1 марка ВТ2 Шамотные: марка ШТ1 марка ШТ2 Полукислые: марка ПТ1 Шамотные: марка ШК1 марка ЩК2 марка ШКЗ Полукислые: марка ПК1 марка ПК2 60 45 38 33 20 38 33 30 20 20 1,6 1,6 1,6 1,6 1800 1750 1730 1690 1659 173Э 1690 1650 1650 1610 ....
294
ИЗДЕЛИЯ И МАТЕРИАЛЫ
Продолжение
показатели
дополни- тельная усадка при 1400° С, %, не более предел прочности при сжатии, кгс/см2, ие менее кажу- щаяся плот- ность, г/см3, не меиее кажущаяся пористость, %, не бо- лее Форма и размеры или зерновой состав Примечания
0,5 0,5 125 125 . . . 22 22 По ГОСТ 3272—46 » » »
0,3 0,3 3* 0,7 0,7 3* 0,74* 250 250 125 125 125 19*; ** 19 *; 2| ** 30 30 Не норм. По ГОСТ 9738—61 » » » » » » » » » » » » * Для изделий за- водов Юга * * Для изделий за- водов Центра и Восто- ка 3* При 1350° С 4* При 1250° С
...» 300 20—22 По чертежам заказчика
295
ШАМОТНЫЕ И ПОЛУКИСЛЫЕ
Физико-химические
химический состав, % темпера- тура начала
Изделие или материал < Класс, вид, марка SIO2, не ме- нее AI2O3 + + Т1О2, не ме- иее FesOg, не бо- лее упорность, °C, ие ниже дефор- мации под нагрузкой 2 кгс1сл?, "С, не ниже
Мертель Верхне-Пыш- минского завода ша~ мотно-глнноземистый для кладки шахт до- менных печей (ЧТУ 58) Марка ШГД . - . 39 2 1730 ....
Мертель пластифици- рованный шамотный (ЧМТУ 5849—57) Марка ШП . . . 38 С 1730 ....
Шамот и глииа мо- лотые (ЧМТУ 4951—55) Шамот 39 . . . 1730 .... 1
Глина 34 . . . 1710 ....
Шамот кусковой Се- милукского завода (ТУО 28—54) . . . 30 2 1670 ....
Шамот кусковой Су- воровской шамотообжн- говой установки (ТУИ 2011—58) Класс 0 Класс А Класс Б . . . 40 37 30 2,5 3,5 5,5 1740 1730 1670 ....
Шамот дробленый Боровичского комбина- та: МТУ 158-58 . . . 44 2 1750 « ... >
МТУ 159—58 40 1730 ....
296
ИЗДЕЛИЯ И МАТЕРИАЛЫ
Продолжение
показатели Форма и размеры или зерновой состав Примечания
дополни- тельная усадка при 1-100° С, %, не бо- лее предел проч- ности при сжатии, кгс!см\ не менее кажу- щаяся плот- ность, г!см\ не ме- нее кажу- щаяся порис- тость, %, не более
. . . . . • • • • • . . . Содержание зерен крупнее 0,5 мм — не более 1%, мельче ' 0,088 мм — не менее 50% *
- Влажность 4%; п.п.п. 1,6—2,1%; содержание пластификаторов (в % сверх 100): Na2CO3 0,15±0,04, сульфнтно- спиртовой барды (на сух. в-во) 0,10±0,03
... Содержание зерен мельче 0,21 мм — не менее 95%, мельче 0,5 мм—100% Содержание зерен мельче 0,5 мм — не менее 80%, мельче 1,0 мм- 100% Влажность шамота 4%, глины 12%
Водопоглощение 12%
Влажность для всех классов 1—3%; водо- поглощение: для клас- са 0 — 4%; для клас- са А — 6%; для клас- са Б— 12%
. . . Влажность — не бо- лее 2%, водопоглоще- нпе 5% Влажность — не бо- лее 4%, водопоглоще- ние 10%
297
ВЫСОКОГЛИНОЗЕМИСТЫЕ
Изделие или материал Тип, вид, марка Физико-химические
химический состав, % огнеупор- ность, °C, не ниже темпера- тура начал • деформа- ции под нагрузкой 2 кгс!см\ °C, не ниже
AI2O34- 4 ТЮ2, не менее РегОз, ие более
Изделия высокогли- ноземистые общего на- значения (МРТУ 14—06—3—14—62) 45^18 1 .... 1750-1770 1400
Изделия для футе- ровки кричной зоны трубопечей прямого восстановления железа (ЧМТУ 3207—52) 75* .... 1830 1550
Изделия для футе- ровки кессонов марте- новских печей (ЧМТУ 5128—55) 74 .... 1830 1530
Изделия типа силли- манитовых для печей трубосварочного стана (ТУО 11—49) 62 1,5 1800
Изделия высокоглп- ноземистые нормаль- ные, простые и слож- ные фасонные (ТУО 10-49) Типа силли- манитовых Типа корундо- муллнтовых 62 80 1,5 1,5 1800 1850
Изделия для высоко- температурных печей (ТУО 29—54 с измене- нием № 1) 60 1,5 1800 ....
Брусья для ванных печей, предназначенных для изготовления сте- кла марки ЗС-5 (ЧМТУ 2974—51) 63 1,2 1780 1520
298
ИЗДЕЛИЯ И МАТЕРИАЛЫ
показатели
дополни- тельная усадка при 1600° С, %, не более предел прочности при сжа- тии, кгс!см2, не меиее кажу- щаяся порис- тость, %, не более термо- стойкость при 850° С (количе- ство нодя- 1ых тепло- см ен), не менее Форма и размеры или зерновой состав Примечания
0,3; 0,5 * 150—200 32—34 * При 1400° С
0,3 ** 800 18 .... По ЧМТУ 3207—52 * Содержание А12О, ** При 1550° С
.... 800 12 .... По ЧМТУ 5128—55
1,2 350 24
1,0* 1,0 150 350 23 .... По соглашению сторон То же * При 1500° С
1,0—1,2 250*; 400 ** 24; 28 3* .... По соглашению сторон * Для трамбован- ных изделий * * Для прессованных изделий 3* Для изделий зо- ны подогрева и футе- ровки вагонеток
.... 800* 12—14 .... 500 X 400 X 250 мм Кажущаяся плот- ность 2,70 г/см3 * Для отдельных об- разцов допускается не менее 700 кгс/см2
299
ВЫСОКОГЛИНОЗЕМИСТЫЕ
Изделие или материал Тип, вид, марка - Физико-химические
химический состав, % огнеупор- ность, °C, ие ниже темпера- тура начала деформа- ции под нагрузкой 2 кгс/см^ °C, не ниже
AI2O3 + + Т1О2> не менее Ре2О3, не более
Брусья для ванных печей, кроме предна- значенных для изгото- вления стекла марки ЗС-5 (ТУОЩ 125—54) 63 1,2 1780 ....
Изделия из глинозе- мисто-хромитовых шла- ков (ЧМТУ 5597—56) Сводовые Насадочные Ковшовые Прочие (про- стые и слож- ные фасонные) 78* 75* 75* 75* .... 1800 1800 1800 1800 1600 1500 1500 1470
Изделия для футе- ровки сталеразливоч- ных ковшей: ТУОСМ 207—55 ТУОСМ 208—55 и 209—55 45 55 2 2 1780 1800 1480 1520
Изделия для кладки лещади доменных печей (ГОСТ 10381—63) 62 1,5 1800 1500*
Изделия для возду- хонагревателей больше- объемных доменных пе- чей (ТУ Госплана РСФСР 1958) 45* 2 1750 1400
Пробки высокоглино- земнстые (ГОСТ 5500— 64) Марки СП-9, СП-10, СП-11, СП-12, СП-13 45 .... 1770 ....
Трубки высокоглино- земистые ВТУО 41—56 ВТУО 42—56 60 75 1,0 1,0 1730 1830 1450 1500
Изделия для службы в электропечах (ТУО 43—56) 72 .... 1800 ....
300
ИЗДЕЛИЯ И МАТЕРИАЛЫ
Продолжение
показатели
дополни- тельная усадка при 1600° С, %, не более предел прочности при сжа- тии, кгс/см^ не менее кажу- щаяся порис- тость, %, не более термо- стойкость при 850' С (количе- ство водя- ных тепло- смен), не менее Форма и размеры илн зерновой состав Примечания
• • ♦ • 700 . 18 . . . . 500Х400Х 250з<з<
0,3** 0 4** 02** ОД ** 250 300 300 250 24 23 21 25 15 15 По ГОСТ 5341—58 и 390—54 То же » » » » * Содержание А12О3 ** Прн 1500° С
0,5* 0,3* 400 450 18 18 .... По ГОСТ 5341—58 » » » * При 1500° С
0,2** 600—700 15—19 .... ПоГОСТ 10381—63 * Под нагрузкой 4 кгс/см2 ** При 1500° С
0,5** 200 24 15 По ГОСТ 1599—53 * Содержание А12О3 ** При 1400° С
.... 25* .... По ГОСТ 5500—64 * Но не менее 20%
.... 016 X Ю мм, длина 270 мм 0 16 X Ю мм, длина 500 мм
.... 150* 30 * Факультативно
301
ВЫСОКОГЛИНОЗЕМИСТЫЕ
Изделие или материал Тип, вид, марка Физико-химические
химический состав, % огнеупор- ность, °C, не ниже темпера- тура начала деформа- ции под нагрузкой 2 кгс!см$, °C, не ниже
AI2O3 + + тю2, не менее РегОз, не более
Изделия для печей электроотжига (ТУОШ 206—55) 63 .... 1750 1450
Трубки, применяемые в печах, для определе- ния углерода и серы в металлах и сплавах ( вио 1 59сдопол’ 50* 1730 ....
нениями от 22.01.1960j
Изделия термостой- кие фасонные для пе- чей окислительного пи- ролиза метана (ТУМУ МОС 9001—51) 75 1,2 1800 1500
Огнеупорные детали к лабораторным крип- толовым печам типа Л-1 и ВНИО-120 (ТУ 300—57) Корундовые Корундомул- литовые Шамотные 90 72 30 .... ....
Мертель высокогли- ноземистый (ТУОСМ 210—55), I вид II ВИД III ВИД 72 60 45 .... 1850 1800 1780 ....
Мертель пластифици- рованный высокоглино- земистый (ЧМТУ 5849—57) Марка ВП-45 Марка ВП-60 45 60 .... 1740 1800 ....
Шамот высокоглино- земистый (ТУО 222—56) Муллито- вого состава 72* .... 1800 ....
Муллитокорун- дового состава 84* .... 1830 ....
302
ИЗДЕЛИЯ И МАТЕРИАЛЫ
Продолжение
показатели
дополни- тельная усадка при 1600° С, %, не более предел прочности при сжа- тии, кге /с м2, не менее кажу- щаяся порис- тость, %, не более термо- стойкость прн 850° С (количе- ство водя- ных те п ле- ем ен), не менее Форма и размеры или зерновой состав Примечания
. . . . 150 30 .... По чертежам Верхне-Исетского завода
„ ЧМТУ По вио 1—59 Водопоглощение 0.4% * Содержание А12О3
1 20 По чертежам заказчика
.... 25 25 30 .... По чертежам Украинского ин- ститута огнеупо- ров
.... Содержание зерен мельче 0,21 мм— не ме- нее 9,5%, мельче 0,5 мм—не менее 99%, зерен разме- ром 1 мм — не более 1% Влажность для всех видов — не более 5%
Потери при прокали- вании 1,6—2,1% Содержание пласти- фикатора (в % сверх 100): Na2CO3 0,15+0,04 для ВП-45, 0,15+0,05 для ВП-60, сульфитно- спиртовой барды (на сух. в-во) 0,10 + 0,03
.... Содержание зерен мельче 0,5 мм — не менее 98 %, в том числе мельче 0,06 мм — не ме- нее 45% То же Водопоглощение 5% * Содержание А12О3
303
МАГНЕЗИАЛЬНЫЕ И ХРОМИ
Изделие или материал Сорт, марка, тип Физик о-химнческие
химический состав, % темпера-
MgO, не менее СаО, не более СгаОя» не меиее SIO2, не более деформа- ции под нагрузкой 2 кгс/см^, °C,не ниже
Изделия магнезито- вые (периклазовые) высшей огнеупорности (ГОСТ 4689—63) Марка М-91 Марка МП-89 Марка МП-91 91 89 91 3 4 3 .... 1500 1500 1500
Изделия хромомагне- зитовые высокоогне- упорные (ГОСТ 5381— 50) Сорт I Сорт II 42 42 . . . 15 15 . . . 1500 1500
Изделия магнезито- хром итовые для сводов мартеновских и элек- тросталеплавильных пе- чей (ЧМТУ 5129—55) Сорт I Сорт II 60 60 12—18 *; 8—13 ** 12—18*; 8—13** . . . 1500 1500
Изделия магнезито- хром итовые плотные: для футеровки кес- сонов н других элементов стале- плавильных печей (ЧМТУ 4531—54) для футеровки кес- сонов (ЧМТУ 10204—57) для конвертеров с кислородной про- дувкой / ЧМТУ \ ^УНИИО 1 60 60 . . . 8 8—18 12—18 . . . 1500 1500 ‘ 1500
Изделия магнезито- хромитовые (ТУОС 135—54) и хромомаг- незитовые (ТУОС 136—54) для кладки высокотемпературных печей Магнезитохро- митовые Хромомагне- зитовые 57 42 . . . 8 15
Кирпич безобжиговый хромомагнезитовый ТУ 1953 г. ТУЦ 08—144—57 ЧМТУ 3—58 Марка БХМ-1- Марка БХМЛ-5 33 42 42 42 . . . 20 15 15 20 ....
304
СТЫЕ ИЗДЕЛИЯ И МАТЕРИАЛЫ
показатели Форма, размеры илн зерновой состав Примечания
предел прочности при сжатии, кгс/см*, не менее кажу- щаяся плот- ность, г!см$, не менее кажу- щаяся пори- стость, %, не более термиче- ская стой- кость (число водяных теплосмен), не менее
400 500 500 27 11—20 11—18 .... По ГОСТ 4689—63 » » » » » »
250 200 . . . 24 25 .... По ГОСТ 5381—50 » » »
250 200 . . . 23 24 25 25 По ЧМТУ 5129—55 » » » * Для изделий из руд Южно-Кнмперсайского месторождения * * Для изделий из руд Сарановского месторо- ждения
400 250 400 . . . 17 17 16 25 25 25 По ЧМТУ 4531—54 По ЧМТУ 10204—57 По чертежам за- казчика
150 3,2 . . . . . ... По ТУОС 135—54 По ТУОС 136-54
100 100 200 275 2,9 2,98 18 24 .... По ТУ 1953 г. По ТУП 08—144—57 По’чМТУ 3^-58 Влажность для всех видов — не более 0,5%
305
МАГНЕЗИАЛЬНЫЕ И ХРОМИСТЫЕ
Изделие или материал Сорт, марка, тип Физико-химические
химический состав, % темпера-
MgO, не менее СаО, ие более Сг20з, не менее S1O2, не более деформа- ции под нагрузкой 2 кгс/см^, °C, не ниже
Изделия безобжиго- вые магнезнтохромито- вые (ТУО 49 с допол- нением № 1 1956 г.) 60 . . . 8 ...
Изделия безобжиго- вые магнезитохромито- вые (ЧМТУ 1958 г.) 60 • . . 8; 12*
Изделия безобжиго- вые магнезитохромито- вые для сталеплавиль- ных печей (ТУЦ 08— 144—57) 60 8—18* ....
Кирпич безобжиговый магнезитохром итовый для сводов мартеновских печей (ВТУ 117—59) 50 . . . 7—16 . . . ....
Кирпич безобжиговый магнезитохромитовый для цементных печей (МТУ 0—3—57) 60 . . . 8—13
Изделия безобжиго- вые хромомагнезитовые в стальных обоймах для подвесных сводов газокольцевых высоко- температурных печей (ТУО 11—276—54) 42 . . . 15 . . . .
Изделия форстерито- вые обжиговые (ЧМТУ 5127—55) 54 .... 32 1550
Изделия форстерито- вые безобжиговые (ТУО 11—314—57) 54 .... 32 ....
Изделия форстерито- вые безобжиговые для насадок регенераторов мартеновских печей (ВТУ 1958 г.) 56 .... 29 ....
306
ИЗДЕЛИЯ И МАТЕРИАЛЫ
Продолжение
показатели Форма, размеры или зерновой состав Примечания
предел прочности при сжатии, кгс/см^9 не менее кажу- щаяся плот- ность, г[смЪ, не менее кажу- щаяся пори- стость, %, не более термиче- ская стой- кость (число водяных геплосмен), не менее
250 . . . 25 .... По ТУО 49
275 2,85 .... По ЧМТУ 1958 г. * Для изделий из руд Южно-Кимперсай- ского месторождения
200 . . . 18—20 .... По ТУЦ 08—144—57 * По ЧМТУ 5129—55
100 По ВТУ 117—59
250 . . . 25 По МТУ 0—3—57
250 • • • 25 . ... По ТУО 11—276—54
175 28 .... По ЧМТУ 5127—55 Огнеупорность не ни- же 1750°С
350 .... По ТУО 11—314—57
250 Опреде ляется факуль- тативно .... Для марки БФ-7 330X155 X 65 мм
307
МАГНЕЗИАЛЬНЫЕ. И ХРОМИСТЫЕ
Изделие или материал Сорт, марка, тип Физико-химические
химический состав, % темпера- тура начала деформа- ции под нагрузкой 2 кгс/см?-, °C, не ниже
MgO, не мёнее СаО. не ролее СГ2О3, ие менее S1O2, ие более
Кирпич талькомагне- зитовый (ГОСТ 1517— 42) Сорт I Сорт 11 ....
Магнезитовый спечен- ный порошок: металлургический (ТУО 40) экстра (ТУ 260) для электростале- плавнльных пе- чей (ТУО 49) металлургический с повышенным содержанием СаО (ТУО 11—319—57) Марка МПЭ Марка МПЭП 85 88 88 73 6 4 4 10—15 .... 5 4 4 6 .... -
Магнезитовый поро- шок для производства огнеупоров: для хромомагнези- тового кирпича (ТУО 45) спеченный, для сво- дового магнези- тохромитового кирпича (ГОСТ 10360—63) 88 90,5 3 2,5 .... 5 3,5 .... 1
Магнезитовый поро- шок для производства плавленого магнезита (5f4 Марка МСП 93 .... у
Доломит обожжен- ный металлургический (ГОСТ 10389—63) 308 Марки ДОК-32,5, ДОМ-32,5 Марки ДОК-29, ДОМ-29 32,5 29 . . . .... 7,0 н,о .... 1 4
ИЗДЕЛИЯ И МАТЕРИАЛЫ
Продолжение
показатели Форма, размеры или зерновой состав Примечания
предел прочности при сжатии, KZCfCM^t не менее кажу- щаяся плот-, кость/ г!см\ не менее кажу- щаяся пори- стость, %, не более термиче- ская стой- кость (число водяных теплосмен), не менее
100 80 .... ПоГОСТ 1517—42 По ГОСТ 1517—42
.... По ТУО 40 По ТУО 260 По ТУО 49 По ТУО 11—319—57 Потери при прокали- вании для первых трех видов — не более 0,6%
По ТУО 45 По ЧМТУ 5133—55 Потери при прокали- вании для обоих ви- дов — не более 0,6%
п ЧМТУ „ сп По ВИО 3 59
По ГОСТ 10389—63 ПоГОСТ 10389-63 Содержание А12О3+ +Fe2O3+Mn3O4 для ДОК-32,5 н ДОМ-32,5— не более 7%, для ДОК-29 и ДОМ-29 — не более 9%
309
Прочие огнеупорные
Физико-химиче
Химический со
Изделие или материал Сорт, класс, марка, вид ZrO2, нс более Т1С>2> не более FejOj, не более MgO-f-CaO, не более iNazO+KgO, не •более SIO2, не более AI2O3, не более S1C, .не менее
Изделия литые цир- кономуллитовые н муллитовые для стек- ловаренных печей (ТУ 1959 г.) Сорт ЦМУ (цнр- кономуллит улуч- шенный) Сорт I Сорт II 5,0-8,0 4,0-7.0 4,0-6,0 2,5 3,0 3,0 2,0* 2,5 * 3,0* 1,0 ** 1,5 ** 2,0 ** j Q *** J Q *** j Q *** • •
Изделия литые бако- ровые для стеклова- ренных печей (ВТУ 1959 г.) 1.5 2,5 1,5 .... 16 • •
Изделия прессован- ные из технического глинозема с добавкой двуокиси титана ( ЧМТУ \ ( УНИИО 59/ .... 1,2 о,3 ....
Наконечники для термопар погружения из окиси алюминия (ТУ 1958 г.) ....
Изделия нз двуокиси циркония { ЧМТУ X \УНИИО 7 90 0,3 ....
Изделия высоко- огнеупорные карбо- рундовые (ГОСТ 10153—62) Марка КК Марка КА-3 I класс II класс Марка КА-5 .... 1,5 3,0 3,5 5,0 83 82 80 74
Изделия карборун- довые для абразивной промышленности (ТУО 221—56) Класс I Класс II .... .... 85 70
Изделия графитсо- держащие .(ГОСТ 8708—58) Тигли полусухо- го прессования Тигли и реторты пластичного фор- мования Ванны Муфели ....
Блоки углеродистые для футеровки домен- ных печей (ЧМТУ 3556—53 с изменением № 1 и дополнением № 1)
310
изделия и материалы
ские показатели Форма и размеры Примечания
став, % огнеупорность, °C, не ниже температура начала деформации под на- грузкой 2 кгс1см%, °C, не ниже предел прочности при сжатии, кгс1см%, не менее кажущаяся плотность, г/см3 кажущаяся пористо- сть, %, не более
С, не менее сумма плавней, не более AI2O3' модуль S1O2
• • 5,0 6,0 7,0 2,6-3 2,6-3 2,6—3 .... 1730 1700 1670 2,7 2,7 2,6 По чертежам заказчика То же » » * Содержание Fe, FeO и РегО3 в пересчете на РегОз * * В пересчете на СаО * ** В пересчете иа NagO
3,5 .... 2,9-3; 1 По ТУ 1959 г. на литые цир- кономуллито- вые изделия
.... 1600 500 По согла- сованию с заказ- чиком По ТУ 1959 г. на литые цир- кономуллнто- вые изделия
• • 2000 5 По ТУ 1958 г.
.... 28 По согласова- нию с заказчи- ком
.... 1700 1500 1480 1450 200—400 * 200—400 * 15Q-300 * 200—400 * .... 25 22 25 25 По ГОСТ 10153—62 По ГОСТ 10153—62 По ГОСТ 10153-62 По ГОСТ 10153—62 * В зависимо- сти от способа формования изде- лий
.... 1500 1350 500 200 2,5 22 26 По чертежам заказчика
45 45 40 35 .... 1,8 1,6 1,65 1,68 27 35 34 38
92* .... 250 24 По чертежам заказчика * Золы не бо- лее 8%
311
Перечень стандартов на методы испытаний и маркировку
огнеупорных изделий и материалов
Методы химического анализа: шамотных, графнто-
шамотных, полукислых, динасовых изделий, огне-
упорной глины, каолинов, кварцитов, сырого и кау-
стического магнезита, металлургического порошка и
изделий из магнезита, глинозема, высокоглиноземн-
стых материалов и изделий хромитовых руд, хро-
митовых масс и хромомагнезитовых изделий, дуни-
тов, оливинитов, серпентинитов и форстеритовых
огнеупоров, доломита сырого и обожженного . . .
Определение огнеупорности .........................
Пироскопы керамические. Конуса Зегера. Технические
условия ...........................................
Определение деформации под нагрузкой при высоких
температурах ......................................
Объемный метод определения дополнительной линей-
ной усадкн илн роста ..............................
Метод определения термической стойкости............
Определение коэффициентов теплопроводности (ру-
ководство) .............................
Методы определения водопоглощения, пористости н
объемного веса.....................................
Метод Определения объемного веса легковесных из-
делий ................:............................
Определение удельного веса . . ....................
Метод определения газопроницаемости .......
Определение предела прочности при сжатии ....
Определение сопротивления истиранию................
Метод обмера глубины притупленности углов и ребер
Метод определения кривизны........................
Определение линейной усушки и нормальной густоты
шамотного мертеля ................................
Определение зернового состава:
динасового мертеля ...............................
шамотного мертеля.............................
Методы контроля гранулометрического (зернового)
состава абразивных материалов (электрокорунда и
карбида кремния) .................................
Методы испытаний глиняного сырья для керамиче-
ской промышленности................. .............
Маркировка огнеупорных изделий ..........
Правила приемки, хранения и перевозки............
ГОСТ 2642—60
ГОСТ 4069—48
ОСТ ВКС 7665
МА-М7 13—56
ГОСТ 599 —59
ГОСТ 102 —42
ГОСТ 8179 —56
ГОСТ 4070^48
ГОСТ 5402—62
ГОСТ 7875—56
ГОСТ 5040—58
(приложение)
ГОСТ 2409—53
ГОСТ 5040—58, п. 8
ГОСТ 2211—43
ОСТ НКТП 4312
ГОСТ 4071—48
ЧМТУ 5298—55 и
МПСМ СССР 4—55,
п. 27
ОСТ НКТП 5853/140
ГОСТ 390—54, п. 20
ГОС Т 6137—61, п. 15
ГОСТ 5338-60, п. 10
ГОСТ 6137—61, пп. 14 и 5
ХИМИЧЕСКИ СТОЙКАЯ КЕРАМИКА
В разделе приводятся характеристики химически стойких керамических изделий: по-
суды. аппаратуры, труб, пднток, кирпича и т. п.
Для всех изделий даются размеры или емкость и технические требования в отноше-
нии кислото- и щелочестойкости, водопоглощения, термостойкости, прочности.
Кислотостойкость изделий выражается двояким образом — в процентах или в милли-
граммах на квадратный дециметр, щелочестойкость — в миллиграммах на квадратный де-
циметр. Эта единнцв означает максимальную допустимую потерю изделия в весе (в мг)
на 1 дм2 его поверхности при испытаниях, условия которых указаны в каждом отдельном
случае.
Кислотостойкость изделия, выраженная в процентах, означает минимальное допустимое
процентное отношение веса изделия после испытаний, произведенных в соответствии с
ГОСТ 473—64, к его первоначальному весу.
Для пересчете прочностных характеристик, выраженных в кгс!см2, в единицы СИ
следует пользоваться соотношением I кгс/сл2== 9,807 • 104 н!м2.
АППАРАТУРА ТЕХНИЧЕСКАЯ ФАРФОРОВАЯ
(по ГОСТ 861—55)
Наименование Марка Емкость, л Технические требования
Чаши
С носиком ЧФН 10, 25 Кислотостойкость 9 мг/дм2 (после
с рантом ЧФР 50, 75 кипячения в 3% HCI в течение 3 ч).
с бортиком ЧФД 50, 100 Щелочестойкость 42 мг/дм2 (по-
Котлы еле кипячения в 10% растворе
без тубусов КФБР 15, 25, 50 Ыа2СОз в течение 3 ч).
с тубусами КФБРТ 15, 25, 50 Водопоглощение не более 0,2%.
с тубусами КФБ . 100, 150 Допустимое разрежение
и бортиком без тубусов' КФБТ 100, 150 0,5 кгс/см2.
с бортиком
БАРАБАНЫ ФАРФОРОВЫЕ ДЛЯ ШАРОВЫХ МЕЛЬНИЦ
(по ГОСТ 6259—53)
Емкость, Л Размеры, мм' Технические требования
диаметр барабана высота барабана диаметр крышки
2 170+8 190+8 82±3 ' Кислотостойкость 4 мг/дм2 (после
4 220± И 240+12 113±4 кипячения в 3% HCI в течение Зч).
8 275±17 300±15 155±5 Щелочестойкость 42 мг/дм2 (по-
12 325 ±17 335±17 180±6 еле кипячения в 10% растворе Na2CO3 в течение 3 ч). Водопоглощение не более 0,2%.
313
ЛОДОЧКИ ФАРФОРОВЫЕ ПРЯМОУГОЛЬНЫЕ
(по ГОСТ 6675—53)
Размеры, мм
Длина Ширина Высота Толщина стенок
по верхней плоскости по ннжней плоскости по верхней плоскости по нижией плоскости
43+2 47 ±2,5 57±3 76+4,5 37±2 41 ±2,5 51+2,5 67+4 Си 00 СК> NO СО 4* NO Ю 1+ 1+ 1+ 1+ NO ND;- н- Сл СП 18±1 28±1,5 30±1,5 47 ±2,5 10±1 1,75±0,25 1,75 ±0,25 2,0 + 0,25 2,5 ±0,25
Технические требования
Показатели Величина Методика испытания
Кислотостойкость, мг/дм2 Щелочестойкость, мг/дм2 Водостойкость, мг)дм2 Термостойкость .... 3 27 0,4 Кипячение в НО (платность 1,19) в течение 3 ч Кипячение в закрытом сосуде в 2 н. растворе Na2CO3 в течение 3 ч Кипячение в воде в течение 3 ч и вы- держивание в воде 24 ч Щипцовая проба. Нагревание в течение 10 мин в печи, предварительно разогретой до 1000—1200° С, с последую- щим извлечением холодными щипцами на деревянную, покрытую асбестом поверх- ность (температура 15—20°С) Парафиновая проба. Нагревание лодочки, наполненной на 3/5 объема рас- плавленным парафином до 200° С с по- следующим погружением на 5—10 мин в воду при 17—20° С. После проведения щипцовой и пара- финовой проб лодочка не должна иметь трещин
ПОСУДА ЛАБОРАТОРНАЯ ФАРФОРОВАЯ
_______(по ГОСТ 9147—59)________
Наименование Но- мера Емкость, мл Размеры, мм Технические требования
диаметр высота
Воронки Бюхнера . . 1—6 50—2700 64—214 100—358 Кислотостойкость
Вставки эксикаторные с ножками н без но- жек * 1—4 38—230 1,5 мг!дм2 (после ки- пячения в течение 4 ч в растворе НС1: 600 мл
Кастрюли 1—5 100-3000 72—202 41—113 кислоты плотностью 1,19
Конуса фильтроваль- ные 1 4 40—100 35—80 на 600 мл воды). Щелочестойкость
Кружки с носиком . 1—5 250-2000 90—175 115—205 10 мг/дм2 (после кипя-
Лодочки для сжигания 1—4 Не норм. Длина 6—14 чения в течение 4 ч
Ложки 1—3 67—125 Ширина 9—18 в 5 %-ном водном рас- творе Na2COs).
Стаканы 0—8 25—4500 34—2io 37—220
* Вставки имеют от 17 до 48 отверстий.
314
П родолжение
ПОСУДА ЛАБОРАТОРНАЯ ФАРФОРОВАЯ
Наименование Но- мера Емкость, мл. Размеры, мм Технические требования
диаметр высота
Ступки 1—7 Не норм. 50—243 33—111 При определении кис-
Пестики 1—7 18—80 86—220 лото- и щелочестойко-
Тигли Гуча * . . . . 1—3 8—38 26—43 33—54 сти емкости наполняют-
Тигли низкие .... 1—6 2—125 20—72 15—54 ся раствором на 3/4
Тигли высокие . . . 1—5 3—90 20—56 25—70 объема, а остальные из-
Тигли Розе .... Крышки к тиглям Ро- 1—2 15—18 30—32 17—18 делия погружаются в раствор
зс * 36—40 10 Водопоглощение не более 0,2%.
* Тигли Гуча имеют от 37 до 49 отверстий диаметром 0,35—1,0 мм.
* * Крышки имеют в центре отверстия диаметром 6 мм.
ТИГЛИ ЛАБОРАТОРНЫЕ КОРУНДИЗОВЫЕ
(по ГОСТ 4660—49)
Корундизовые (высокоглиноземистые) тигли выпускаются низкие и высокие, трех марок,
Размеры низких тиглей
Номера тиглей Емкость расчетная, мл Поверх- ность, дм* Размеры, мм
диаметр высота толщина стенки
верхний НИЖНИЙ
1 2 0,15 20+1,5 11±1,0 15±1,0 1,1 ±0,2
2 5 0,23 26+1,5 13+1,0 20±1,0 1,1 ±0,2
3 11 0,40 34 ±2,0 18± 1,5 26± 1,5 1,2 ±0,3
4 23 0,67 43 ±2,0 22±1,5 33 ±2,0 1,5 ±0,3
5 35 0,90 50±2,5 26+2,0 38 ±2,0 2,5 ±0,3
6 52 1.12 56 ±3,0 29 ±2,0 42 ±2,0 2,5±0,3
7 126 1,87 72 ±3,0 38 ±2,5 54 ±3,0 2,5 ±0,5
Размеры высоких тиглей
Номера тиглей Емкость расчетная, мл Поверх- ность, дмч Размеры,, мм
диаметр высота толщина стенки
верхний нижний
1 3,5 0,24 20±1,0 11±1,0 25±1,5 1,1 ±0,2
2 8,0 0,40 26±1,5 13± 1,0 33 ±2,0 1,1 ±0,2
3 19,0 0,69 34+2,0 18±1,5 42 ±2,0 1,2 ±0,3
4 38,0 1,10 43 ±2,0 22±1,5 54±3,0 1,5±0,3
5 60,0 1,43 50 ±2,5 26±2,0 60 ±3,0 2,5 ±0,3
6 86,0 1,87 56 ±3,0 29 ±2,0 70 ±3,5 2,5 ±0,3,
Технические требования
Плотность корундизовых тиглей должна быть не менее 3,5 кислотостойкость —
не менее 3 мг1дм2 (после кипячения в 3 н. НС1 в течение 2 ч), щелочестойкость — не менее
10 мг!дм2 (после кипячения в 2 н. Na2CO, в течение 2 «).
Тиглн должны выдерживать без разрушения испытания на термостойкость (нагревание
в муфельной печн до 1000° С н течение 20 мин и последующее охлаждение на воздухе на
холодной металлической плите). _________________________________________________;
Марка Предназначаются для работы при температуре, РС, не выше Не должны деформиро- ваться при температуре, °C Водопоглощение, %, не более
1 1800 1850 0,1
9 1700 1750 0,2
3 1620 1700 0,3
315
ПЛИТКИ КИСЛОТОУПОРНЫЕ И ТЕРМОКИСЛОТОУПОРНЫЕ КЕРАМИЧЕСКИЕ
Размеры, мм
— — Наименование а ъ С d /?
Плитки кислотоупорные и
термокислотоупорные керами*
ческие (ГОСТ 961—57).
квадратные 50 10
100 10, 20
Д 150 20, 25, 30
1 175 20, 25, 30
сз 200 20, 25, 30
Л*
прямоугольные 100 50 10, 20, 30, 50
150 75 20, 25, 30, 50
к d 175 75 20, 30
— 0 200 50 20, 30, 35, 50 •
200 100 20, 30, 35, 50 . - -
ъ 230 113 20, 30, 35, 50 ......
клиновые 50 44 100 30
75 67 150 20, 30, 50
х d П-в-*! 175 173 175 20,.30, 50
175 170 175 20, 30, 50
ц । 175 165 175 20, 30, 50
175 160 175 20, 30, 50
Hl u 175 155 175 20, 30, 50
150 145 175 20, 30, 50
150 140 175 20, 30, 50
150 135 175 20, 30, 50
150 125 175 20, 30, 50
135 120 175 20, 30, 50
135 115 175 20, 30, 50
135 ПО 175 20, 30, 50 .....
135 105 175 20, 30, 50
135 100 175 20, 30, 50
135 90 175 20, 30, 50
75 67 175 20, 30, 50
100 87 200 20, 30, 50
Плитки термокислотоупор- 150 150 35, 50 325, 310
ные для гидролизной про- 175 175 35, 50 1200, 1185
мышленности (ГОСТ 5532—63)
[-—с •
/г Уе ।
316
ПЛИТКИ КИСЛОТОУПОРНЫЕ И ТЕРМОКИСЛОТОУПОРНЫЕ КЕРАМИЧЕСКИЕ
Продолжение
Наименование
Плитки кислотоупорные для
футеровки целлюлозноварочных
котлов (ГОСТ 11318—65)*
квадратные ।
I ь л 5
для лицевых плиток для под кладе ч« пых плиток
100 30, 40, 50 20, 30
... 150 30, 40, 50 20, 30
175 30, 40, 50 20, 30
. . . . . « 200 30, 40, 50 20, 30
50 100 30, 40, 50 20, 30
75 150 30, 40, 50 20, 30
75 175 30, 40, 50 20, 30
50 200 30, 40, 50 20, 30
100 200 30, 40, 50 20, 30
113 230 30, 40, 50 20, 30
50 44 100 30, 40, 50 20, 30
75 67 150 30, 40, 50 20, 30
175 173 175 30, 40, 50 20, 30
175 173 100 30, 40, 50 20, 30
175 170 150 30, 40, 50 20, 30
175 165 175 30, 40, 50 20, 30
175 160 200 30, 40, 50 20, 30
175 170 200 30, 40, 50 20, 30
175 165 200 30, 40, 50 20, 30
175 160 200 30, 40, 50 20, 30
175 155 175 30, 40, 50 20, 30
175 150 175 30, 40, 50 20, 30
150 145 175 30, 40, 50 20, 30
Технические требования
Испытания производятся в соответствии с ГОСТ 473—64.
Показатели Плитки
кислото- упорные термо- кислото- упорные для гидро- лизной промыт- ленности для футеровки • целлюл ознов ароч- , ных котлов
лицевые подкла- дочные
Кислотостойкость, %, не менее:
для плиток толщиной 10 мм 98
» » » 10—30 » . 97 97 98 97
» » » более 30 » . 96 96 97 98 97
Водопоглощение, %, не более:
для плиток толщиной до 30 мм 6 7 . . . . 7 6
» » » более 30 » 7 9 6 (35 мм)', 8 (50 мм) 7 6
Предел, прочности, кгс/см\ не менее:
при сжатии 300 300 Не норм. 800 1000
при изгибе 150 150 150 200
Термостойкость (количество
теплосмен), не менее 2 8 10 6 6
Кажущаяся плотность (объемный Не нормируется 2 2,05
вес), г/см3, не менее
317
НАСАДОЧНЫЕ КЕРАМИЧЕСКИЕ КОЛЬЦА
Испытания производятся в соответствии с ГОСТ 473—64.
Наименование Размеры, мм Кислото- стой- кость, %, не менее Водо- погло- щение, %, не более Разру- шающая нагрузка *, кгс Термостой- кость (ко- личество тепло- смен), не менее
диа- метр высота тол- щина
Кольца насадочные 15+1,5 15+1,5 3±1,5 98 2 2000 6
полуфарфоровые (ГОСТ 25±2 25+2 3±2 98 2 2 500 6
8261—56) 50+3 50 ±3 5±2 98 2 Не норм. 5
Кольца Рашига кис- 25 25 4 96 5 350 2
лотоупорные керамике- 50 50 5 96 5 1 100 2
вые (ГОСТ 748—41) 80 80 8 96 5 3000 2
100 100 10 96 5 4 300 2
120 120 12 96 5 6200 2
150 150 15 96 5 11000 2
* Разрушение образца при нагрузке на торец.
КЕРАМИЧЕСКИЕ. ТРУБЫ
Испытания производятся в соответствии с ГОСТ 473—64.
Наименование Сорт £ внутренним диаметр, мм разрушающая нагрузка *, кгс Допустимое гид- равлическое давление, ат • Предел проч- ности прн сжатии, кгс/см^, не менее Кислотостойкость, %, не менее Водопоглощение, %, не более Термостойкость (количество теп- лосмен), не менее
Трубы керамические канализационные (ГОСТ 286—64) 150—200 350—400 500—600 2000 2500 3000 )Не менее > 2 в тече- ]ние Ъ мин Не норм. 92 9 Не норм.
Трубы кислотоупор- ные керамические н фа- сонные части к ннм 1 25, 30, 40, 50, 80, 100, 150 Не норм. 4 400 98 3 2
(ГОСТ 585—41) II 200, 250, 300 То же т э же 3 300 97 5 1
* Разрушающая нагрузка отнесена к 1 погонному метру трубы.
КЕРАМИЧЕСКАЯ ХИМИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
Емкость, Л
Баллоны (туриллы) кислотоупорные керамиковые
(ГОСТ 751—41) ...............................
Ванны кислотоупорные керамиковые (ГОСТ 736—41)
Монтежю (монжусы) кислотоупорные керамиковые
(ГОСТ 734-41)................................
Сосуды кислотоупорные керамиковые (ГОСТ 735—41):
цилиндрические...............................
конические .............................
Туриллы Целлариуса кислотоупорные керамиковые
(ГОСТ 749-41):
двухгорл ые................................ 40, 135, 170
трехгорлые............................... 200, 450
50, 100, 150, 200, 300, 400, 500
10, 18, 26, 35, 50, 63, 80, 100. 125, 150, 200, 250,
300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 700
100. 200, 400, 750
5, 30, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 800, 1000
5, 10, 30. 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500,800, 1000
318
Продолжение
КЕРАМИЧЕСКАЯ ХИМИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
Технические требования
Приводятся требования к изделиям, перечисленным выше, а также к змеевикам (хо-
лодильникам) кислотоупорным керамиковым: вертикальным двух- и' одновнтковым. горизон-
тальным одновитковым (ГОСТ 750—58) и к царгам (башням) кислотоупорным кеоамиковым
и частям к ним (ГОСТ 732—55).
Испытания производятся в соответствии с ГОСТ 473—64.
Сорт Кислотостой- кость, %, не менее Водопоглоще- нне, %, не более Предел прочности при сжатии, кгс/см* Термостойкость (количество теплосмен), не менее
черепка изделия
I 98 3 400** 2 | ***
II 97 6* 300** 1
* Для змеевиков 3%-
* * Монжусы, кро^е того, должны выдерживать без разрушения в течение 5 мин
гидравлическое давление:
при емкости 100 л .......................................... 45 ат
» » 200 » 35 »
» » 400 » 30 »
» » 750 » ........ .......... 25 »
* ** Для монжусов не нормируется.
КИРПИЧ КИСЛОТОУПОРНЫЙ НОРМАЛЬНЫЙ
(по ГОСТ 474—64)
Размеры, мм
Технические требования
Испытания производятся в соответствии с ГОСТ 473—64.
Показатели
Сорт
II
in
Кислотостойкость, %, не менее
Водопог лощение, %, не более..................
Предел прочности при сжатии, кгс/см2, не менее
Термостойкость (количество теплосмен), не менее
96
8
250
2
94
10
200
2
92
12
150
2
319
СТЕКЛО
В настоящий раздел включены некоторые сведения о стекле, представляющие интерес
для работников химических лабораторий. Более подробно о свойствах различных стекол
и их зависимости от состава см. следующие книги: 1. Справочник по проиаводству стекла,
Госетройиедат. 1963. — 2. И. И. Китайгородский (ред.), Технология стекла. Гос-
стройиздат. 1961. --3. строение стекла. Изд. АН СССР, 1955. — 4. С.б. «Стеклообразное со-
стояние», Изд. АН СССР, I960.—5. Стеклообразное состояние, т. 3, вып. 1 (Кат а лизпро-
ванная кристаллизация стекла), Изд. АН СССР, 1963. — Б. Стеклообразное состояние, т. 3.
вып. 4 (Стеклообразные системы и новые материалы на основе стекла), Минск, 1964.—
7. Стеклообразное состояние, т. 4, Изд. «Наука», 1965. — 8. А. А. Аппен, Расчет свойств
силикатных стекол, ЦБТИ, Вильнюс, 1963. — 9. Л. И. Демкина, Исследование зависи-
мости свойств стекол от их состава, Обороигнз, 1958. — 10. М. А. Безбородов (ред.).
Диаграммы стеклообразных систем, Минск, 1959.— И. М. Л. Любимов, Спан стекла с
металлом, Госэнергоиздат, 1957. — 12. В. П. Прянишников. Кварцевое стекло, Пром-
стройнздат, 1956. — 13. О. К. Ботвинкин, А. И. Запорожский, Кварцевое стекло,
Стройиздат, 1965. — 14. Л. Я- М а з е л е в. Боратные стекла. Изд. АН БССР, Минск, 1958. —
15. О. В. Мазурин, Электрические свойства стекла, Госхимиздат, 1962. — 16. Г. М. Ба р-
тенев. Механические свойства и тепловая обработка стекла, ГосстроЙнздат, I960.—
17. С. К- Д у б р о в о, Стекло для лабораторных изделий и химической аппаратуры. Изд.
«Наука», 1965. — 18. G. W. М о г е у. The' properties of glass, Нью-Йорк, 1954.
ВАЖНЕЙШИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТЕКЛА
Пределы изменения физических свойств стекла
Механическая прочность стекла может быть заметно увеличена по сравнению с при-
веденными данными с помощью специальной обработки поверхности стекла (стр. 329).
Плотность, г/см? ....
Прочность на растяжение, н/л2 ....
» » » кгс/мм2 . . .
Прочность на сжатие, н/м2 ..............
» ». » кгс/мм2...............
Прочность на изгиб, н/лг2...............
» » » кгс/мм2...............
Модуль упругости (Юнга),, н/м2 ....
» » » кгс/мм2
Коэффициент линейного термического рас-
-ширения, град~'......................
Удельная теплоемкость, кджЦкг • град)
» » ккалЦкг • град)
Коэффициент теплопроводности
кдж/ (м • ч • град).................
ккал/(м • ч • град) ..................
Показатель преломления для О-липии
натрия ... . .
Удельное объемное электрическое сопроти-
вление при 20° С, ом • см ...
Диэлектрическая проницаемость при 20° С
и частоте 2 Мгц ............
Тангенс угла диэлектрических потерь при
20° С и частоте 2 Мгц ......
2,2—8,1
3,4- 107—8,3-107
3,5—8,5 .
49- 107—205- 107
50—210
3,4- 107—24,1- 107
3,5—24,6
4400- 107—8300- 107
4500—8500
2-10-7—160- 10~7
0,34—0,97
0,08—0,23
1,25—5,0
0,3—1,2
1,39—2,2
10s_10>e
3,75—40
0,0002—0,01
320
ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКОЙ СТОЙКОСТИ СТЕКЛА
Химическая стойкость стекла
11 Зак. 134
321
КЛАССИФИКАЦИЯ СТЕКОЛ по водостойкости
Для аппаратуры, испытывающей действие горячих жидкостей, пара, плохих атмосфер-
ных условий, следует применять стекла 1-го гидролитического класса по водостойкости.
Аппаратура, соприкасающаяся только с холодными жидкостями (а также листовое окон-
ное стекло), может быть изготовлена из стекол 3-го гидролитического класса. Стекла 4-го
и 5-го классов (например, некоторые электровакуумные стекла с высоким содержанием
В2Оз) можно применять только в аппаратуре, не соприкасающейся с жидкостями.
ГН/ipo лити- ческие классы Общая характеристика водостойкости стекол Объем 0,01 и. р-ра НС1, мл (метод ВНИИС) Масса сухого остатка, мг (метод ВН МПСС 941-52) Масса выщелочен- ной NagO. мг (метод DIN 12111)
1 Неизменяемые . . 0—0,32 0—10 0—0,06
2 Стойкие 0,32—0,65 10—15 0,06—0,12
3 Твердые аппаратные . 0,65—2,80 15—25 0,12—0,53
4 Мягкие аппаратные . 2,80—6,50 25-50 0,53—1,24
5 С неудовлетворитель- ной стойкостью . . >6,5 >50 >1,24
КЛАССИФИКАЦИЯ СТЕКОЛ По ЩЕЛОЧЕ- и кислотостойкости
Классы стекол, приводимые в таблице, характеризуются массой растворенного стекла
(мг) и а 1 дл<2 его поверхности.
В связи с тем, что сортов стекол, относящихся к 1-му классу щелочестойкостн, весьма
немного, для химической аппаратуры во многих случаях можно допускать применение сте-
кол 2-го класса.
Классы К ислотосто йкость (метод DIN 12116) Щелочестойкость (метод DIN 12122)
1 0—0,7 0—75
2 0,7—1,5 75—150
3 >1,5 >150
ХИМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТЕКОЛ К ЩЕЛОЧАМ
В таблице приводится толщина растворенного слоя стекла (мк) под действием 0.5 н.
растворов щелочей при 90° С в течение 4 ч.
Марка стекла
Щелочь кварце- вое пирекс W 46 № 23 № 29 Ц-21 окон- ное ЗС-8 К-8
NaOH 0,75 7,3 7,6 1,6 1,4 0,14 1,5 17 2S
Na2CO3 0,31 5,3 3,2 1,5 1,4 0,12 1,5 26,5 34
NaOH 4~ Na2CO3 0,60 6,0 6,5 1,6 1,3 0,13 1,4 20 2.6
ХИМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ СТЕКЛА СОСТАВА 65 SiO2-25RO-10R2O
К ПЛАВИКОВОЙ КИСЛОТЕ
В таблице приводится толщина (мк) растворенного в течение 1 мин слоя стекла.
r2o RO
BaO СаО MgO CdO ZnO PbO
Na2O 33 30 8 17 13 40
К2О 80 48 . . . 26 85
322
СОСТАВ СТЕКОЛ (МОЛ. %) С ПОВЫШЕННОЙ стойкостью К ФТОРУ,
ФТОРИСТОМУ водороду и ПЛАВИКОВОЙ КИСЛОТЕ
1 II
BeF2 .... . 35 p2o5 . . 63
MgF2 ... 10 ai2o3 . . 22
CaF2 ... 20 ZnO . . 15
SrF2 15
AIF3 . . 20
in IV
NaPO3 • . . . 40 HF . . 30
A1F3 . . 33 MgF2 . . 35
MgF2 . . 27 PbF2 . 35
ХИМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ СТЕКОЛ К СЛАБОКИСЛЫМ РАСТВОРАМ (ПЙТНАЕМОСТЬ)
Категории пятиаемости, представленные в таблице, характеризуются временем разру-
шения стекол на толщину 135 ммк под действием 0,1 и. раствора уксусной кислоты при
различной температуре. Этот метод обычно применяется для определения стойкости опти-
ческих стекол.
Категории пятиаемости Общая характеристика стекол Время разрушения стекла, ч
80° С 60° с
1 >20
2 | Стойкие, малопятнаюшиеся 20—5 1 > 5
3 5—1
4 Средней стойкости 1—0,1 5—1
5 Сильиопятнающиеся <0.1 < 1
ХИМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ СТЕКОЛ ВО ВЛАЖНОЙ АТМОСФЕРЕ (НАЛЕТООПАСНОСТЬ)
Группы налегоопасности, приводимые в таблице, характеризуются временем образова-
ния на поверхности образца капельного гигроскопического налета (видимого под микро-
скопом при увеличении в 80 раз) в атмосфере с влажностью 85% при 50° С. Этот метод
применяется обычно для характеристики стойкости оптических стекоп.
Группы налетоопасиости Общая характеристика стекол Время, ч
А Стекла хорошей стойкости >20
П Стекла средней стойкости 20-5
В Налетоопасные, нестойкие стекла <5
Вязкость стекла
Определения и единицы измерения вязкости см. т. I настоящего издания «Справоч-
ника химика» (стр. 982).
Вязкость Т) стекпа очень сильно зависит от температуры. Прн температурах варки
стекол вязкость составляет десятки (до ста) пуаз (лз). Стеклянные изделия изготовляются
при вязкости 10э—109 пз. Свойства твердого тела стекло приобретает при вязкости'*-’1013 пз.
Во всех приведенных ниже таблицах вязкость выражена в пуазах.
323
ВЯЗКОСТНЫЕ СВОЙСТВА ОДНОКОМПОНЕНТНЫХ СТЕКОЛ
SlO2 Ge<>2 В2О3 ВеГ2 Se
1g л Температура вещества, °К
9 1069 588 725 328
10 1675 993 565 686 320
11 1600 935 544 651 313
12 1495 883 524 619 307
13 1385 837 496 592 303
16 1080 721 455 521 294
Энергия активации вязкого
течения:
кдж/моль 475 ±40 318+16 158± 12 230±12 130±4
ккал/моль 114+10 73+4 38+3 55±3 31 ±1
Энергия химических связей:
кдэк/моль 460 ±20 344±12 520 ±20 370 ±4 172
ккал)моль 110±5 82±3 124±5 86 ±1 41
ЗАВИСИМОСТЬ ВЯЗКОСТИ БИНАРНЫХ СТЕКОЛ ТИПА Na2O-.v S1O2 ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ
И СОДЕРЖАНИЯ Na2O
Аз С 1g т) при температуре АО 1g Т) при температуре
О О О О О О О о О О О и
£ 0 б О Я и 8 СП 8 о о сч о § I 5 <и б с - ф U к и § о 8 8 сч 1 о
18,4 3,15 2,77 2,47 32,91 3,76 3,15 2,64 2,23 1,88 1.57
21,91 4,55 3,83 3,28 2,82 2,44 2,11 33,24 3,74 3,12 2,62 2,21 1,87 1,55
24,89 4,29 3,62 3,08 2,63 2,26 1,95 , 33,77 3,71 3,08 2,58 2,18 1.83 1.52
25,78 4,22 3,55 3,02 2,58 2,22 1,91 1 34,27 3,70 3,08 2,59 2,16 1,82 1.53
26,57 4,19 3,52 2,98 2,55 2,19 1,88 34,92 3,66 3,04 2,54 2,15 1,80 1,50
26,79 4,18 3,49 2,97 2,54 2,18 1,87 36,73 3,57 2,94 2,45 2,05 1,70 1,40
28,46 4,07 3,41 2,90 2,48 2,12 1,79 39,2 3,46 2,81 2,33 1,93 1,56 -
29,79 3,98 3,32 2,81 2,39 2,03 1,72 39,74 3,34 2,74 2,25 1,86 1,51 1,20
31,74 3,84 3,21 2,70 2,28 1,93 1,62 1 52,1 . • 1,66 1,21 0,91 0,66 0,47
ЗАВИСИМОСТЬ ВЯЗКОСТИ ПРОМЫШЛЕННЫХ СИЛИКАТНЫХ СТЕКОЛ от ТЕМПЕРАТУРЫ
CJ ь: О> Г- S й о _ = 5 g щ со 3-5 (Na) ё ю Оптические стекла
со СП к-10 8 а: Ф-5 4 Ф-25 ОГФ сы Ф-10
дм Е 2 О и 8 со СО & е н
Тем п е р а т у р а, °C
5 1035 822 846 900 884 884 850 857 868 853 956 896 871 760 840 627
6 910 745 772 790 797 782 773 776 796 798 845 797 807 687 740 568
7,6 770 667 700 685 708 680 691 668 718 742 732 695 709 615 633 508
9 695 624 676 627 676 620 645 617 677 710 670 640 667 574 578 475
11 610 574 610 556 600 553 595 5.58 626 675 595 574 615 528 515 437
13 512 516 553 476 533 475 533 487 568 632 513 493 553 472 438 393
ЗАВИСИМОСТЬ ВЯЗКОСТИ БЕСКИСЛОРОДНЫХ СТЕКОЛ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ (°C)
В ОБЛАСТИ РАЗМЯГЧЕНИЯ
1g л Состав стекла, мол. % ig л Состав стекла, мол. %
As-40, Se —60 As —40, Se —40, Ge — 20 BeF2 — 35, AIF3 —20, RF2 —45 As — 40, Se —60 As —40, Se —40. Ge —20 BeF2 — 35, AIF3-20 rf2- is'
13 170 305 320 9 217 401 355
12 180 326 325 8 231 429 370
11 192 351 335 1 7 249 457 380
10 205 375 345 6 278 487 395
324
Электрические свойства стекла
Качество стекла как диэлектрика оценивается по значениям диэлектрической прони-
цаемости, удельного сопротивления н диэлектрических потерь.
Значения диэлектрической проницаемости е лежат у промышленных стекол в преде-
лах 4,5-2-18. В лабораториях разработаны стекла, у которых е=32-5-40. Стекла с малыми
значениями е идут на изготовление высокочастотных изоляторов, с высокими — приме-
няются в конденсаторах.
Диэлектрическая проницаемость и плотность стекла d связаны эмпирическим соотно-
шением e^kd, где k — константа, значение которой колеблется в пределах 2—3 и для
большинства стекол равно ~ 2,4. Так как наименьшую плотность среди стекол имеют
кварцевое стекло и высококремнеземистые стекла, они обладают и минимальными значе-
ниями диэлектрической проницаемости: e=3,75-s- 4,6. У свинцовосиликатиых стекоп
е=1б-2-18. Введение в состав этих стекол двуокиси титана еще более увеличивает r (до 23).
Диэлектрическая проницаемость этих же стекол в закристаллизованном состоянии повы-
шается до 36. В стеклах, состоящих из 20—40 мол. % кремнезема, 70—30% окиси висмута
и 30—50% титанатов свинца или бария, значения е доходят до 40.
Значения диэлектрических потерь, т. е. энергии, рассеиваемой в стекле, находящемся
в переменном электрическом поле, и идущей на нагрев стекла, характеризуется тангенсом
угла диэлектрических потерь tg б. Эта величина зависит от температуры и частоты тока.
Обычно приводятся значения при 20° С и 10е гц. Численные значения tg б для ряда элек-
тровакуумных стекол см. стр. 336.
РАСЧЕТ УДЕЛЬНОГО ОБЪЕМНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ СТЕКОЛ
ПО ИХ СОСТАВУ
Удельное объемное электрическое сопротивление стекол Q (ом • см) сильно изменяется
с температурой. Свойство стекла как изолятора часто характеризуется температурой t
при которой Q-100 Мом • см.
Температурная зависимость сопротивления в координатах lg Q---выражается пря-
мой линией, поэтому, зная сопротивление стекла при двух температурах, можно очень
точно рассчитать сопротивление стекла при любой другой температуре не превышаю-
щей температуру размягчения стекла;
1____£
Т Т
IgPT =(IgP,-IgP2)- -р—f-+igp2
Т?—7^
Величину удельного сопротивления стекла при 300° С можно рассчитать по его составу
с помощью эмпирической формулы:
1g Рзо0 = (75-й).0,08 + (38-й)-0,05 ^-+ |°-25 -^-^—0,5^1 -6,4 + 0,0186MZ +
&С + *ВР , d
+ (30 - fl)2--—-— + 0.05&С + 0,08йв р - 0,05с + (30 - й)2 • + 0,04d + 0,015в
/oUU vvUU
Здесь а ~ суммарное содержание щелочных окислов; сц; — содержание К2О: Ь — сумма
всех двухвалентных окислов; ~ содержание суммы MgO и ZnO; bQ — содержание
СаО; Ьрр — содержание суммы ВаО и РЬО; с — содержание А12О3; d — содержание ^2О3.
Содержание всех окислов выражено в мол. %.
Для расчета 100 и сопротивления при других температурах находят IgA —вели-
чину отрезка, отсекаемого на осн ординат при у- =0 прямой, характеризующей функцию
'gP=/(4):
^Л = (30 + й)-0,03+ [о,25 — —0,5^ | • 0,22й + 0,03&вр-0.01с
Затем величины 1g и находят по эмпирическим формулам:
г Р/=(‘в рзоо+ 'е л) • тгЬз “А
(lgpsoo+lg4)573
‘н-Ю0=--------------------
Удельное объемное сопротивление расплавленных натриевых или калиевык кальциево-
бариевосилнкатных стекол в области температур 500— 1100° С можно рассчитать по формуле:
lgp=M \~-
325
РАСЧЕТ УДЕЛЬНОГО ОБЪЕМНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ СТЕКОЛ
ПО ИХ СОСТАВУ
Продолжение
Значения коэффициентов Л, В и показателя степени п для расчета:
а) в натриевой системе
А =0,02 — 0,2 х; В (68 — х) • 10е; л = 2,5 — 0,003 у
где х— содержание Na2O, мол. %;
у — содержание СаО или ВаО. мол. %;
б) в калиевой системе
А =0,3 - 0.02 х; В= (85 — х) - 106; л=2,525 — 0,003 у
где х — содержание К2О- мол. %;
у -- содержание СаО или ВаО, мол. %.
РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ СТЕКОЛ ПО КОЭФФИЦИЕНТАМ ДИФФУЗИИ ИОНОВ
ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ
Электропроводность стекол, содержащих окислы щелочных металлов, можно рассчи-
тать из коэффициентов диффузии иоиов этих металлов, так как последние связаны с
электропроводностью уравнением Эйнштейна:
a-к кТ
N (ze)2
где D — коэффициент диффузии, см2 i сек;
и — корреляционный множитель, близкий к единице;
и — удельная электропроводность, ом~~*‘см *;
к — постоянная Больцмана;
Т — абсолютная температура, СК;
АГ — число ионов в 1 ext3 стекла;
z — заряд движущегося иона;
е — заряд электрона.
В таблице приведены экспериментальные значения коэффициентов диффузии, опреде-
ленные с помощью радиоактивных изотопов.
Состав стекла, мол. % Коэффициенты диффузии ионов. £Ь1О10, см2!сек
SIO2 Na2O натрия калия рубидия
зоо" с 347° С 415° С 415° С 415° С
95 5 0,03 0,28 1,4
92,5 7,5 1.1 16,5 0,066
90 10 1,7 30,0
87 13 3,6 9,8 39,0 1,3 0,098
80 20 3,6 13,0 59,0 1,5 0,053
75 25 8.8 28,0 95,0 2,0
70 30 15,0 45.0 170.0 0.17
S1O2 к2о
95 5 0,12
92,5 7,5 0,25
90 10 0,43 0.34
87 13 1,1 2,4 0,86
84 16 1,6
82 18 3,1
80 20 3,3 6,5 • • • - •
75 25 8,4 14,0
70 30 20,0 . . . .
S1O2 Rb2O
92 8 0,055 0.12
85 15 0,20
80 20 0,48 3,8
70 О > 2,5
326
ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОГО ОБЪЕМНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ
НАТРИЕВОСИЛИКАТНЫХ СТЕКОЛ ОТ СОДЕРЖАНИЯ ОКИСЛОВ ДВУХВАЛЕНТНЫХ
МЕТАЛЛОВ
Представленные в графе «Стекло» обозначения расшифровываются так. Цифры соот-*
ветствуют содержанию (в десятках мол.%): первая — Na2O, вторая — окисла двухвалентного
металла. Например: из обозначения Na 10 следует, что стекло состоит нз 10 мол.% Na2O
и 90 мол.% SiOa; Be 32 обозначено стекло, состоящее нз 30 мол.% Na2O, 20 мол. % ВеО
и 50 мол. % S1O2.____________________________
Содержа- ние Na2O, молъ!л 1g р Содержа- ние NagO, моль/л 1g р
стекло 150° С 1 300° с стекло 150" С 300° с
Na 10 Na 20 Na 30 Be 11 Be 12 Be 21 Be 22 Be 31 Be 32 Mg 11 Mg 12 Mg 21 Mg 22 Mg 31 Mg 32 Ca 11 Ca 12 Ca 21 Ca 22 Ca 31 ГОСТА 3,81 7,89 12,28 4,17 4,56 8,64 9,41 13,31 14,51 4,06 4,34 8,43 8,93 13,02 13,73 4,05 4,30 8,40 8,86 12,95 В СТЕКОЛ С 7,60 6,45 5,53 7,87 7,64 6,53 6,78 5,60 5,64 7,66 8,20 6,97 7,48 6,15 6,68 9,05 9,84 7,43 8,30 6,17 ОСОБО ВЫ 5,05 4,36 3,65 5,50 5,32 4,46 4,65 3,65 3,86 5,33 5,73 4,74 5,06 4,08 4,46 6,54 6,97 5,00 5,66 4,06 соким у; СОПРОТИ Са 32 Ва 11 Ва 12 Ва 21 Ва 22 Ва 31 Ва 32 Zn 11 Zn 12 Zn 21 Zn 22 Zn 31 Zn 32 Pb 11 Pb 12 Pb 21 Pb 22 Pb 31 Pb 32 ХЕЛЬНЫМ ВЛЕНИЕМ 13,64 3,93 4,04 8,14 8,30 12,54 12,76 4,05 4,30 8,39 8,85 12,95 13,63 3,90 4,03 8,12 8,35 12,58 12,98 ЭБЪЕМНЫМ 6,62 10,14 11,27 8,21 9,40 6,75 7,87 7,76 8,04 6,82 6,93 5,74 6,16 9,80 10,87 8,04 9,00 6,54 7,30 ЭЛЕКТРИ1 4,49 7Д4 7,91 5,55 6,38 4,40 5,20 5,44 5,65 4,62 4,68 3,70 4,04 6,83 7,62 5,34 6,02 4,19 4,71 IECKHM
Состав стекла, МОЛ. % 1g р при 500° С Состав стекла, МОЛ. % 1g Р при 500° С
B2O3 LagOg ZrO2 Та2ОБ ВаО В2Оз LagOg ZrO2 Та2О5 ВаО
70 65 70 70 65 60 20 20 25 25 25 25 СОСТАВ 10 15 5 СТЕКС 5 10 15 >л с н «эким с 10,06 || 70 9,85 U 70 9,83 80 9,30 1 80 9,83 65 9,10 К 65 УДЕЛЬНЫМ О ОПРОТИВЛЕНИ1 25 15 15 10 30 25 БЪЕМН EM ЫМ ЭЛ ЕКТРИ 5 15 5 10 5 10 ХЕСКИЛ 9,87 9,24 10,56 10,28 9,45 9,21 х
В настоящее время известны два больших класса стекол с высокой электропровод-
ностью (полупроводниковые). К первому классу относятся бескислородные халькогенидные
стекла, состоящие из сульфидов, селеиндов и теллуридов фосфора, мышьяка, сурьмы н
таллня. Второй класс составляют кислородные стекла, содержащие большие количества
окнслов ванадия, вольфрама, молибдена, маргаяца, кобальта, железа, титана. Наилучшнмн
технологическими свойствами (хорошей химической стойкостью, высокой температурой
размягчения) обладают силикатные стекла с окислами железа и титана.
Стеклообразные полупроводники отличаются (по сравнению с кристаллическими полу-
проводниками) дешевизной и хорошими технологическими свойствами. Особенно суще-
ственно, что на их электрические свойства мало влияют примеси; это в ряде случаев
позволяет отдать предпочтение этим полупроводникам перед кристаллическими полупро-
водниковыми материалами,_______________________________________________________________
Состав стекол, мол. % igp Энергия акти- вации электро- Темпера- тура раз- мягче- ния, СС
300° c 150° C 20° C проводности, эв
§1О2—33, Т1О2—17, Fe2O3—18, ВаО—32 3,7 5,3 7,8 0,51 650
SiO2 —40, PbO—40, Fe2O3 —20 4,3 6,1 10,0 0,58
1eOz— 47, V2O5 — 30, ВаО—23 7,0 250
As —29, Se —42, Tl—29 6,5 i,n 200
УДЕЛЬНОЕ ОБЪЕМНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ СТЕКОЛ
ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ (ом-см)
Марка стекла Температура, “С
1400 1300 1200 иго 1000 900 800 700
ББК-1 (очковое) .... 2,8 3,1 4,5 6,7 10,8 19,8 40,3 112
Оконное 2,6 3,5 4,7 6,6 10,7 19,0 39,0 100
Прокат 3,3 4,2 5,7 8,2 13,0 23,4 49,0 117
ЛФ-2 8,7 12,0 17,4 27,5 49,5 102,3 269 955
Ф-2 20,0 30,9 51,5 97,7 214 595 2160 _ . .
ТФ-5 5,7 8,7 14,4 26,9 59 158 562 3160
БФ-5 14,8 21,4 33,9 60,3 124 309 -
БФ-13 38 87 252 985 4900
ОФ-3 14 23 48 129 416 2700
ТК-2 63 132 327 1020 4250
ТК-6 32 61 138 380 1350
БК-9 19 33 61 132 343 1175
К-8 5,5 7,6 11,1 17,8 32,4 68,5 180
К-17 5,8 8,0 11,9 18,9 34,5
К-3 5,3 8,9 13,3 23,1 41,4
ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ СТЕКОЛ
Поверхностная электропроводность (проводимость) стекла вызывается конденсацией
влаги в порах поверхностной пленки, имеющейся иа каждом стекле, и растворением не-
которых составных частей стекла в этой влаге. При помещении стекла во влажную атмо-
сферу вначале наблюдается повышение проводимости, что обусловлено конденсацией влаги
в порах пленки и образованием сплошного жидкого слоя. Вследствие сильного разбавле*
иия растворов начальные значения поверхностной проводимости мало зависят от состава
стекла. Последующие процессы разрушения стекла и диффузия растворимых продуктов
в жидкий слой вызывают повышение проводимости. При достижении насыщения свойства
раствора определяются составом стекла; каждый сорт имеет характерную поверхностную
проводимость, указанную в таблице для температуры 20° С и относительной влажности
воздуха 80%.
Марка стекла Толщина пленки, А Поверхностная электропро- водность, ом 1 Время достижения конечных значений электропроводности сутки
начальная конечная
Стекла, обработанные растворами кислот
ЗС-5 1300 ю-10 6-10 10 15
№ 23 1300 I0j° 5- 10 8 20
№ 46 1300 2.10~'° 2-10 8 12
К-8 1300 2-Ю-10 2-10 25
С т е к л а, обработанные горячей водой
К-8 500 2- 10~10 3- ю-8 10
Зеркальное 500 6-Ю " 2-Ю"8 15
К-3 500 2-10 10 3- 10 8 10
С т е к л а с полированной поверхностью
№ 46 100 5- 10“'° 2-Ю 8 6
К-8 100 4-Ю 2-10-8 8
ТК-5 100 8-10 10 5- 10 8 4
Зеркальное 100 2 -10“10 2-10-8 8
328
Механические свойства стекла
Допустимые нагрузки на стекло определяются ие только его составом, ио и состоя-
нием поверхности изделия. При наличии царапин н заколов стекло разрушается прн
меиьших нагрузках; заметное действие при этом оказывает влага, конденсирующаяся в
микротрещииах стекла. Например, предел прочности иа изгиб для кварцевого стекла и
пирекса составляет в обычных условиях 11.5- 107 и 12,2 • Ю7 н/л2 (или 11,7 и 12,4 кгс[мм2
соответственно). В вакууме эти величины возрастают до 19,1 • 107 и 30,4 • I07 ft/ж2 (или
19,5 и 31,0 кгс!мм^).
ЗАВИСИМОСТЬ ПРОЧНОСТИ НА ИЗГИБ ЛИСТОВОГО СТЕКЛА ОТ СОСТОЯНИЯ
ЕГО ПОВЕРХНОСТИ
Поверхность стекла Прочность иа изгиб
н/л<2 кгс/ммЪ
Естественная 21,4- 10^ 21,8
Протертая наждачной бумагой 4- Ю7 4,1
Полированная 6,9 • 107 7,1
Полированная без предварительной шлифовки 21 • 107 21,5
Полированная с последующей воздушной за- калкой ... 17,6 • 107 18,0
Травленая в 20%-ной плавиковой кислоте при глубине снятого слоя 100 мк 54 • 107 58
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОПТИЧЕСКИХ СТЕКОЛ
Относительная твердость по сошлифовыванию, приведенная в таблице, характери-
зуется отношением объема сошлнфованного стекла марки К_8 к объему сошлифованиого
при тех же условиях стекла другой марки.
Марка стекла Микротвердость Модуль упругости (Юнга) Относительна твердость по сошлифовыва- нию
н/м2 10 7 kzcImm2, н/л<2.10 7 2 кге!мм
Кварцевое . . 764 780 7250 7400
ЛК-5 6850 7000 1,6
ЛК-6 4900 5000 0,7
ФК-1 6640 6800 0,4
К-2 607 620 7050 7200 1,0
К-8 568 580 8030 8200 1
БК-4 7050 7200 0,8
БК-8 538 550 8030 8200 0,8
БК-10 .... 509 520 7350 7500 0,7
ТК-2 509 520 7250 7400 0,8
ТК-16 .... 8030 8200 0,7
БФ-12 .... 480 490 6070 6200 0,6
ЛФ-5 450 460 5580 5700 0,8
Ф-4 450 460 5480 5600 0,6
ТФ-1 450 460 5380 5500 0,5
РАСЧЕТ МОДУЛЯ УПРУГОСТИ (ЮНГА) ДЛЯ СТЕКОЛ ПО АДДИТИВНОЙ ФОРМУЛЕ
Для большого числа силикатных стекол модуль Юнга с достаточной точностью может
быть рассчитан по аддитивной формуле:
£=«1У1 + «2У2+ ... +апуп
где .(/ — содержание окисла. мол.%; а — постоянный для каждого окисла коэффициент,
приводимый в таблице.
Окислы Коэффициент а | Окислы Коэффициент а Окислы Коэффициент а Окислы Коэффициент а
Li2O 6,80 СаО 11,16 РЬО 4,29 А12О3 11,40
Na2O 5,95 SrO 9,64 СоО 8,52 Fe2O3 5,21
К2О 4,10 ВаО 6,24 МпО 6,12 SiO2 6,50
ВеО 10,03 ZnO 6,00 N1O 12,88 TiO2 17,10
MgO 9,21 CdO 5,70 B2O3 15,50
329
ПРОМЫШЛЕННЫЕ СТЕКЛА, ИХ СОСТАВ И СВОЙСТВА
Кварцевое стекло
Кварцевое стекло, в зависимости от исходного сырья и технологии производства, мо-
жет быть прозрачным и непрозрачным. Непрозрачность стекла обусловлена наличием в
массе стекла большого числа мелких пузырей размером от 0,003 до 0,3 мл/, рассеивающих
свет. Газы, образующие пузыри, содержат примерно 60% СО, 10% СОг, 8% О2 и 22% N2.
Прозрачное кварцевое стекло, в зависимости от свойств и назначения, делится на техни-
ческое, оптическое (КВ), оптическое для ультрафиолетовой части спектра (КУ), оптическое
для инфракрасной части спектра (КИ), иетемиеющее, иелюминесцирующее. особо чистое
для полупроводниковой техники.
СОСТАВ КВАРЦЕВОГО СТЕКЛА ПО АНАЛИЗУ
Окнслы Прозрачное стекло Непрозрачное стекло Окнслы Прозрачное стекло Непрозрачное стекло
С одержан ::е, пес. % Содержат ие, вес. %
SiO2 99.94 99,5 СаО 0,016 0,25
0.С4 0,3 MgO 0,005 0,04
Fe2O3 0,05 R2O Следы
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КВАРЦЕВОГО СТЕКЛА
Свойства Прозрачное стекло Непрозрачное стекло
Плотность, г/см3 . . 2,22 2,08*
Прочность на растяжение, н/лт2 .... 588 1 Os 225 Ю5
» » » кге/ем2 .... 600 230
Прочность на сжатие, н/лг2 . .... 6360 105 3030 105
» » » кгс/смА .... 6500 3100
Прочность на изгиб. н/л<2 980 10s 440 - Юз
» » » кгс/см2 .... 1000 450
Прочность на ударный излом, н м/м2 . 1,08-Юз 0,83 • IO’
» » » » кгс см/см2 . 1,1 ~ 0,85
Модуль упругости (Юнга), н/.u2 . . 7300- 107 . . . . .
» » » кге/мм2 . 7450 . .
Коэффициент линейного термического расширения, гпад~1: при 20" С 2-Ю’7—5-Ю“7
при 1200" С ..... . . 11 io-7 . . . . . . .
Удельная теплоемкость при 20° С кдж/кг град . , . 0,895 0,861
ккал'кг град ... ..... 0,213 0,205
Коэффициент теплопроводности при 20° С кдж/(м • ч гоад) . 4,95 4,5
ккал/(м ч град) ...... 1,19 1,07
Показатель преломления для D-линии натрия , 1,4586 + 4- IO "
Средняя дисперсия nF — пс . . 0,00674 + 3-10 5 . . . . ...
Удельная электропроводность, ол1 • елг1: при 20е С 10~18 10-lC
при 500" С 10~8 10 8
Диэлектрическая проницаемость при ча- стоте 2 Мгц 4,3
Тангенс угла диэлектрических потерь при
20°С и частоте 107 гр • 1,8-10 4 6- 10 4
Электрическая прочность при 20° С, кв/мм 43 32
* Пористость стекла
330
МЕХАНИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ КВАРЦЕВОГО СТЕКЛА ПРИ РАЗЛИЧНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ
Темпера- т*Еа’ Прочность па растяжение Прочность на изгиб Прочность на ударный излом
н/л2-10 6 кгс/см2 я/лг2*10 5 кгс/см2 н-.«/.ч2-Ю 3 «с-си/с«2
23 719 13А 1110 1131 1,05 1.03
200 762 777 1160 1183 1,18 1,13
400 821 839 1223 1250 1,18 1,20
600 880 898 1305 1332 1,27 1,30
800 964 984 1395 1423 1,42 1,45
1000 1070 1091 1530 1561 1,57 1,60
1200 1190 1213 1682 1719 1,72 1,76
ЗАВИСИМОСТЬ вязкости КВАРЦЕВОГО СТЕКЛА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ
/, °C 1g Ч t, °C ig ч /, °C Ign t, °C ig i)
1100 13,67 1290 12,27 1380 11,00 1800 5,7
1180 13,00 1300 12,00 1400 10,66 2000 4,5
1220 12,87 1330 11,66 1440 10,00 2100 3,8
1240 12,59 1360 11,25 1600 7.6
ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ ТЕПЛОЕМКОСТИ И КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ
КВАРЦЕВОГО СТЕКЛА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ
’?мпе- ат^ра, Прозрачное стекло {Непрозрачное стекло Прозрачное стекло | Непрозрачное стекло
Удельная теплоемкость Коэффициенты теплопроводности
кд ж ккал кдж ккал кдж ккал кдж ккал
кг- град кг-град кг-град кг-град м-ч-град м-ч-град м-ч-град м-ч-град.
20 0,895 0,213 0,862 0,205 5,04 1,19 4,49 1,07
200 0,895 0,213 0,862 0,205 5.95 1,42 5,84 1,39
400 0,942 0,224 0,960 0,228 6,75 1,61 6,84 1,63
600 1,008 0,240 1,018 0,242 7,30 1,74 7,60 1,81
800 1,090 0,260 7,75 1,85 8,06 1,92
1000 1,145 0,273 8,27 1,97 8,31 1,98
1200 8,78 2,09 8,60 2,05
ЗАВИСИМОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ КВАРЦЕВОГО СТЕКЛА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ
Температура, °C Электрическая прочность, кв/ мм Температура, °C Электрическая прочность, кв/ мм
прозрачного стекла непрозрачного стекла прозрачного стекла непрозрачного стекла
20 43 32 400 17 12
200 32 21 600 5,2 3,2
ПРОЗРАЧНОСТЬ КВАРЦЕВОГО СТЕКЛА ДЛЯ УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫХ ЛУЧЕЙ
Данные приводятся для стекла среднего качества толщиной 13 мм. В настоящее время
известны марки кварцевого стекла с более высокой прозрачностью.
Длина волны, ммк Прозрач- ное! ь, % Длина волны, ммк Прозрач- ность, % Длина волны, ммк Прозрач- ность, % Длина волны, ммк Прозрач- ность, % Длина волны, ммк Прозрач- ность, %
217 6 232 40,9 244 43,5 268 90,0 350 92,0
224 21,2 236 41,9 252 62,0 276 91,2 400 92,4
228 31,0 240 41,3 260 82,0 290 92,0
331
КОЭФФИЦИЕНТЫ ДИФФУЗИИ РАЗЛИЧНЫХ ГАЗОВ ЧЕРЕЗ ПРОЗРАЧНОЕ
КВАРЦЕВОЕ СТЕКЛО
Коэффициенты диффузии в таблице выражены в см$ газа (при 0° и 76Э мм рт. ст.), прохо-
дящего в 1 сек через стекло площадью 1 см% и толщиной 1 мм при разности давлений
1 см рт. ст.
Газ Коэффициенты диффузии Газ Коэффициенты диффузии
700° С 600° с 700° С 6 Ю° с
Гелий . . Водород . . Дейтерий Неон . . О ООО 1111 СО СО <О СО 1,4 -КГ8 1,25 10 9 2,8- 10-|° Аргон . . Кислород Азот . . АДА ООО 1 2 1 СЛ СЛ СЛ
СТОЙКОСТЬ КВАРЦЕВОГО СТЕКЛА ПРИ ДЕЙСТВИИ РАЗЛИЧНЫХ РЕАГЕНТОВ
Реагент Температура, °C Продолжитель- ность воздействия, Потеря массы (г) на 1 ж2 поверхности
прозрачного стекла непрозрачного стекла
Вода 310° при 100ат 3 1,13
H2SO4 (1,84 г/см3), . . 20 240 0,016 0,046
205 24 0,06 0,13
HNO3 (1,40 г/см3) . 20 240 0,06 0,092
115 24 0,11 0,15
НС1 (1,19 г/см3) . . . 20 240 0,18 0,33
66 24 0,14 0,33
СНчСООН (70%-ная) 108 24 0,01 0,03
Н2С2О4 (30%-ная) . . 108 24 0,15
NaOH (1%-ный) . . 101 2 1,66 15,20
КОН (1%-ный) . . . 98 2 0,68 4,63
NH4OH (25%-ный) . 65 2 0,09 0,33
NaCl (25%-ный) . . 102 2 0,14 0,34
СаС12 (20%-ный) . . 103 2 0,06 0,40
Na2CO3 (10%-ный) . . 102 2 1,20 2,99
CuSO4 (10%-ный) . . Расплавы: 102 24 0,29 0,70
NaCl 850 2,5 Потерь нет
FeCl3 800 2,5 0,64
FeSO4 800 2,5 Потерь нет
Na2SO4 .... 900 2,5 » »
СаС1-> 800 2,5 28,0
N39B4O7 .... 800 2,5 24,0
NaNO3 800 2,5 104,0
СТОЙКОСТЬ КВАРЦЕВОГО СТЕКЛА ПРИ ДЕЙСТВИИ
РАСПЛАВЛЕННЫХ МЕТАЛЛОВ
Металл Характер воздействия
Олово, свинец При 450° С стекло не изменяется, при 800° С оно разрушается очень сильно
Цинк Сурьма При 420° С стекло не изменяется На поверхности стекла образуется непрозрачная пленка, не растворимая в кислотах
Серебро Разъедает стекло с образованием шероховатостей
Алюминий, медь и трещин Сильно диффундируют в стекло, делая его не- прозрачным и очень хрупким
332
Химико-лабораторное стекло
СОСТАВ ХИМИКО-ЛАБОРАТОРНОГО СТЕКЛА РАЗЛИЧНЫХ МАРОК
Марка стекла Содержание, вес. %
SlO2 В2О3 | AI2O3 |MgO| СаО Вао| Zno|zrO2 | Na2O | К2О
№23 68,4 2,7 3,9 8,5 - 9,4 7,1
№29* 68,6 3,7 3,5 7,5 3,5 10,0 3,0
№ 846 74,0 3,0 3,0 4,0 6,0 10,0
Белое 72,0 1,5 2,5 10,0 13,5 0,5
Йенское 20 74,9 7,4 5,3 1,2 3,4 8,0
Дюробакс 65,7 7,8 6,0 I.o 7,8 6,8 • . 2,0 2,9
Пирекс 80,5 12,0 2,0 0,5 • • 4,0 1,0
Сверхпирекс ** ... 85,4 8,3 2,0 0,3 • . . . • . 3,5 . •
Нейтральное (ампуль-
ное) .... 72,4 6,0 4,0 7,0 8,5 2,0
Термометрическое s*
№ 59111 .... 72,0 12,0 5,0 11,0 .
Ns 16111 .... 67,3 2,0 2,5 7,0 7,0 • . 14,0
Водомерное для низких
рабочих давлений 75,5 0,5 12,5 11,5 • •
Водомерное для высо-
ких рабочих давле-
НИЙ 81,0 11,0 1,0 2,0 2,6 2,4
Симакс (ЧССР) . . . 80,0 11,9 2,9 0,3 . . . . 4,6 0,3
Спал (ЧССР) . . . 75,0 7,5 5,5 1,5 4,0 • • 6,5 • .
Неутрал (ЧССР)) . . 70,2 7,0 7,5 1,8 3,0 . • 9,5 1,0
Палекс (ЧССР) . . 70,0 5,0 5,5 2,2 5,0 2,8 8,5 1,0
Ц-32 68,0 . . 4,0 3,0 7,0 . . . . 3,50 14,5 • •
Супремакс для трубок
сжигания .... 55,3 7,4 22,9 8,5 4,7 0,6 0,4
Покровное стекло для
микроскопии . . . 72,0 ... 1,4 4,0 8,0 13,6 • •
Щелочестойкое ланта-
новое стекло4* . . 62 ... 2 . 4 . • 12 12
Нейтральное безборное
стекло 55 ... 22 6 14 3
* В состав входит также 0,2 вес. % фтора в виде СаРг-
** В состав входит также 0,35 вес. % AS2O3.
3* Стекло № 59^1 применяется для изготовления высокоградусных термометров, стекло
№ 16"1 — для термометров с малой депрессией точки нуля.
4* В состав входят также 4 вес. % SrO, 2 вес. % ЬааОз и 2 вес. % LI2O.
ТЕРМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ХИМИКО-ЛАБОРАТОРНОГО СТЕКЛА
Марка стекла Коэффициент линейного термического расширения а-107, гред~1 Термостой- кость *, °C Температура размягчения, Температура отжига, °C
№23 84—87 130 565—570 530
Ns 29 78 >130 560—580 530
Ns 846 60—62 150 590—610 550
Белое 80—82 120 510—530 480
Йенское 20 61
Дюробакс 48—50 180 700—720
Терм ом етрическое Ns 16111 .... 80
Ns 59111 59 iso 590—610 550
* См. примечание в конце таблицы (стр. 334).
333
ТЕРМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ХИМИКО-ЛАБОРАТОРНОГО СТЕКЛА
Продолжение
Марка стекла Коэффициент линейного термического расширения а«107, град"* Термостой- кость *, СС Температура размягчения. Температура отжига, °C
Пирекс 33—36 230 650—700
Сверхпирекс 29—30 250 850—900
Нейтральное (ампуль-
ное) ... 60—62 150 590—610 550
Симакс (ЧССР) . . • 32 312 590 520
Сиал (ЧССР) . . . 47 215 590 550
Неутрал (ЧССР) . 63 160 595 550
Палекс (ЧССР) . . . 64 160 590 550
* Под термостойкостью понимается перепад температур, который выдерживает стеклянное
изделие без разрушения. Термостойкость стекол ЧССР определялась путем охлаждения в воле
стакана с толщиной стенок I мм и емкостью 250 мл, наполненного на 1/5 парафином и нагретого
до определенной температуры; термостойкость остальных стекол (отечественных) определялась
ПО ГОСТ 7330-55.
ВЯЗКОСТЬ СТЕКЛА № 29 ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ
Температура, °C Вязкость, пз Температура, °C Вязкость, пз Температура, °C Вязкость, пз
553 1013 940 4-104 1181 1300
582 Ю12 1020 10’ 1244 695
610 10н 1074 4700 1304 412
640 1010 1129 2380 1397 190
677 ю9
ХИМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕКЛА
Метод определения стойкости — по ГОСТ 9111—59.
Марка стекла Потеря массы (мг) на 100 см2 поверхности при кипячении в течение 3 ч
в дистиллиро- ванной воде в 1 н. р-ре H2SO4 в 2 и. р-ре NaOH в 2 я. р-ре N агСОз
№23 0,30—0,84 0,14—0,40 40—59 8
№29 0,20—0,70 0,26 38—59 6
Пирекс ...... 0,35 0,52 84 27
Йенское 20 .... 0,45 0,6
И 32 0,9 0,38 12
№ 846 0,37 0,40 40
Марка стекла Гидролитические классы Примечания
щелоче- стойкость •; метод DIN 12122) водостой- кость (метод DIN 12111) кислото- стойкость (метод D1N 12116)
Симакс (ЧССР) 2 1 1 Применяется для промышленной химической аппаратуры работающей в тяжелых температурных условиях
Спал (ЧССР) 2 1 1 Наиболее массовое химико-лабора- торное стекло
Неутрал (ЧССР) 2 1 1 Применяется для стерилизации и хранения растворов для инъекций.
Обрабатывается иа ампульных авто- матах лучше стекла «сиал»
Палекс (ЧССР) 1 1 1 Отличается высокой кислого- и щелочестойкостью
331
ЭЛЕКТРОДНОЕ
СТЕКЛО (ДЛЯ СТЕКЛЯННЫХ ЭЛЕКТРОДОВ)
Максимальное значение р] раствора (верхний преде J . □ rt Н 2 £ а а в м я 9,5 12,5 13,5 (10 при 95° С) 14 13,5(9,1 при 95° С) 13,5 (10,3 при 95° С
AI2O3 • о СЧ ’ СЗ »О ->-д . -—' СМ
B2O3 СП
Состав стекла, мол. % о rt Z. ю . • СМ •
тю2 см
сч о СМ
СаО • ♦ о . .СМ . .
ВаО
т О сч rt • сг>
О сч «Л О СП ео со СМ со СО
О сч 00 Ь- Г- СМ СМ СМ СМ О1 • см
'O1S см_ *4 СМ 1000^00 Г? CDCDOCOCD СО со
Марка стекла Корнинг 015 (ЭС-1) ** № 491 (Лидс и Нор- труп, США) № 106 (ЛГУ-ЛТИ) ШВТ-ЦЛА 3* ЭС-П-5-ГИС ЭС-П-7-ГИС Стекло с натриевой функцией 4* Стекло с литиевой функцией5* ...
• При концеитоации Na+ 3 г-эк.81л.
** Одно из первых электродных стекол. В настоящее время не производится.
3* Стекло для измерения pH в сильнощелочных растворах при высоких температурах*
4* Полная натриевая функция — от рН=3,4.
Полная литиевая функция в интервале pH—1-> 14.
335
Электровакуумное стекло
СО
Стекла, применяемые в электровакуумной промышленно-*
сти, разделяются на группы в зависимости от значения коэф-
фициента линейного термического расширения, Эти группы по-
лучили названия в соответствии с металлом, способным спаи-
ваться со стеклами данной группы. Маркировка электровакуум-
ных стекол состоит из буквы С, за которой следует цифра,
обозначающая величину коэффициента линейного термического
расширения стекла. Стекла с одинаковым коэффициентом рас-
ширения различаются порядковыми номерами, стоящими в кон-
це марки. В скобках приводится также прежняя маркировка
электровакуумных стекол.
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫХ СТЕКОЛ
Группа и марка стекла Коэффициент линей- ного термического расширения а-107 в интервале 20—300° С, град^1 Границы зоны отжига, °C Температура размягчения, Термо- стой- кость (по ГОСТ 7330-55), °C, ие менее Температура, при которой удельное объемное элек- трическое сопротивление равно 100 Мом-см (N —100)> °с> не менее Тангенс угла диэлектриче- ских потерь tg д’104 при 20° С и частоте Химическая стой- кость, классы по ВН МПСС 941—52
верхняя нижняя
номи- нал допускаемое отклонение но- ми- нал допу- скаемое ОТКЛО-- пение но- ми- нал допу- скаемое откло- нение но- ми- нал допу- скаемое откло- нение 1 Мгц 6 Мгц
Вольфрамовая: ЛЛ (ЧССР) . . 32 515 455 575 312 410 7 5
С37-1 (№ 40). . 37,5 ±1,5 750 + 1,0 580 + 10 806 ±10 185 400 • а а • 45 1
С38-1 (ЗС-9, . . 38,0 + 2,0 480 + 20 390 ±20 575 ±10 240 340 18 а . . а 5
С39-1 (№ 17) . 39,5 ±1,5 540 + 10 410 ±5 630 ±10 230 350 . • . . 22 5
С40-1 (ЗС-11) . 40,0 + 1,5 520 ±10 385 ±10 620 ±10 260 300 . • • • 40 4
Молибденовая: ±10 200
С47-1 (№ 46) . 47,0 + 1,0 565 + 10 420 ±1,0 590 230 • • * • 57 3
С48-1 (.<С-8) . . С49-1 (ЗС-5 Na) 48,0 ±1,0 500 ±5 360 + 10 555 ±10 200 300 t • г • 32 5
49,0 ±1,0 540 + 1,0 410 ±10 580 ±10 180 200 а • • а 85 5
С49-2 (ЗС-5 К) . . . . . . 49,0 ±1,0 535 ±10 410 ±10 585 ±10 180 285 40 4
Платинитовая: 100 325
С87-1 (ЗС-4) . . 87,0 + 2,0 -1,0 + 1,0 450 ±10 360 ±10 500 ±10 .... 20 3
С88-1 (№ 713) . 88,0 460 ±10 340 ±10 500 ±10 126 280 а а а . 2
С89-1 (№ 2) . . 89,0 + 2,0 520 + 5 410 ±5 560 ±10 105 140 а • а а 80 5
С89-2 (№ 23) , 89,0 ±2,0 530 ±10 410 ±10 580 ±10 115 200 а • а • 46 2
С89-6 (С88-13) . 89,0 ±1,0 505 ±10 385 ±10 570 ±10 125 240 а а а а 50 4
С90-1 (БД-1). 90,0 ±1,0 505 ±10 400 ±10 550 + 15 -10 ПО 210 • ‘ ’ 45 4
Стекло для спаев хромом (ЧССР) . с ферро- 100,0 ±2,0 430 405 460 ±15 100 330 14 . . а . 4
Стекло для спаев с (ЧССР) железом 125,0 ±2,0 400 . . а а 375 .... 430 ±10 80 320 8 .... 4
Стекло для спаев (ПНР) с медью 146,0 ±2,0 • • 465 ±15
О О Г) П S от S 2 ™ 2 и § § Й ОпОПЭ + О £ •к Z w 0 р Ю Ю со + р О О СО 4 ° Е Р 9° V3 Д gag н-ClND*—>-* >— Н 4Юи-и-*- д g 1 * Он °2 а: СС'—- 4 g 2 г: Лге ’ ~ ’ и “о S 5=1 _ <т> -Д _ Ом , iTjQ.a...» • . . . « .. 1 . . Группа и марка стекла
ф. Ф» СП C1CC14C1Q1 ЧООООЗ 44 С1 си 4 Ки О + О©©^-4СЛ О СО 4 С1 СО Ф» СО СО 4 ND СО 4 СЛ СЛ G1’© сл"о ©ьослслсл Ъо "со "сп со SIO2
. . . . . . . ,—* >—* ND ND •—1 н-н- ND • ND ndnd ©©ОС04 СО Cl Cl ND • • ’ • ooc • • ооЪо’м сл сл* ф. B2O3
• СО ND со . . . . .©00 . , .© -°5 . . . 0 4 с с РЬО
• • • сл .... о ZnO
’ • • - • ND СО о О ф. СЛ ND СО СО „СО Со ND ‘ "о ci ci * * о’ ’©’’о слслслссл ф» ’ оГс>н- AI2O3 n 0 )я n
С1 * СО СП ND’ ND ND' “О • 4 "©О- О О- BaO ±5 £ £ EE
. Со JO СЛ„СЛ„О1СЛ’ • ..... . ♦ . 4С> , "nd СЛ СЛСп"ОСЛ, . ..... . . . Ф-СО CaO Л) Я О
• • * СОСО* СО* ’ * * * „СО* • • • "ел СЛ • СП • • • • * О • MgO
4 СО СЛ „NDj—‘©G14CO СлФ-СО^СОС! „*^СО ND* н- © *4 СлЪЪ*н-000 Сл"со4"4СО ND"© СЛ • СЛ Na2O
ф. ф. 4 ффЧн-Чр Р5’ е> "со 4 ссячоок ©сл* со- cicn "о с nd K2O
= — — © .© 00 СП О1 ND LI2O
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫХ СТЕКОЛ СОСТАВ ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫХ СТЕКОЛ
337
СОСТАВ ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫХ СТЕКОЛ, СТОЙКИХ В ПАРАХ МЕТАЛЛОВ
Указанные в таблице стекла, в противоположность обычным, стойки в парах щелоч-
ных и щелочноземельных металлов. Однако эти стекла обладают плохими выработочными
свойствами и низкой влагостойкостью, что позволяет использовать их лишь в качестве
внутренних накладных покрытий в разрядных лампах.
Содержание, вес. %
SlO2 В2О3 ai2o3 ВаО Na2O Р2О5 СаО MgO К2О
8 40 10 31 11
7.3 36.6 * -j 15.1 5,5 13
57 .0 23
55 30 15 .... ....
33 27 27 10
.... 19 6 6 6 2 6
СОСТАВ СТЕКОЛ ДЛЯ ОКОН РЕНТГЕНОВСКИХ ТРУБОК И ПРОПУСКАНИЕ
ИМИ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ
Стекла этого типа склонны к кристаллизации; они обладают низкой химической стой-
костью и требуют иаиесення защитного лакового покрытия.
Стекло Содержание, вес. % Пропускание лучей с ДЛИНОЙ волны 0,1 А стеклом толщиной 10 мм, %
В2О3 L12O ВеО
А. Ф. Линдеманна . . 83.3 14.25 2,45 75,2
В. Шлее де и М. Воль- мана ... 82 13,6 4,4 75,4
О. К. Ботеинкина . . 80 10 10 74,0
С. Д. Герцрикена и К. А. Танчакивского 71,2 20,3 8,5 74,1
Л. Я. Мазелева . . 68,4 17,5 14,1 75,5
СОСТАВ И СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ ПРИПОЕЧНЫХ СТЕКОЛ
Для герметизации электровакуумных приборов и для соединеиия их частей (напри-
мер, слюдвиых окошек со стеклом) часто используются легкоплавкие стекла. Прн введе-
нии таллия и особенно иода в состав бескислородных сульфоселенидиых систем можно
получить стекла с температурой размягчения от 200 до 20° С. Таковы, иапрпмер, стекла,
отвечающие составам As2Se3Jl5, As2Se3 • Tl2Se или 2As2Se3 • TI2S. Более тугоплавкие припоеч-
ные стекла, характеристика которых приводится в таблице, получены из окислов бора,
свинца н цинка.
Содержание, вес. % Коэффициент линейного термического расширения а-107 в интервале 20-300’С, град~1 Температура размягчения,
В2Оз РЬО ZnO
24,8 70,2 5,0 84,6 412
16,0 80,0 4,0 102,5 352
21.6 73,7 4,7 88,8 412
19.8 75,5 4,7 92,8 387
16.0 77,3 4,7 96,7 372
33,-.
Оптическое стекло
СОСТАВ ОПТИЧЕСКОГО СТЕКЛА РАЗЛИЧНЫХ МАРОК
Марка стекла Содержание, вес. %
S1O, B2O3 A12O3 ВаО ZnO РЬО Na2O к£о As2O3
К-8 68,9 11,1 2,8 10,4 6,5 0,3
БФ-7 46,3 4,6 22,1 14,9 3,7 1,0 6,9 0,6
ЛФ-5 53,6 ... . . . 36,7 9,6 0,1
Ф-2 47,0 46,4 6,3 0,2
ТФ-1 42,4 51,7 5,7 0,2
БК-10 49,5 4,8 21,5 12,5 2,6 i,2 7,5 0,2
ТК-6 34,0 9,3 5,9 50,4 0,4
ОФ-2 47,2 20,9 2,9 1,5 2,4 5,6 19,1 (Sb2O3)
ПОКАЗАТЕЛИ ПРЕЛОМЛЕНИЯ И КОЭФФИЦИЕНТЫ ОТРАЖЕНИЯ
ОПТИЧЕСКИХ СТЕКОЛ
Помимо приведенных в таблице, известны стекла на основе фторидов бериллия н
других металлов, имеющие показатель преломления меиее 1,39, и стекла на основе окнс-
лов теллура, висмута, тантала н вольфрама с показателем преломления более 2,17.
Марка стекла Показатель преломления для D-линии натрия Коэффициент отражения от двух поверх- ностей, % Марка стекла Показатель преломления для D-линии натрия Коэффициент отражения от двух поверх- ностей, %
ЛК-1 . . . 1,440 6,5 БФ-7 1,579 9,8
Кварцевое Ф-6 ... 1,603 10,5
стекло . . 1,459 6,9 Ф-2 ... 1,616 10,9
К-2 ... 1,500 7,7 ТФ-1 . . . 1,647 11,7
К-8 ... 1,516 8,2 ТФ-8 . . 1,689 12,7
БФ-1 . . . 1,525 8,4 СТК-8 . . 1,703 13,1
ЛФ-12 1,540 8,8 СТК-9 1,742 14,1
ОФ-2 . . . 1,554 9,2 ТБФ-3 . . 1,756 14,5
БК-Ю . . 1,569 9,4 ТФ-10 1,806 15,9
ТК-2 . 1,572 9,6 СТФ-1 . . 2,036 21,8
ЛФ-5 . . 1,575 9,8
КОЭФФИЦИЕНТЫ ЛИНЕЙНОГО ТЕРМИЧЕСКОГО РАСШИРЕНИЯ
ОПТИЧЕСКИХ СТЕКОЛ В ИНТЕРВАЛЕ 20-120° С
Марка стекла Коэффициент линейного термического расширения а-107, град~х Марка стекла Коэффициент линейного термического расширения а-107, град""*
Кварцевое стекло 2 1К-8 76
ЛК-5 (МКР-1) 35 1 Ф-2 76
ЛК-7 44 БК-4 80
ЛК-4 (МКР-2) . . 52 ТФ-1 87
стк-ю 54 | К-15 94
тк-з . . 60 ББК-1 (очковое стек-
К-2 65 ло) • • 99
ТК-2 70 I СТФ-1 106
ЛФ-5 . . . . 72 ФК-4 107
БК-Ю 74 ЛК-1 113
ОФ-2 74
339
ПЛОТНОСТЬ ОПТИЧЕСКИХ СТЕКОЛ
Марка-стекла Плотность, г/см3 Марка стекла Плотность, г/см3 Марка стекла Плотность, г/см3
Кварцевое ЛФ-5 3,23 СТК-9 .... 4,11
стекло . . . 2,2 БФ-7 3,23 СТК-8 .... 4,16
ЛК-5 (МКР-1) 2,27 Ф-1 3,57 ТБФ-3 .... 4,47
К-8 2,52 Ф-2 3,60 ТФ-5 4,77
ОФ-2 2,71 БФ-12 .... 3,67 ТБФ-5 .... 4,82
БК-10 .... 3,12 ТФ-1 3,86 ТФ-10 .... 5,19
ТК-2 3,20 БФ-16 .... 4,02 СТФ-1 .... 6,68
ПРОПУСКАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ СТЕКОЛ В КРАЙНИХ ЧАСТЯХ СПЕКТРА
В инфракрасной части спектра обычные оптические стекла прозрачны для излучения
с длиной волны до 2.5 мк, так как далее начинается сильная полоса поглощения, вызы-
ваемая присутствующими в стекле гидроксильными группами. В некоторых типах стекол
эту «водяную» полосу поглощения удается устранить. Кальциевоалюмоснликатные стекла
(примерного состава: СаО — 50 мол.%, AI2O3 — 40 мол.%, S1O2 — 10 мол.%) прозрачны до
длины волны 5 мк Пропусканием в несколько более широкой области спектра (до 5,5 мк)
обладают стекла и а основе двуокиси германия, например стекло состава: РЬО — 58 мол %,
СеОг — 30 мол.%, ЬагОз — 7 мол.%-
Очень высоким пропусканием в инфракрасной части спектра (до 12—18 мк) обладают
бескислородные аекла на основе сульфоселенидов мышьяка; в видимой части спектра
стекла непрозрачны и начинают пропускать примерно от I мк. Химический состав этих
стекол обеспечивает им высокую стойкость по отношению к воде и кислотам, но в ще-
лочных средах они растворяются.
Приводим значения некоторых физических свойств бескислородных стекол на основе
сульфоселенидов мышьяка:
3,5—4,9 г/см3
190—270° С
116-Ю-7—226.10-7 град-1
10* *—1018 ом-см
1666-107—2352-107 н/м2 или
1700—2400 кгс/мм?
2,46—2,81
Плотность ..........................
Температура размягчения..................
Коэффициент линейного термического
расширения ..............................
Удельное объемное электрическое сопро-
тивление при 20° С ......................
Модуль упругости (Юнга)..................
Показатель преломления при длине вол-
ны 2 мк................................
Верхняя граница пропускания оптических стекол в ультрафиолетовой части спектра
приведена в следующей таблице. За границу пропускания принята длина волны, при ко-
торой образец стекла толщиной 10 мм пропускает 50% излучения.
Марка стекла Длина волны, ммк Марка стекла Длина волны, ммк
Кварцевое стекло, про- БК-Ю 333
шедшее специальную ЛФ-5 340
обработку .... 166 Ф-1 345
Бескислородное фторо- ТК-16 349
бериллатное стекло . 190 БФ-12 351
ЛК-3 313 ТФ-1 ....... 362
К-8 317 БФ-16 364
К-3 322 ТФ-3 375
КФ-4 330 ТФ-5 384
ТЕМПЕРАТУРА СПЕКАНИЯ ОПТИЧЕСКИХ СТЕКОЛ
В таблице приводится температура спекания двух образцов стекла размером
20 X 20X10 мм. положенных друг иа друга полированными сторонами и нагреваемых со
скоростью 2 град/мин. Температурам спекания соответствует вязкость 5 • 1010 пз.___
Марка стекла Температура 1 спекания, Марка стекла Температура спекания, °C Марка стекла Температура спекания, °C
ТФ-7 . . 459 БК-2 . . 537 К-14 . . 607
ТФ-5 . . 470 К-8 . .. 570 ТК-9 . . 631
ЛК-2 . . 488 БФ-17 576 тк-ю . . 666
ОФ-1 . . 500 БК-Ю 598 ТК-6 . . 675
Ф-2 . . 525 БФ-6 . . 605
340
Стекла для квантовых генераторов света (лазерные стекла)
Стекла для квантовых генераторов света применяются для создания оптических кван-
товых генераторов с направленным излучением в областях 0,9. 1,06 или 1,3 мк. Длила
волны генерации определяется типом зеркал или покрытий, используемых в квантовых ге-
нераторах. К особенностям химического состава этих стекол относится содержание не-
скольких весовых процентов окиси неодима. При этом содержание примесей железа в
пересчете на окись железа не должно превышать 0,005 нес.%.
Выбор той или иной марки стекла для квантовых генераторов определяется конструк-
цией применяемого осветителя и требуемой длительностью возбужденного состояния.
Свойство Марка стекла
кгсс-з КГС С-5 КГСС-7 Ь0-52(ФРГ)|Ь0-54 (ФРГ)
Показатель преломления . . Коэффициент рассеяния све- 1,5407 1,5436 1,5506 1,669 1,691
та, слс* Коэффициент линейного тер- мического расширения Не более 5 - 0 6 Не норм ируется
а-107, град'' 105 108 111 78 95
/Модуль Юнга, н/л2-10“7 . . 6460 6460 6460 8600 8250
» » кге!мм* . . . 6600 6600 6600 8780 8430
Плотность, г!см3 ..... Диэлектрическая проницае- 2,92 2,94 2,97 3,77 4,34
мость tgd-104 при 20° С и частоте 7,7 7,7 7,7 9,59 10,64
1,5 Мгц Длительность возбужденного 22 22 22 9,8 21,6
состояния, мксек . . Показатель поглощения (при 800 650 500 150 80
длине волны 586 ммк). лыс1 Температура, соответствую- 0,185 0,365 0,515 624 611
щая вязкости 1013 пз, °C .
Стеклокристаллические материалы (ситаллы)
Ситаллы представляют собой микрокристаллические материалы, получаемые путем
специальной обработки стекол определенного состава. В зависимости от величины кристал-
лов, вырастающих в стеклах, и от разности показателей преломления стекла и кристал-
лов, ситаллы могут быть прозрачными и непрозрачными. Прозрачные ситаллы получаются
на основе стекол, относящихся к литиевоалюмосиликатиой, литиевогаллиевосиликатной и
магниевоалюмосиликатной системам. Для получения большого числа кристалликов разме-
ром порядка нескольких микрон в стеклах искусственно создают центры кристаллизации.
В ситаллах литиевоалюмосиликатиой системы кристаллизация вызывается введением в
стекло двуокиси титана. У кристаллических литиевых алюмосиликатов (петалита, споду-
мена, эвкриптита) наблюдается своеобразное изменение коэффициента линейного термиче-
ского расширения, который может иметь даже отрицательные значения. Поэтому ситаллы,
в которых кристаллизуются литиевые алюмосиликаты, имеют очень ценные термические
свойства.
Ситаллы обладают высокой химической стойкостью по отношению к воде, кислотам
(за исключением плавиковой) и щелочам. Используя различную растворимость кристал-
лической и стеклообразной фаз ситалла в плавиковой кислоте, можно получать изделия
(пластины), имеющие несколько тысяч отверстий иа I см2.
Приводим ориентировочные значения некоторых физических свойств ситаллов:
Плотность, г/см3.............. ^2,6
Температура размягчения, °C............... 1300
Коэффициент линейного термического расши- _ _
рения, град~х . ...................2*10 —57 • 10
Модуль упругости, нДи2...................<^12 720 • 107
» » кгс/мм2. ....... ^ 13000
Прочность иа изгиб, н/л2.................25,4-107
» » » кгс/мм2 ....... 26
Диэлектрическая проницаемость при 25° С и
частоте 1 Мгц.............................6,1
Удельное объемное электрическое сопроти-
вление при 250°С, ом* см ....... 1010
341
Состав промышленных стекол различного назначения
Название или назначение стекла Содержание, вес. %
сч о СП со О _СЧ < О ел £ С с- с О сч л Z О сч О CQ О О прочие компоненты
Оконное (ВВС, Фурко) Зеркальное (прокатное) Тарное (бутылочное) Сортовое (для столо- вой посуды) Хрусталь свинцовый Хрусталь баритовый Для жароупорной по- суды Водоуказательное (Ц-21) для котлов высокого давления Для стеклянных труб 13-в Мултал (ЧССР) Шотт 3891 (ГДР) Для электроизоляцион- ного стекловолокна (эутал, ЧССР) Для высокотемператур- ного стекловолокна Для фильтровальной бактерицидной сте- клоткани Для сверхтонкого сте- кловолокна, стойкого к истиранию Для стеклотканей, по- глощающих рентге- новское излучение Для стеклотканей, не поражаемых плесенью 72 75 72,5 74,5 56 58 58,7 62,5 63,5 64,5 74,7 52,5 53,8 53,5 54,3 37 79,2 0,5 1 2,5 17,8 15,5 15,5 3,5 15 39 13 14 2,5 3 0,3 2,5 4,1 4 4,2 4 4 4,1 8 8,7 7,0 8,5 10 13 12,5 17 6,8 6,9 1,6 16,5 15 15,5 14,5 2 3 14 2 2,7 4,5 0,9 1,13 0,4 0,4 1,2 1,5 12 16 2,5 3,5 ie’ 1,5 3 0,7 30 57 5 ' 2,5 AS2O3 — 0,о As2O3 — 0,5 В2О3 4, TiO2 — 1, As2O3 — 1,4 ZrO2 —21 F—2 B2O3—14, AS2O3 — 1 B2O3 —10 Fe2O3 — 0,7, ZrO2 — 5,4 B2O3 — 12, Ag2O — 10 B2O3-11, CuO —9,3 B2O3—15, SbgOs — 2, L12O-1
Состав стекол, применяемых в атомной техкихе
Назначение стекла
Для поглощения гамма-излу-
чения
Для поглощения тепловых
нейтронов
Для дозиметрии излучений
Для счетчиков Черенкова
Для покрытия урановых стер-
жней
Для регулирования потока
нейтронов
Для топливных элементов ре-
акторов
Для дозирования небольших
потоков нейтронов
Содержание, нес. %
SiO2 —2, РЬО —82, В2О3 —14, Та2О5 —2
В2О3 —33, CdO — 55, In2O3 —12
В2О3 —33, CdO—35, Gd2O3 — 32
S1O2—63, В2О3—20. А12О3—6. Na2O-ll, CoO—0,1
SiO2—70, B2O3—1, Na2O—18, CaO—10, MgO—1, CoO—0,5
Al (POjfe—42, Ba (PO3'2—25, KPO3-25, AgPO3-8
Оптическое стекло ТФ-1 (см. стр. 339)
Р2О5— 61, ВаО—32, А12О3—1,5, Na2O — 5,5
В2О3 —30, А12О3—25, CdO —25, СаО—20
SiO2 — 29, В2О3 —5, А12О3—2, СаО—3,
Na2O — 11, UO3 —50
BeF2 -60, PuF4 — 4, A1F3—10, MgF2 — 10,
CaF2 — 16
342
Пористые стекла
При действии на силикатное стекло воды или кислых растворов происходит избира-
тельное извлечение составных частей стекла в раствор. Поверхностный слой стекла пре-
вращается в пористую высококремнеземистую пленку, предохраняющую глубинные слои
стекла от действия коррозионного агента.
Обработкой стекол некоторых составов (например, натриевоборосиликатных или калие-
восиликатных) водой или кислотами можно нацело извлечь все растворимые компоненты.
Получившееся в результате обработки пористое стекло состоит практически только из
кремнезема и сохраняет форму и размер исходного образца. Структура пористых стекол
зависит от состава исходного стекла, условий его термической обработки и условий вы-
щелачивания стекла в кислоте, что позволяет получать пористые стекла с селективным
поглощением и использовать их в качестве эффективных осушителей и молекулярных сит.
СТРУКТУРА ПОРИСТЫХ ПЛЕНОК НА ОПТИЧЕСКИХ СТЕКЛАХ, ВОЗНИКАЮЩИХ
ПРИ обработке СТЕКОЛ 0,1 Н. УКСУСНОЙ КИСЛОТОЙ
Марка стекла Общий объем пор пленки, смМсм* стекла Поверхность пор пленки, 2и2/гл<3 стекла Марка стекла Общий объем пор пленки, смУсм^ стекла Поверхность пор пленки, м%/смЗ стекла
ТФ-5 . . ТК-5 . . БФ-17 ЗАВИСИМ 1,35- КГ3 1,70-Ю 2,54- 10-3 ОСТЬ СТРУКТУР! 2,55 3,37 2,52 >1 ПОРИСТЫХ с ТК-9 БФ-16 ТЕКОЛ О' 4,25-10“3 7,24 • 10 УСЛОВИЙ ТЕР 10,93 8,90 МООБРАБОТКИ
В таблице приводится объем и радиус пор в пористых стеклах полученных из стекла
состава (мол.%): Na£O — 7, В2О3 —23, SiC>2 —70. Выщелачивание производилось 3 н, рас-
твором НС1 при 50° С.
Условия термообра- ботки исходного стекла Структура пористого стекла Условия термообра- ботки исходного стекла Структура пористого стекла
объем пор, см^/г радиус пор, А объем пор, см$ /г радиус пор,. А
600° С, 108 ч . . 650° С, 24 ч . . . 650° С, 35 ч . . . 0,202 0,195 0,172 19—20 14—16 13—15 700° С, 120 ч ... Закалено от 780° С 0,148 0,149 10—11 9—10
ЗАВИСИМОСТЬ СТРУКТУРЫ ПОРИСТЫХ СТЕКОЛ ОТ СОСТАВА ИСХОДНЫХ
НАТРИЕВОБОРОСИЛИКАТНЫХ СТЕКОЛ
Состав исходного стекла, мол. % Структура пористого стекла
SiO2 Л agO B2O3 объем пор, см^/г преобладающий радиус пор, А
75 5 20 0,143 19
70 6 24 0,157 45
70 4 26 0,144 . 50
65 7 28 0,161 73
65 5 30 0,201 61
65 4 31 0,204 58
60 10 30 0,280 40
ПРЕДЕЛЬНЫЙ ОБЪЕМ ПОР, ДОСТУПНЫЙ ДЛЯ АДСОРБЦИИ МОЛЕКУЛ
В таблице указан приходящийся на 1 г стекла предельный объем пор (сж3), доступ-
ный для адсорбции молекул воды, метилового и этилового спиртов. Данные относятся к
пористым стеклам, полученным выщелачиванием калиевосиликатных стекол.
Содержание К2О в исходном стекле, мол. % н2о сн3он С2Н5ОН| Содержание КгО в исходном стекле, мол. % н2о СН3ОИ С2Н5ОН
10 0,036 0,001 0,001 25 0,100 0,086 0,028
13 0,057 0,004 0,001 30 0,100
20 0,070 0,059 0,028 35 0,107 ...
343
£ НЕОРГАНИЧЕСКИЕ СОРБЕНТЫ
4-*
В таблице приводятся данные о важнейших иеоргаииче- Дополнительные сведения о неорганических сорбентах см.
ских сорбентах, а также способы их получения, области при- стр. 714—716. Свойства ионитов см. «Справочник химика»,
менения и условия перевозки и хранения. 2-е изд., т. IV, стр, 148.
Сорбент Краткая характери- стика и способ получения Адсорбирующая способность и физико-химические свойства Применение Перевозка н хранение
Глинозем активный (ТУ ГХП 65—53) Белые с различны- ми оттенками мато- вые зерна пористой структуры Продукт термиче- ской обработки гид- роокиси алюминия Влагоемкость при относительной влажности ф = 1,0 и 20° С, %, не менее . 14 Размер зерен, мм . 3—7 Насыпная плотность, г/см^, не более 0,89 Для поглощения па- ров воды из воздуха и для осушки газов В многослойных бумажных мешках (вес нетто 45 кге)
Карбюризатор древесноуголь- ный березовый (ГОСТ 2407—64) Зерна активирован- ного березового угля, покрытые пленкой углекислого бария Сорт I Сорт П Сорт 1 Сорт II Гранулометри- Химический ческий состав, состав, %: %: ВаСО3 . . 20-25 20-25 10—14 мм 6 15 СаСО3 . . 3,5 5 3,5—10 мм 92 80 S 0,06 0.1 мельче летучих 3,5 мм . до 2 5 примесей 10 10 Влажность, % 5 5 прочих при- месей . 1,5 до 2 Для цементации стальных деталей В деревянных бочках, ящиках, фанерных бараба- нах (вес нетто до 80 кге) или в 3- слойных бумаж- ных мешках
Марка 100-230 Марка 100-300
Карбюризатор жидкий для га- зовой цемен- тации (ТУ 574—55) Бесцветная нли желтая (до темно- желтого) жидкость. Получают при син- тезе углеводородов Иодное число, г/100 г продукта 25 Плотность, г/смЪ ...... 0,710—0,730 Содержание S, % . . . . . . 0,02 Зольность, % . — 25 0,720—0,740 0,02 0,005 Для закалки дета- лей при газовой це- ментации В цистернах и бочках
из окиси углерода и водорода при среднем Перегоняемая фракция, % Температура перегонки, °C
давлении с использо- ванием катализатора марка 100-230 марка 100-300
10 50 90 97 120 160 200 235 125 180 255 310
Карбюризатор полукоксовый (ГОСТ 553о—оО) Зерна активирован- ного каменноуголь- ного полукокса, по- крытые пленкой уг- лекислого бария Гранулометрический состав,%: Химический состав, %: 10—14 мм 15,0 ВаСО3 10—15 3,5—10 мм 80,0 СаСО3 3,5 мельче 3,5 мм 5,0 S . . ” 0,35 Влажность, % . . 6 Для цементации стальных деталей В деревянных, фанерных бараба- нах и 3-слойиых бумажных меш- ках
Карбюризатор торфяной полу- Зерна торфяного полукокса, обуглен- Марка № 1 Марка № 2 Гранулометрический состав, %: Для цементации стальных деталей Навалом в ж.-д. вагонах, очищен- ных от мусора и
коксовый № 1 (ТУ МНП 349— 54) и № 2 (ТУ МНП 480- 54) ные без доступа воз- духа в печах с внут- ренним обогревом мельче 2 мм 7 — 2-15 мм 93 7 крупнее 15 мм — 93 Содержание летучих, % 15 15 Зольность, % 18 [8 Влажность, % 6 18 грязи
Карбюризатор Фракция 4—10 мм Гранулометрический состав, %: В смеси с углекис- Навалом в кры-
угольный полу- коксовый (ТУ МНП 515- 54) каменноугольного по- лукокса, не содержит углекислых солей крупнее 14 мм 2 10—14 мм 13 4—10 мм ....... 80 мельче 4 мм . 5 Химический состав, %, не более: S 14 летучих Ю Зольность, %, ие более . • . 10 Влажность, %, ие более ... 9 лыми солями бария в натрия для цемента- ции стальных деталей тых ж.-д. вагонах
Белая с розовым от- Диаметр гранул, мм 4,5—6 В производстве кон- В фанерных ба-
тенком масса, состо- Насыпная плотность, г/см^ 0,а—0,7 тактной серной ки- рабанах (емкость
(ТУ НКХП 1O63—43J ящая из мелких ци- Состоит из искусственного цеолита и щелочного или слоты в качестве к а- 50 л), деревянных
линдрических гранул. Получают смешением 90—95% технической гидроокиси алюминия с 5—10% переоса- жденной гидроокиси, с пептизацией азот- ной кислотой, формо- ванием массы, суш- кой и пр. щелочноземельного поливанадата с примесью сульфатов калия, железа и бария тализатора реакции окисления сернистого ангидрида в серный бочках (60—70 л) и деревянных ящи- ках (45—50 л)
Белые илн кремо- Сорт А-1 Сорт А-2 В качестве катали- В герметичных
миния активная вые цилиндрики, зер- Размеры цилиндриков, мм: затора, носителя для стальных б араб а-
(ГОСТ 8136— 56) Сс СЛ на или порошок. Представляет собой гамма-модификацию окиси алюминия с вы- сокоразвитой поверх- ностью, полученную обработкой техниче- ской гидроокиси алю- миния едким натром, осаждением гидро- окиси алюминия азот- ной кислотой и про- каливанием диаметр 4—5 4—5 Размер зерен, мм 4—7 4—7 Наличие макропор есть нет Насыпная плотность, г/см^ . 0,4—9,5 0,55—0,8 металлических и окисных контактов, эффективного осуши- теля нах (в е с 24—35 кге)
НЕОРГАНИЧЕСКИЕ СОРБЕНТЫ
9ГС
Продолжение
Сорбент Краткая характери- стика и способ получения Адсорбирующая способность н физико-химические свойства Применение Перевозка и хранение
Поглотитель химический из- вестковый ХП-И (ГОСТ 6755-53) Поглотитель химический «купрамит» (ТУ 2ГУ 4—55) Силикагель (ГОСТ 3956-54) Белый или светло- серый зернений про- дукт. Смесь гидро- окиси кальция и ед- кого натра Зерна активирован- ного угля, пропитан- ные раствором мед- ного купороса и вы- сушенные Твердые стекловид- ные или матовые зер- на с сильно развитой внутренней поверх- ностью. Представляет собой ангидрид крем- невой кислоты S1O2- Получают взаимодей- ствием растворов си- ликата натрия (рас- творимого) с серной или соляной кислотой. Образующийся- золь коагулируют в гель, который отмывают от электролитов, сушат, дробят и рассевают по фракциям. В гра- нулированный мелко- пористый силикагель в качестве упроч- няющей добавки вво- дят окись алюминия (4—10%» Гранулометрический состав, % 2,75—5,5 мм ....... не менее 89 5,5 —6,5 мм ....... не более 5 1,0 —2,7 мм ....... » » 5 мельче 1 мм (пыль) ... » » 0,6 Влажность, % 18,5±2,5 Динамическая активность, мин, не менее: по NH3 40 » H2S 16 Размер основной массы зерен, мм 15—2,78 Содержание C11SO4 • 5НгО, %, не меиее . . 2 Влажность. %: для противогазов марки М до 2 » » » кд до 8 Выпускают по четыре марки силикагеля кускового круп- нопористого (радиус пор более 50 А) и мелкопорнстого (радиус пор ~ 15 А): КСК и КСМ (крупный), МСК и МСМ (мелкий), LUCK и ШСМ (шихта), АСК и АСМ (активиро- ванный). Кроме того, выпускают гранулированный силика- гель крупно- и мелкопористый марок КСК, КСМ, МСК и МСМ. Для каждой характеристики имеются две строки данных: первая относится к крупнопористым силикагелям, вторая — к мелкопористым. Для снаряжения средств химической защиты от двуокиси углерода Для снаряжения промышленных фильтрующих проти- вогазов для защиты от сероводорода и аммиака Крупнопористый — для сорбции паров и газов при высоком их содержании и для очистки жидкостей (осветление мине- ральных масел, керо- сина, сырого бензола, очистка нефтяных по- токов от сернистых соединений). Мелко- пористый — для по- глощения паров воды из воздуха при малой влажности и для сорб- ции некоторых других паров и газов. Кроме того, силикагель при- меняют в качестве катализатора и носи- теля катализатора В стальных риф- леных барабанах (емкость 45 и 90 л). Перевозят в кры- тых ж.-д. вагонах, сухих трюмах су- дов и крытых автомашинах. Хра- нят в сухих закры- тых помещениях В стальных р-и<|>- леных барабанах (емкость 90 л). Хранят в сухом помещении В 4-слойных бу- мажных мешках (вес нетто 20— 45 кгс). Мелкопо- ристый продукт с содержанием влаги не более 2 % —в герметич- ных стальных ба- рабанах (до 35 кгс)
Характе- ристики КСК КСМ КСК 1 кем] граи. МСК МСМ МСК 1 MCMJ гран. шск ШСМ АСК АСМ
Влагоемкость (%, не менее) по водяным па- рам при 20е С и относитель- ной влажности: 20% 40% Не норм. 9 Не норм. 16 . . . Не норм. 9 Нс норм. 16 . . .
НЕОРГАНИЧЕСКИЕ
Силикагель Твердые стекловид- 60% 100% Потерн при вы- сушивании при 150° С, %, не более Размер зерен, мм Насыпная плот- ность, г!смъ, не менее Статическая а» 10 2,7—7 2,7—7 0,4-0,5 0,67 СТИВНОС” Не норм. То же 70 35 5 10 2,7-7 2,7-7 0,4—0,5 0,67 гь по ВС 5 ' 10 0,25—2 0,25—2 0,4—0,5 0,67 ДЯИЫМ Не норм. То же 70 35 5 10 1,0—3,5 1,0—3,5 0,4—0,5 0,67 тарам п *5* 10 1,5-3,5 1,5-3,5 0,4—0,5 0,67 ри отно- 5* 10 0,2-0,5 0,2-0,5 0,4—0,5 0,67 В качестве осуши- В многослойных
для бытовых холодильников (ТУ МХП 4267—54; ные прозрачные зерна. Получают из силикагеля марки КСМ (см. выше) сительной влажности воздуха 20% и 20° С менее Размер зерен, мм Насыпная плотность (на сух. в-во), г!см$, ие Содержание SIO2 (на сух. в-зо), % Влажность, %... %, не менее 8 0,67 99 10 теля в бытовых хо- лодильниках бумажных меш- ках (вес брутто до 35 кгс) или в стек- лянных байках
Силикагель- индикатор (1 ОСТ 8984—59) Сухне зерна мелко- пористого силикагеля, пропитанные соответ- ствующими раствора- ми. Цвет продукта — от синего до светло- голубого Влагоемкость при относительной влажности <р = = 0,5 и 20° С, % Размер зерен, мм 20-28 1,5—3,5 Для контроля отно- сительной влажности среды в замкнутом пространстве В стеклянных байках (вес нетто 5 кгс), упакован- ных в деревянные ящики
Уголь актив- ный гранули- рованный СКТ(ВТУ 2 ГУ) Темно-коричневые или черные гранулы — продукт химической активации торфа Динамическая активность по Содержание зерен размером Влажность, %, не более . . бензолу, мин, 1—3,5 мм, %, ие менее . 50 ие меиее . 90 10 Сорт А Сорт Б Для промышленных целей В стальных ба- рабанах или мно- гослойных бумаж- ных мешках
Уголь актив- ный для эле- ментной про- мышленности (ТУ мхп 3136—52) Черный порошок — продукт обработки древесного угля во- дяным паром при вы- сокой температуре с последующим из- мельчением Статическая активность по 30 мин, %, не менее . . . Гранулометрический состав, крупнее 1 мм мельче 0,1 мм Зольность, %, не более . . Влажность, %, не более . . ноду через %, не более: 70 10 13 10 10 55 10 20 10 10 В элементной про- мышленности для из- готовления электро- дов В мешках из прочной бумаги
Уголь актив- ный КАД иод- ный (ТУ МХП 3137—52) Черные зерна — про- дукт обработки ка- менноугольного обо- гащенного полукокса водяным паром при высокой температуре Гранулометрический состав, %• 5—3,5 мм ...... 3,5—2,0 мм ............... 2,0—1,0 мм ............... мельче 1 мм ............ Насыпная плотность, г/см^, не более . . . Влажность, %, не более не более 2 не менее 70 ие более 26 » » 1 0,4 10 Для поглощения иода из буровых ми- нерализованных вод; для извлечения раз- личных веществ из растворов и газо-паро- воздущных смесей В бумажных мешках или в другой таре
у? Продолжение
00 Сорбент Краткая характери- стика и способ получения Адсорбирующая способность и физико-химические свойства Применение t Перевозка и хранение
Уголь активный КАД мелкий (ВТ.* 2 ГУ 25- 46) Уголь актив- ный КАД мо- лотый (ВТУ 2 ГУ 15/Х 1950) Уголь актив- ный рекупе- рационный АР-3 (ГОСТ 8703-58) Уголь актив- ный С (ВТУ 2 ГУ 1952) Черные зерна—про- дукт обработки спе- циальных сортов ка- менного угля и по- лукокса водяным па- ром при высокой температуре с после- дующим измельче- нием Черные мелкие зер- на—продукт обработ- ки специальных сор- тов каменноугольного полукокса водяным паром при высокой температуре с после- дующим размолом Черные твердые цилиндрические гра- нулы— продукт прес- сования массы, со- стоящей из каменно- угольной пыли и дре- весной смолы, и по- следующей термиче- ской обработки в спе- циальных печах Черные зерна —про- дукт паро-газовой активации каменно- угольного сырья Статическая активность по иоду через 30 мин, %, ие менее 50 Остаток на сите с отверстиями 2 мм, % не более ... 5 Влажность, %, не более 10 Статическая активность по иоду через 30 мин, %, не менее 80 Остаток на сите с отверстиями 0,1 мм, %, не более 5 Влажность, % . . до 10 Активность по бензолу при скорости паро-воздушной смеси 0,5 л/(мин'См%) и концентрации бензола 30±3 мг/л, г/л, не менее: динамическая 115 статическая 135 Содержание зерен размером 2,75—5,5 мм, %, не менее 90 Насыпная плотность, г/см3, не менее 0,60 Влажность, %, не более 10 Емкость, г S на 1 л угля, не менее 350 Содержание зерен размером 1—3,5 мм, %, не менее 90 Зольность, %, не более 35 Влажность, %, не более 10 Для очистки нике- левых растворов от органических приме- сей; для извлечения различных веществ из растворов и газо- паро-воздушных сме- сей В цветной метал- лургии при флотации руд полезных иско- паемых В рекуперационной технике Для очистки газов от сероводорода В бумажных мешках или де- ревянных ящиках В бумажных мешках В многослойных бумажных мешках (вес до50/сге). Пе- ревозят в крытых ж.-д. вагонах, су- хих трюмах судов и крытых автома- шинах В бумажных мешках X ги о > х -с П ж X m о О ет m X Е
Уголь освет- ляющий дре- Черный мелкий по- рошок-продукт ак- Характеристики Марка Для осветления пи- щевых, фармацевти- В мешках из прочной бумаги
весный (ГОСТ 4453-48) тивации древесного угля-сырца водяным паром при высокой температуре А Б В ческих и других про- дуктов
Содержание соединений ж-еяе-за (на Fe), % Зольность, %: золы общей . золы растворимой в воде Влажность, % ................ pH водной вытяжки 0,2 10 2 10 0,2 6 1 58 4-6 0,2 6 1 58 6—9
В настоящем разделе приведены основные расчетные формулы н справоч-
ные данные по гидродинамическим процессам (прикладная гидравлика, транс-
портировка жидкостей и газов, гидродинамика взвешенного слоя зернистых ма-
териалов, разделение газовых и жидких неоднородных систем, перемешивание
в жидких средах), тепловым процессам (теплопередача, выпаривание), массо-
обменным процессам (массопередача, абсорбция, перегонка и ректификация, экс-
тракция, адсорбция, сушка), а также по процессу получения умеренного холода;
при этом более подробно представлены материалы по вопросам, сравнительно
мало освещенным в литературе.
Для общей ориентировки читателя при использовании каталогов приводятся
также некоторые < ведения об оборудовании, применяемом в химической про-
мышленности.
Важнейшими условиями правильного расчета химической аппаратуры яв-
ляются:
а) выбор расчетной формулы, соответствующей заданным параметрам про-
цесса; с этой целью в справочнике указаны пределы применения отдельных
уравнений;
б) нахождение физико-химических характеристик (вязкость, плотность, теп-
лопроводность и пр.) для температуры и давления, соответствующих данному
расчетному уравнению;
в) правильное применение размерностей.
В отличие от первого издания «Справочника химика», в настоящем издании
приняты унифицированные обозначения состава фаз двухкомпонентных систем
(табл. 0-1).
Ссылки на литературу пронумерованы по разделам. Кроме того, имеются
ссылки на общую литературу (с буквой О. например [0-1]).
В справочнике используется преимущественно международная система
единиц измерения (СИ); приводятся также сведения о пересчете в единицы СИ
величин, выраженных в других системах измерения (табл. 0-2).
Таблица 0-1
Унифицированные обозначения состава фаз
Способ Размерность Обозначение концентрации комяонепса А в фазах:
выражения концентрации газ (пар) жидкость твердое тело
Мольный состав (моль- ная доля Л) Массовый состав (мас- совая доля Л) Относительный моль- ный состав .... кмоль А У У г X X X
кмоль (A -f- В) кг А кг (Л В) кмоль А кмоль В Z
351
Продолжений
Способ выражения концентрации Размерность Обозначение концентрации компонента А в фазах:
газ (пар) жидкость твердое тело
Относительный массо- кг А
вый состав .... у X Z
кг В
Объемная мольная кон- центрация .... кмоль А с. с с
м3 (Л 4- В) '-'z
Объемная массовая концентрация . . . кг А Су Сх cz
м3 (Л 4- В)
Объемная мольная от-
носительная концен- кмоль А
трация м3 В Су сх Cz
Объемная массовая от-
носительная концен-
трация м3 В Су CZ
Пересчет
величин из одной размерности в другую
Таблица 0-2
Величины Единицы измерения СИ Соотношения между единицами измерения СИ и другими единицами
Вес (сила тяжести) Вес удельный Вязкости коэффициент динамический Вязкости коэффициент кинематический Давление н н/м3 н • сек/м2 м2/сек н/м2 1 кге = 9,81 н; 1 дин = 10~6 н 1 кгс/лг!~9,81 н/м3 1 пз = 1 дин сек/см2 = 0,1 н-сек/м2; , 1 кге • сек ,_-з н-сек 1 СПЗ — ПО 1 А 9 9 9810 м2 м2 1 ст = 1 см2[сек = 10-4 м2/сек\ 1 ест = 10-2 см2/сек = 10-е м2/сек 1 бар = 10s н/м2 — 100 кн/м2-, 1 дин/см2 = 0,1 н/м2; 1 кгс/см? = 1 ат ~ 9.81 104 н/л2; 1 атм = 101 325 н/м2 = 1,01 • 10s н/м2-, 1 кге/м2 « 9,81 н/л2; 1 мм вод. ст. = 9,80665 н/,и2«9,81 н/.м2; 1 мм рт, ст. = 133,3 н/м2
352
Продолжение
Величины Единицы измерения СИ Соотношения между единицами измерения СИ и другими единицами
Диффузии коэффициент м2/сек 1 см2/сек = 10-4 м2/сек
Длина м 1 мк = 10'6 м - 1 мкм; 1 А = 10-'° м
Масса кг 1 кге • сек2/м ~ 9,81 кг
Мощность вт 1 кге • м/сек ~ 9,81 дж/сек = 9,81 вт; 1 эрг/сек = 10-7 вт; 1 ккал*/ч = 1,163 вт
Натяжение поверхност- дж/м2 или 1 кге/м = 9,81 кг/сек2 = 9,81 дж/м2;
ное н/л 1 эрг/см2 — 1 дин/см — 10~3 дж/м2 = = 1 мдж/м2
Объем м3 1 л 10-з мз
Плотность кг/м3 1 т/м3 = 1 кг/дм3 = 1 г/см3 = 103 кг/м3-, 1 кгс-сек2/м* ~ 9,81 кг/м3
Плотность теплового вт/м2 1 ккал/(м2-ч) = 1,163 вт/м2;
потока 1 кал/ (см2 сек) = 4,1868 • 104 вт/м2
Работа, энергия, коли- дж 1 кге- м « 9,81 дж;
чество теплоты 1 эрг = 10-7 дж — 0,1 мкдж; 1 кет • ч = 3,6 - 106 дж; 1 ккал = 4,1868 • 103 дж ~ 4,19 кдж
Расход массовый кг/сек 1 кг/ч ~ 2,78 • 10-4 кг/сек кг/сек
Расход объемный м3/сек 1 л/сек = 1,000028 дм3/сек ~ 10-3 м3/сек; 1 л/мин ~ 1,67-10-3 м3/сек; 1 л/ч = 2,78 • Ю'7 м?/сек; 1 м3/ч = 2,78-10*4 м3/сек
Скорость линейная м/сек 1 км/ч ~ 0,278 м/сек; 1 м/ч ~ 2,78 • 10-4 м/сек
Скорость угловая рад/сек зт 1 об/мин — -gg рад/сек; 1 об/сек — 2л рад/сек.
Теплоемкость удельная дж/(кг град) 1 ккал/(кге • град) =4,19 кдж/(кг • град);
массовая 1 эрг/(г град) = 10*4 дж/(кг - град)
Теплоотдачи коэффи- циент, теплопередачи коэффициент вт/(м2 • град) 1 ккал/(м2 - ч. град) «1,163 вт/(м2 • град).
Теплота удельная дж/кг 1 ккал/кгс—Х кал/г=4,186-103 дж/кг « «4,19 кдж/кг
Частота гц 1 гц = 1 сек-1; 1 об/сек — 1 гц; 1 об/мин = ‘/60 гц
Энтальпия удельная дж/кг 1 ккал/кге = 4,186- 103 дж/кг^ «4,19 кдж/кг
Энтропия удельная дж/(кг • град) 1 ккал/(кге град)— =4,186-103 дж/ (кг -град)
Здесь и далее имеется
в виду международная килокалория.
12 Зек. 134
353
I. ПРИКЛАДНАЯ ГИДРАВЛИКА
Основные свойства жидкостей и газов
' 1. Плотность жидкости (масса единицы объема жидкости)!,
т кг
Здесь т — масса жидкости, кг; V — объем жидкости, м3.
Размерности р в других системах единиц:
, , кгс сек3 , , г
(Ршкгсс— ; 1Р1сГС~7^Г
Соотношение единиц плотности в различных системах!
1 2^=0,102 2^^- = ю-3-А-
м° м* см3
2. Удельный вес:
кг н „
у = pg —х---=- или —=- (1-2)
м2 • сек3 м3 '
Здесь р — плотность жидкости, кг/л3; g — ускорение силы тяжести, равное
~9,81 м/сек2.
Размерности у в других системах единиц:
г 1 кгс .г 1 г ( дин \
МмКГСС- М3 • lYJcrc — СМ2. сек2 смз )
Соотношение единиц удельного веса в различных системах;
12L=o,1O2 ^ = 0,1
м3 м3 см3
Плотность по СИ численно равняется удельному весу в системе МКГСС
при g=9,81 м/сек3.
3. Удельный объем:
4. Относительный вес или относительная плотность (безразмерная вели-
чина);
Здесь у — удельный вес жидкости (газа); ув — удельный вес воды (воз-
духа); р — плотность жидкости (газа); рв— плотность воды (воздуха).
354
ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ
5. Плотность газа:
_ М Тор кг
Р ~ 22,4 ’ Тр0 м3
(1-5)
Здесь М — масса одной килограмм-молекулы, кг!кмоль; 22,4 м3/к моль —
объем одной килограмм-молекулы при нормальных условиях, т. е. при То — 273° К
и р0~ 1,01 -10е н/м2 (760 мм рт. ст.); р — давление газа при рабочих условиях.
н/м2; Т — абсолютная температура газа при рабочих условиях, ° К.
6. Плотность смеси газов:
PcM=«1pi-l-m2p!+ (1-6)
Здесь mi, гпц ... —• объемные доли компонентов газовой смеси; pi, р2 ... —
плотности компонентов, кг/м3.
7. Динамический коэффициент-вязкости * (сокращенно — вязкость) имеет
следующие размерности:
1 _ кг (— н'сек \
IP-Jch — м. сек м2 )
, , кгс-сек
tP'JMKrCC — х/2
г ______ г ( дин • сек \
1и1сгс ~ см-сек cP J
Единица вязкости в системе СГС, равная 1 г/ (см -сек), носит название
пуаз. Применяются также более мелкие единицы: 1 мкпз (микропуаз) =
= 10“® пз; 1 мпз (миллипуаз) = 10’3 пз; 1 спз (сантипуаз) = 10"2 пз.
Соотношение единиц вязкости в различных системах:
, н-сек I . кг \ кгс-сек
1 ----=— = 1 ------- — 10 пз = 0,102 ----;---
м2 \ м • сек / м2
В справочниках часто приводятся значения р в сантипуазах. Для пере-
счета в другие единицы измерения эту величину нужно разделить на соответ-
ствующий коэффициент:
цГЛЗ кг н • сек
Иси='Т000 м-сек ИЛИ м2
цспз кгс сек
рмкгсс = -9§1о “7м2
рсйз г дин сек
Неге {до См. сек или смг
Вязкость при 20° С для многих органических жидкостей приближенно мо-
жет быть вычислена по следующей эмпирической формуле [1-1]:
lg (1g 10 = К А-2,9 (1-П
Здесь р—вязкость жидкости при атмосферном давлении и 20° С, мпз;
Д— относительная плотность жидкости (по отношению к воде); М — молеку-
лярный вес; К— константа, зависящая от молекулярного строения жидкости:
/<=2^+2/’ о-в)
где А— число одноименных атомов в молекуле органического соединения; п —
численное значение атомной константы (табл. 1-1); р — поправка на группи-
ровку атомов и характер связи между ними (табл. 1-2).
* Данные по вязкости чистых веществ см. «Справочник химика», 2-е изд., т. I, стр. 983
988, 990. по вязкости растворов — т. III, стр. 715, 722.
355
I. ПРИКЛАДНАЯ ГИДРАВЛИКА
Таблица 1-1
Атомные константы вязкости
Атомы н о N С1 Вг J С
Атомные константы 2,7 29,7 37,0 60,0 79,0 110,0 50,2
Таблица 1-2
Поправки к атомным константам вязкости
Характер связей и группировок
Двойная связь.....................................
Пятичленное кольцо ...............................
Шестичленное кольцо...............................
Боковая группа шестичленного кольца:
мол. вес <17...................................
мол. вес >16...................................
Орто- и пара-положеиия вторых заместителей........
Мета-положение вторых заместителей................
R\ /R
>сн—сн< .......................................
RX \R
R
I
R—C—R.............................................
I
R
R— Cf ............................................
XH
R— ...............................................
XCH3
—CH=CHCH2X
(X — отрицательная группа).........................
R\ch—X
(X — отрицательная группа).....................
ОН........................................... . .
COO...............................................
COOH..............................................
NO2...............................................
—15.5
—24,0
—21,0
—9,0
—17,0
4-3,0
4-1,0
4-8,0
4-13,0
4-16,0
4-5,0
4-4,0
4-6,0
4-24,7
—19,6
—7,9
—16,4
355
ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ
Для определения вязкости можно пользоваться номограммой, приведенной
на рис. 1-1. Для этого необходимо предварительно рассчитать величину у по
уравнению:
у = /<4~2'9 (1’9) -У Ц2- ★у 0,2 - 4,0
При положительном значении у следует 3,75
пользоваться правой шкалой, при отрицатель- ном — левой. Значения р, даны в сантипуазах 0,19 0,18 0,45 0,19- - 3,35
для 20° С. 0,18- - 3,25
8. Вязкость смеси нормальных (неассоцииро- ванных) жидкостей: 0,17 0,17- -3,0
1g Рем = *1 1g Р1 + *2 1g Р2 + • • • (Ы0) 0,16 0,50 0,16 -2,75
0,15 0,15- -2,55
где ць Цг - - - — динамические коэффициенты вяз- кости отдельных компонентов; хь х2 - - - — моль- 0,14 - 0,55 о,и-
ные доли компонентов смеси. 0,13 0,13- - 2,25 ‘
Для растворов, которые нельзя считать
идеальными, уравнение (1-10) часто дает значи- тельные отклонения по сравнению с опытными 0,12 0,12- -2,0
данными. 0,11 -0,60 0,11 -
9. Вязкость разбавленных суспензий (концен- - 1,90
трация твердой фазы менее 10 объеми. %): 0,10 - 0,10- 1,80
М-СуСП = Цж (1 4“ 2,5ф) (1*11) 0,09 -0,65 0,09- 1,70
0,08 - 0,08- 1,60
где рж—динамический коэффициент вязкости 007 - -0,70 0,07- 1,50
чистой жидкости; <р — объемная доля твердой
фазы в суспензии. 0,06 - -0,75 0,06- -1,40
10. Если известны значения вязкости данной -
жидкости при двух различных температурах, то 0,05 - 0,05- -1,30
можно найти значение ее для любой другой - -0,80 0,04-
температуры по коэффициентам вязкости стан- 0,04
дартного вещества (воды, углеводородов): 0,03 - -0,85 0,03- -1,20
t.. ~ (Ы2) 0,02 -0,90 0,02- 1,10
-*1 VH2 0,01 -0,95 0,01- 1,05
где и — температуры жидкости, вязкость 0-1 -1,0 -1,0
которой определяется; 6Ц1 и 6Ц2—температуры Рис. 1-1. Номограмма для
стандартной жидкости, при которых вязкости ее определения динамического
равны вязкостям исследуемой жидкости. коэффициента вязкости ор-
11. Вязкость газовых смесей может быть вы- ганнческих жидкостей.
числена различными способами.
а) По приближенной формуле: 1 спз пересчет в ом: = 1-10-8 Н'Сек!м2-1 мн-сек!м\
(1-13)
Мем _ W|A?| т2М2
Рем Ml 1*2
где Мем, Mi, М2 ... — молекулярные веса смеси газов и отдельных компонен-
тов; рем, Pi, Р2 - — соответствующие динамические коэффициенты вязкости;
ть т2 ... — объемные доли компонентов в смеси.
357
1. ПРИКЛАДНАЯ ГИДРАВЛИКА
б) По эмпирической формуле, проверенной на ряде газовых смесей (кок-
совый газ, генераторный газ и др.) при атмосферном давлении:
м У^кр, +^]/^2УкРг + ••
т, ум, Гкр, + т2 /Л42Гкр2 + ...
где Цсм — вязкость смеси при температуре t и атмосферном давлении; Ць
Иг - —вязкости компонентов при температуре t; mit т2 ...— объемные доли
компонентов; Mi, М2 ... — молекулярные веса компонентов; TKpii Тк&...—
критические температуры компонентов, ° К,
В табл. 1-3 приведены значения МТкр для некоторых газов.
Таблица 1-3
Значения уи7 кр для некоторых газов
Газ М т кр ’^кр
Азот 28 126 59,5
Бутан 58 426 157
Водород 2 33 8,13
Водяной пар 18 647 108
Воздух 29 .132,7 61,9
Гексан 86 508 209
Двуокись углерода . . 44 304 115,5
Кислород 32 154 70,2
Метан 16 190 55,1
Окись углерода .... 28 134 61,4
Пентан 72 470 184
Пропан 44 370 128
Этан 30 305 95,6
Этилен 28 283 89,0
12. Изменение вязкости газов с температурой:
2734-С / Г V/2 „ ...
Но т _|_ с 273) (И5)
где Цо—динамический коэффициент вязкости при 0°С; Г—абсолютная тем-
пература, ° К; С — константа Сатерленда (Sutherland).
Значения С и ц0 см. [0-11, т. I].
Номограммы для определения динамического коэффициента вязкости не-
которых жидкостей и газов приведены на рис. 1-2 и 1-3.
13. Кинематический коэффициент вязкости имеет следующие размерности:
1/2
Мси = -~
г . __ мг
Гчмкгсс' сск
I 1 с-*2
Мсгс--^-
358
t°c
200 -n
190 -_
180—_
170 -
160 -
150 -
140 -
130 -
120 -
110 -
100 -
90 —
80 -
70 -
60 -
50 —
40 —
o2
03
'о1 о 8
10 о911°°,?о14
17 о,ев
37°°38
20
оо33
40
- Ю0
p 80
60-
F50
40
Г 30
=- 20
30 -* •- 0,1
Рис. 1-2. Номограмма для определения динамического коэффициента вязкости
жидкостей при различных температурах:
Жидкость
Амиловый спирт . .
Аммиак ...........
Анилин ...........
Ацетон ...........
Бензол ........Л.
Бутиловый спирт .
Вода..............
Гексан ...........
Гептан ...........
Глицерин, 100% - .
Глицерин, 50% • • •
Двуокись углерода
Диэтнловыи эфир . .
Метилацетат ....
Метиловый спирт,
100%..............
Точка Жидкость Точка Жидкость
п Метиловый спирт, . Терпентин
39 90% 24 Толуол
в Метиловый спирт. Уксусная кислота.
34 30% 13 100%
25 Нафталин 9 Уксусная кнслота,
11 Нитробензол .... 14 70%
20 28 Фенол ..........
36 38 Хлорбензол
31 15
1 Сериая кислота. Четыреххлорнстый
7 111% 2 углерод
40 Серная кислота. Этилацетат
37 98% • 3 Этиленгликоль . . -.
32 Сериая кислота. Этиленхлорид ....
6b% 6 Этиловый спирт.
26 Сернистый ангидрид 35 100%
Сероуглерод 33 Этиловый спирт, 40%
слз=1 • 1O-3 н • се«/л2=1 мн • сек/м*.
Точка
16
27
18
12
5
22
29
21
30
4
23
19
10
Пересчет в СИ: 1
I. ПРИКЛАДНАЯ ГИДРАВЛИКА
Единица кинематического коэффициента вязкости в системе СГС, равная
I см21сек, носит название стокс. Применяются также более мелкие единицы:
1 мкст (микростокс) = 10-8 ст; 1 мст (миллистокс) = 10-3 ст; 1 сст (сантистокс) =
•= 10“2 ст.
t, °C
1— 2000
: сп2
— 1500 Г- 0,1
У,09
- — 0,08
— 0,07
— 1000 -0,06
— 900 - 0,05
— 800
— 700 =-0.04
— 600 = X
— =- 0,03
— 500
— 400 = /
- У ~— 0,02
— 300 У
— 200 У у- 0,015
^100 — 0,010 — 0,003
~— 50 — 0.008
— 0,007
~—о — 0,006
- — 0,005
— -50 —
— 0,004
— -100 — 0,003
о2 03
о1 04
5 °6 ^^16 017
о 75 о?
014 8 оЮ ° о9 ° 11
012
013
Рис. 1-3. Номограмма для определения динамического коэффи-
циента вязкости газов:
1 — О2: 2—NO: а —СО2; 4 — НС1; 5 —воздух; 6—N2; 7 — SO2; 8 — СН<; 9 —Н2О;
10—NH,; II-С2Н„; 12—Н2; 13— C6Ht; 14—9H2+N2; 15—3HS+N2; 16—СО;
17 — Cl2.
Пересчет в СИ: 1 спз— 1 • 10-’ « • сек!мг— 1 мн • сек/м*.
Соотношение единиц кинематического коэффициента вязкостиз
1 л2/сек=104 ст
Кинематический коэффициент вязкости v связан с динамическим коэффи-
циентом вязкости р соотношением:
ц м*
V = ------
р сек
(1-16)
14. Для жидкостей более вязких, чем вода, динамический коэффициент
вязкости часто определяется вискозиметром Энглера.
360
ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ
Таблица 1~4
Пересчет кинематического коэффициента вязкости v в градусы Энглера Е
v-10e, м2]сек Е v-10e, м21сек Е V106, м21сек Е
1,00 1,000 14,0 2,22 76,0 10,02
1,20 1,027 15,0 2,32 78,0 10,28
1,40 1,052 16,0 2,43 80,0 10,54
1,60 1,075 17,0 2,53 82,0 10,81
1,80 1,098 18,0 2,64 84,0 11,07
2,00 1,119 19,0 2,75 8б,0 11,33
2,20 1,140 20,0 2,87 88,0 11,59
2,40 1,160 21,0 2,98 90,0 11,86
2,60 1,179 22,0 3,10 92,0 12,12
2,80 1,198 23,0 3,22 94,0 12,38
3,00 1,217 24,0 3,34 96,0 12,64
3,20 1,235 25,0 3,46 98,0 12,91
3,40 1,253 26,0 3,58 100 13,17
3,60 1,271 27,0 3,70 105 13,83
3,80 1,289 28,0 3,82 НО 14,48
4,00 1,307 29,0 3,94 115 15,14
4,20 1,324 30,0 4,07 120 15,80
4,40 1,341 31,0 4,19 125 16,45
4,60 1,359 32,0 4,32 130 17,11
4,80 1,376 33,0 4,44 135 17,77
5,00 1,393 34,0 4,57 140 18,43
5,20 1,410 35,0 4,70 145 19,08
5,40 1,427 36,0 4,82 150 19,74
5,60 1,444 37,0 4,95 155 20,40
5,80 1,461 38,0 5,08 160 21,06
6,00 1/79 39,0 5,21 165 21,71
6,20 1/96 40,0 5,33 170 22,37
6,40 1,513 41,0 5,46 175 23,03
6,60 1,530 42,0 5,59 180 23,69
6,80 1,547 43,0 5,72 185 24,35
7,00 1,564 44,0 5,85 190 25,00
7,20 1,582 45,0 5,98 195 25,66
7,40 1,599 46,0 6,11 200 26,3
7,60 1.616 47,0 6,23 205 27,0
7,80 1,634 48,0 6,37 210 27,6
8,00 1,651 49,0 6,50 215 28,3
8,20 1,669 50,0 6,62 220 28,9
8,40 1,687 52,0 6,88 225 29,6
8,60 1,704 54,0 7,14 230 30,3
8,80 1,722 56,0 7,41 235 31,0
9,00 1,740 58,0 7,67 240 31,6
9,20 1,758 60,0 7,93 245 32,3
9,40 1,776 62,0 8,19 250 32,9
9,60 1,794 64,0 8,45 255 33,6
9,80 1,813 66,0 8,71 260 34,2
10,0 1,831 68,0 8,97 265 34,9
11,0 1,924 70,0 9,23 270 35,5
12,0 2,02 72,0 9,50 275 36,2
13.0 2,12 74,0 9,76 280 36,8
361
I. ПРИКЛАДНАЯ ГИДРАВЛИКА
Продолжение
v-106, м2/сек £ V106, м2/сек £ v-106, м^!сек £
285 37,5 380 50,0 750 98,7
290 33,2 400 52,6 800 105,3
295 38,8 420 55,3 850 111,8
300 39,4 440 57,9 900 118,4
310 40,8 - 460 60,5 950 125,0
320 42,1 480 63,2 1000 131,6
'330 43,4 500 65,8 1100 144,7
340 44,7 550 72,4 1200 157,9
350 46,1 600 78,9 1300 171,1
360 47,4 650 85,5 1400 184,2
370 48,7 700 92,1 1500 197,4
в
в единицы
вязкости, выраженной
Пересчет
кинематической вязкости производится
условных градусах Энглера,
по следующим формулам [1-10].
Формула Уббелоде:
v = 0,0732£—°’0631 —
v
1
£3
(1-17)
(Ы8)
Е сек
Формула Фогеля (более точная):
см2
сек
где Е — число градусов Энглера.
Для пересчета кинематического
фициента вязкости в градусы Энглера мож-
но пользоваться данными, приведенными в
табл. 1-4.
В СССР, ГДР и ФРГ вязкость изме-
ряют в градусах Энглера, в США — в се-
кундах Сейболта и Редвуда (рис. 1-4).
коэф-
Секунды Сейболто и Реддуда
Рис. 1-4,- Соотношение между ве-
личинами вязкости, выраженными
в различных единицах [1-8].
(1-19)
Движение жидкостей и газов
15. Основные критерии гидродинамиче-
ского подобия.
Критерий Ньютона — общий кри-
терий механического подобия:
кт
Ne =-------------------j-
mw‘
где Р — действующая сила, «; Z—геомет-
рическая характеристика (линейный раз-
мер) системы, м; т — масса, кг; w — ско-
рость, м/сек.
Критерий Фруда, определяющий гидродинамическое подобие систем,
в которых действует сила тяжести (отношение сил инерции и тяжести):
Рг = ^-
gl
где g — ускорение силы тяжести, м/сек2,
362
(1-20)
ДВИЖЕНИЕ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ
Критерий Эйлера, определнющий гидродинамическое подобие систем,
в которых действуют силы механического давления (отношение сил давления
и инерции):
Еи = -^Ц- (1-21)
р®2 ' '
где Др —разность давлений (давление, расходуемое на преодоление гидравли-
ческого сопротивления), h/ai2; р — плотность, Ki/м3.
Критерий Рейнольдса, определяющий гидродинамическое подобие
систем, в которых действуют силы внутреннего треиия (отношение сил инер-
ции и внутреннего трения):
Re==_^=w£ !
Ц V '
где р.— динамический коэффициент вязкости, н-сек/м2; v — кинематический
коэффициент вязкости, м2/сек; d — диаметр трубопровода, м.
16. Режим движения определяется численным значением критерия Рей-
нольдса.
Для потоков, проходящих по прямым трубам:
ламинарный режим...................Re< 2300
промежуточный режим . . . . 2300<Re<10 000
турбулентный режим.................Re>10 000
Для потоков, проходящих по изогнутым трубам (змеевики), критическое
значение Re«p выше, чем в прямых трубах, и зависит от отношения d/D, где
d— внутренний диаметр трубы змеевика, D — диаметр витков змеевика
(рис. 1-5).
Если поперечное сечение потока не является кругом, в выражение для Re
подставляется эквивалентный диаметр, равный учетверенному-гидравлическому
радиусу.
Гидравлический радиус:
/?Г=Х (1-23)
где f — площадь поперечного сечения
потока; П — смоченный периметр.
Эквивалентный диаметр (табл.
1-5):
rf3 = 4/?r = -^- (1-24)
17. Уравнения расхода:
G — pwf (1-25)
V = wf (1-26)
Рис. 1-5. Зависимость критерия ReKp
в змеевиках от отношения d/D.
Здесь G — массовый расход, кг/сек; V — объемный расход, м3/сек; р —
плотность, кг/м3; w— средняя скорость потока, м/сек; f—площадь поперечного
сечения, м2.
Диаметр трубопровода:
/V
0.785®
(1-27)
Номограмма для определения объемного расхода в трубопроводах круг-
лого сечения дана на рис. 1-6.
363
1. ПРИКЛАДНАЯ ГИДРАВЛИКА
Таблица 1-5
Значения эквивалентного диаметра
Форма поперечного сечення
аэ
Кольцевое сечение: внутренний диа-
метр d, внешний диаметр D . . .
Квадрат со стороной а...........
Прямоугольник со сторонами а и b
Межтрубное пространство (движе-
ние параллельно оси труб):
D — внутренний диаметр кожуха,
d — наружный диаметр труб,
п—число труб ...................
D—d
а
2а b
D2—nd2
D nd
Диаметр d
мм
Расход I/,
500
400-
300 -
W0 -
90 -
80 -
70 ~
60
50 -
40 -
30
еоооо
40 000
20 000
юооо
6 000
4 000
2 000
1 000
600
400
200
100
60
40
30
20
'За'
6
4
?
3~ 50000
^.- 30000
8000
5000
3000
800
500
300
80
50
= - 8
— ~5
3
20
10
0.6
0,4
0,2
0,1
0,06
0.04
= Г 0.8
= - 0.5
-- 0.3
= - 0.08
— - 0.05
.3- 0.03
Скорость ш,
м/сек
90
— 60
— 50
~ 40
— 30
— 20
0.9
Ё: °'7
— 0.5
=- 0,4
— 0,3
0,2
0.1
200 -4
3
ю
5
4
3
2
Рис. 1-6. Номограмма для определения расхода
жидкости или газа в трубопроводах круглого сечения
364
ДВИЖЕНИЕ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ
Для цеховых трубопроводов средние скорости потоков принимают по
табл. 1-6.
Таблица 1-6
Допускаемые средние скорости потоков wCp
в трубопроводах [0-2]
Наименование потока ср» м/сек
Газы при естественной тяге 2—4
Газы в вентиляционных газоходах . . 4—15
Газы в нагнетательных трубопроводах
компрессорных установок 15—25
Жидкости при движении самотеком
(конденсат, спуск из мерников и т. п.) 0,1—0,5
Жидкости во всасывающих трубопроводах 0,8—2
насосных установок . . ...
Жидкости в нагнетательных трубопроводах
насосных установок . . 1,5—2,5
Насыщенные пары при давлении (абсо- лютном):
> 1 ат 15—25
1 —0,5 ат 20—40
0,5—0,2 ат 40—60
0,2—0,05 ат 60—75
Перегретые пары 30—50
18. Законы распределения скоростей потока по сечению трубопровода для
гидродинамически стабилизированного движения.
Для ламинарного течения:
®ср — 0>5®макс (1*28)
где ®ср — средняя скорость; гамаке — скорость по оси трубы.
Длина прямого участка стабилизации движения x=0.03dRe.
Рис. 1-7. Зависимость отношения
средней скорости к максимальной от
критерия Re при движении жидко-
стей и газов в трубе:
W „ d ffilcnd
I—Re = макс ; 2— Re = —.
v v
Для турбулентного течения (рис. 1-7):
t"’cp
^макс
==f(Re)
(1-29)
Длина прямого участка стабилизации движения x~40d.
365
I. ПРИКЛАДНАЯ ГИДРАВЛИКА
Гидравлические сопротивления
19. Гидравлические сопротивления измеряются величиной разности давле-
ний Ар.
Размерности давления в основных единицах:
г 1 _ кг (— н \
1Р]си~ м сек2 \~ м2)
кгс
м2
г 1 — 2 (— дин\
Исгс- см-сек2 см2 )
Давление часто выражают также в Мм рт. ст., мм вод. ст., технических
(ат) и физических (атм) атмосферах или в барах.
Соотношение единиц давления:
1 -Л- = 0,102 -^ = 0,102 • 10~4 ат = 0,102 мм вод. ст. =
м2 м2
— 0,00750 мм рт. ст. — 10 —у — 10~5 бар
Г см2
1 ат = 735,6 мм рт. ст. = 104 = 1 = Ю4 мм вод. ст. =
Г м2 см2
== 9,81 • 104 -Л- = 9.81 10® = 0,968 атм = 0,981 бар
м2 см2
В физико-химических расчетах объем газов приводят к нормальным усло-
виям, т. е. к давлению 1 атм и температуре 0° С (273° К):
I атм == 760 мм рт. ст. = 10 330 = 1,033 ~ = 1,033 ат =
* м2 см2
= 10 330 мм вод. ст. = 1,01 • 10* -Д_ = 1,01 • 10е
м2 см2
20. Полное давление, необходимое для преодоления всех гидравлических
сопротивлений сети (включающей трубопровод и аппаратуру) при изотермиче-
ском течении потока:
Др = АРск + АДтр + Арм. с + АрПод + Арапп + АРдоп н/м2 (1-30)
Это давление складывается из следующих величин.
а) Давление, необходимое для создания скорости потока на выходе из
трубопровода:
Арск---2 (1'31)
где р — плотность жидкости (газа), кг/м3-, w — скорость потока, м/сек.
б) Давление, необходимое для преодоления трения при изотермическом
течении потока в прямой трубе:
366
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ
где к — коэффициент Трения [формулы (1-37), (1-43), (1-45), (1-46)]; L —
^124)] ПРЯМ0Г0 тРУб°провода, ж; da— эквивалентный диаметр, м [формула
Для трубы круглого сечения da=d (d — диаметр трубы).
Формула (1-32) может быть представлена в виде;
Артр=СдА/>с(С н'м2 (1-33)
где t,. = к --коэффициент сопротивления по длине.
Ь “3
в) Давление, расходуемое на преодоление местных сопротивлений (пово-
роты, краны, вентили, сужения, расширения и т. п. без учета потерь на трение):
Арм.с=С^^- '(1-34)
или
А„ _ р®2 « ос,
Др“-С—2~3?- (1'35)
где £ — коэффициент местного сопротивления; La — длина прямой трубы, имею-
щей такое же гидравлическое сопротивление, что и местное сопротивление.
Сводка коэффициентов местных сопротивлений приведена в табл. 1-7.
Зависимость величины местного сопротивления от критерия Re изучена
недостаточно. Если данные о влиянии Re в табл. 1-7 отсутствуют, то прибли-
женно можно считать, что величина сопротивления не зависит от Re.
Местные сопротивления можно суммировать лишь в случае разделения их
прямолинейными участками труб длиной > 5d; при непосредственном последо-
вательном соединении общая потеря напора будет больше суммы отдельных'
потерь (рис. 1-8).
С = 700 % С- /50 % С - ?оо %
Рис. 1-8. Непосредственное последо-
вательное соединение местных сопро-
тивлений.
г) Давление, необходимое для подъема жидкости или для преодоления
гидростатического давления:
Арпрд = Рёи н!м2
(1-36)
где р — плотность жидкости, кг/ж3; g — ускорение силы тяжести, м/сек2-, Н —
высота подъема или слоя жидкости, ж.
д) Арапп — давление, необходимое . для преодоления гидравлического со-
противления аппарата [см., например, формулы (1-51)—(1-63)].
е) Ардоп — дополнительное давление в конце трубопровода, необходимое,
например, для подачи жидкости в аппарат, давление в котором превышает
атмосферное, для распыления жидкости в скруббере, сушилке и т. п.
367
Таблица 1-7
Коэффициенты местных сопротивлений [I-2f
№ по пор. Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления £
Решетка плоская из пер-
форированного листа или из
полосок с острыми краями
в прямой трубе
Р
/• отв .
р ’
1 т
/отв — площадь одного от-
верстия решетки, м2;
Потв— периметр попереч-
ного сечения одного
отверстия решетки, м;
^отв — живое сечение ре-
шетки, м2;
F? — поперечное сечение
трубы, л2;
wt — средняя скорость по-
тока в трубе, м/сек-,
“'отв — средняя скорость по-
тока в отверстиях
решетки, м/сек
2 Сетка в трубе
।
I
Fr , IVT
jfpTB
Лотв— живое сечение сетки,
м2-,
FT — поперечное сечение
трубы, м2,
бСр — средний диаметр про-
волоки в сетке, м;
ж0Тв — средняя скорость по-
тока в живом сече-
нии сетки, м/сек\
w.r— средняя скорость по-
тока в трубе, м/сек
При Re = :> 105 значение отнесенное к скорости потока в трубе wT
[формула (1-34)], определяется по табл. № 1.
' № 1
^отв/^т 0,02 0,05 0,1 0,15 0,20 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
1 7000 1050 245 86 51,5 18 8,3 4.0 2,0 0,97 0,42 0,13 0,00
При Re = э < 105 С определяется по формуле £ =Кф 4-с0(go — /)2]yj.
Значения ®о и £0 определяются по табл. № 2—4.
№ 2
^отв/^т Критерий Re
2,5-10 4-10 6-10 | ю2 2-Ю2 4-102| 103 2-103/4-103| 104 2-Ю4 1°5 2-Ю5 106
Значения Сф
0 1,94 1,38 1,14 0,89 0,69 0,64 0,39 0,30 0,22 0,15 0,11 0,04 0,01 0
0,2 1,78 1,36 1,05 0,85 0,67 0,57 0,36 0,26 0,20 0,13 0,09 0,03 0,01 0
0,3 1,57 1,16 0,88 0,75 0,57 0,43 0,30 0,22 0,17 0,10 0,07 0,02 0,01 0
0,4 1,35 0,99 0,79 0,57 0,40 0,28 0,19 0,14 0,10 0,06 0,04 0,02 0,01 0
0,5 1,10 0,75 0,55 0,34 0,19 0,12 0,07 0,05 0,03 0,02 0,01 0,01 0,01 0
0,6 0,85 0,56 0,30 0,19 0,10 0,06 0,03 0,02 0,01' 0,01 0 0 0 0
0,7 0,58 0,37 0,23 о.п 0,06 0,03 0,02 0,01 0 0 0 „ 0 0 0
0,8 0,40 0,24 0,13 0,06 0,03 0,02 0,01 0 0 0 0 0 0 0
0,9 0,20 0,13 0,08 0,03 0,01 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0,95 0,03 0,03 0,02 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
№ 3
Re 2,5-10 4-10 6-10 ю2 2-ГО2 4-102 10s 2-103 4-103 ю4 2.104 ю5 2-105 10е
Ео 0,34 0,36 0,37 0,40 0.42 0,46 0,53 0,59 0,64 0,74 0,81 0,94 0,96 0,98
№ 4
Лугв/^т 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0.9 1,0
Со Решетки у 1,71 | 1,67 толщенные, 1,63 | 1,59 с закруглен! 1,55 1ЫМИ 1.80 [раями 1,45 И др. 1,39 см. [1 1,32 -2]. 1,22 1,00
Сетка из металлических проволок: pw£ н Ьр^—?- где С = Со«- Значение £0 определяется по табл. № 5. о ^отв^ср Значениеопределяется по табл. № 6 в зависимости от Ке = — • № 5
^отв/^т | С.05 1 ОД 0,2 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | о,7 0,8 0,9 1,0
Со ,363 82 17 6.2 3,0 1,6 1 0,97 | 0,58 0,32 1 0,14 № 6 0,0
Re' | 50 | 100 | 150 | 200 | ЗОЭ | > 400
а I 1,44 1 1,24 I 1,13 | 1,08 | Сетка из ниелковых ниток: pw2 н \р= 1,62£оа —и- —2- М Значение ^«определяется по табл. № 5, значение а 1,03 | 1,0 — по табл. № 7. № 7
Re' | 40 | 80 | 100 | > 150
а I 1,16 I 1,05 I 1,02 | 1
ПРИКЛАДНАЯ ГИДРАВЛИКА К ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Продолжение
№
по
пор.
Вид сопротивления
Значение коэффициента местного сопротивления £
3
Диафрагма (отверстие)
с острыми краями в трубе
При Re = |05 значение отнесенное к скорости потока в отвер-
стии, определяется по табл. № 8.
Fotb — живое сечение отвер-
стия, м2;
Поте — периметр отверстия, м;
“'отв — скорость потока в от-
верстии, м/сек'
Ft — площадь большего
поперечного сечения,
л2;
Fo—площадь меньшего
поперечного сечения,
м2;
wt — скорость потока
в большем попереч-
ном сечении, м/сек-,
w0 — скорость потока
в меньшем попереч-
ном сечении, м/сек
№ 8
^отв/^О ^отв/^1
0 ОД 0,2 0;3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1.0
0 0,90 2,80 2,67 2,53 2,40 2,25 2,09 1,98 1,75 1.50 1,00
0,2 2,27 2,17 2,05 1,94 1,82 1,69 1,55 1,40 1,26 1,05 0,64
0,4 1,70 1,62 1,52 1,42 1,32 1,20 .1,10 0,98 0,85 0,68 0,36
0,6 1,23 1,15 1,07 0,98 0,90 0,80 0,72 0,62 0,52 0,39 0,16
0,8 0,82 0,76 0,69 0,63 0,56 0,49 0,42 0,35 0,28 0,18 0,04
1,0 0,50 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00
is} d IF''
При Re == —°---- < 105 С определяется по формуле £ === Сф + £0 к0-
Значение С<р определяется по табл. № 2, значение е0— по табл. № 3, значе-
ние £0 — по табл. № 4.
Вход в прямую трубу:
а) входная кромка трубы
выдвинута вперед
з
43
S
X
Li
ё
я
*5
S
43
to
б) коллектор кониче-
ский с борцовой
стенкой
Значение t, отнесенное к скорости потока в трубе, определяется по табл. №9. № 9
б/йэ
0 0,1 0,05 ОД 0,2 0,5 СО
0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 Значенг 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 ie С, отнес< 0,68 0,57 0,52 0,51 0,51 0,5 гнное к ско 0,80 0,66 0,55 0,52 0,51 0,5 эости пот 0,86 0,72 0,60 0,54 0,51 0,5 ока в трубе 0,92 0,78 0,66 0,57 0,52 0,5 :, определи 1 0,85 0,72 0,61 0,54 0,5 ется по тг 1 0,85 3 0,72 £ 0,61 g 0,54 S 0,5 | X m бл. № 10. g № 10 f
чаэ X Угол а, градусы §
0 10 20 30 40 60 100 140 180 к
0,025 0,05 0,075 0,10 0,15 0,60 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,47 0,45 0,42 0,39 0,37 0,27 0,45 0,41 0,35 0,32 0,27 0,18 0,43 0,36 0,30 0,25 0,20 0,13 0,41 0,33 0,26 0,22 0,16 0,11 0,40 0,30 0,23 0,18 0,-15 0,12 0,42 0,35 0,30 0,27 0,25 0,23 0,45 0,42 0,40 0,38 0,37 0,36 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0.50
Продолжение
№
по
пор.
Вид сопротивления
Значение коэффициента местного сопротивления £
Вход и выход из прямой
трубы через шайбу или пло-
скую решетку с острыми
краями отверстий:
а) шайба
отв — живое сечение отвер-
стия, jU2;
FT — поперечное сечение
трубы, ж2;
-’отв — диаметр отверстия, м
б) плоская решетка
f Гртв .
J F ’
1 т
/отв — площадь одного от-
верстия решетки или
шайбы, ж2;
Потв — периметр поперечного
сечения одного от-
верстия решетки или
шайбы, м\
Готв — живое сечение всех
отверстий, м2;
F-г—поперечное сечение
трубы, м2;
wOtb—средняя скорость по-
тока в отверстиях,
м/сек
Вход в прямую трубу и
выход из прямой трубы через
сетку из металлических про-
волок
/отв — живое сечение сетки,
м2-,
FT — поперечное сечение
трубы, л2;
Do—диаметр трубы, м
Для шайбы или плоской решетки при Re = w°^3 Ю® значение £, отне-
сенное к скорости потока в трубе wT, определяется по табл. № 11.
№ 11
^отвП 0,05 0,10 0,20 0,30 0,40 0,5 0,6 о,7 0,8 0,9 1,0
S при входе в трубу 1100 258 57 24 11 5,8 3,5 2,0 1,3 0,8 0,5
S при выходе из трубы 1140 280 67 30 15 9,0 6,2 3,9 2,7 1,8 1,0
Для
шайбы или плоской решетки
Re < 10s:
при
при выходе из трубы £ = + е0$ у?
Значение определяется по табл. № 2, значение е0 — по
ние £0 — по табл. № 4.
табл. №
3, значе-
где определяется как £ для сетки по табл. № 5 и 6.
ПРИКЛАДНАЯ ГИДРАВЛИКА Л ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Продолжение
№
по
пор.
Вид сопротивления
Значение коэффициента местного сопротивления С
VLZ
Внезапное расширение
Прн Re = —^-^-3,5-Ю3 значение £, отнесенное к скорости потока в мень-
шем сечении wB, определяется по табл. № 12.
№ 12
F0/Fi 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 . 0,4 0,3 0.2 о,1 0
0 0,01 0,04 0,09 0Д6 0,25 0,36 0,50 0,64 0,81 1
При Re = -W^3 в пределах от 10 до 3,5 103 значение $ определяется по
табл. № 13.
По — периметр меньшего по-
перечного сечения, м;
Fo— площадь меньшего по-
перечного сечения, м2;
Fi — площадь большего по-
перечного сечения, м2;
w0 — скорость потока в мень-
шем поперечном сече-
нии, м/сек;
wt — скорость потока в боль-
шем поперечном сече-
нии, м/сек
№ 13
Критерий Re
ю 20 30 40 50 ю2 2-Ю2 5.102 103 2-103 з-ю3 3,5-Ю3
0,1 3,10 3,00 2,40 2,15 1,95 1,70 '1,65 1,70 2,00 1,50 1,00 0,81
0,2 3,10 2,80 2,20 1,85 1,65 1,40 1,30 1,30 1,60 1,25 0,70 0,64
0,3 3,10 2,60 2,00 1,60 1,40 1,20 1.10 1,10 1,30 0,95 0,60 0,50
0,4 3,10 2,40 1,80 1,50 1,30 1,10 1,00 0,85 1,05 0,80 0,40 0,36
0,5 3,10 2,30 1,65 1,35 1,15 0,90 0,75 0,65 0,90 0,65 0,30 0,25
0,6 3,10 2,15 1,55 1,25 1,05 0,80 0.60 0,40 0,60 0,50 0,20 0,16
При Re от 1 до 8 £ = -=—.
Ке
Внезапное сужение
При Re — > 10< значение £, отнесенное к скорости потока в меньшем
сечении w0, определяется по табл. № 14.
№ 14
По—периметр меньшего по-
перечного сечения, м;
Fo — площадь меньшего по-
перечного сечения, м2;
Ft — площадь большего по-
перечного сечения, м2;
w0 — скорость потока в мень-
шем поперечном сече-
нии, м/сек;
Wi — скорость потока в боль-
шем поперечном сече-
нии, м/сек
№ 15
Fo/^i Критерий Re
10 20 30 40 50 ю2 2-102 5-Ю2 ю3 2-103 4-103 5-103 ю4 > ю4
0,1 5.0 3,20 .2,40 2,00 1,80 1,30. 1.04 0,82 0,64 0,50 0,80 0,75 0,50 0,45
0,2 5,0 3,10 2,30 1,84 1,62 1,20 0,95 0,70 0,50 0,40 0,60 0,60 0,40 0,40
0,3 5,0 2,95 2,15 1,70 1,50 1,10 0,85 0.60 0,44 0,30 0,55 0,55 0,35 0,35
0,4 5,0 2,80 2,00 1,60 1,40 1,00 0,78 0,50 0,35 0,25 0,45 0,50 0,30 0,30
0,5 5,0 2,70 1,80 1,46 1,30 0,90 0,65 0,42 0,30 0,20 0,40 0,42 0,25 0,25
0,6 При 5,0 Re с 2,60 )Т 1 д 1,70 о 8 1,35 £=- 1,20 27 Re ‘ 0,80 0,56 0,35 0,24 0,15 0,35 0,35 0,20 0,20
ПРИКЛАДНАЯ ГИДРАВЛИКА I ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ
со
Продолжение
№ по пор. Вид сопротивления 1 Значение коэффициента местного сопротивления t,
9 Диффузор конический в сети —а —*. 1 F, При симметричном поле скоростей значение £, отнесенное к скорости потока в меньшем сечении w0, определяется по формуле £ = Срасш + Стр- Значение Срасш определяется по табл. № 16. № 16
Угол а, градусы
Г° . - 4Г° da~ По М' По — периметр меньшего по- перечного сечения, м\ Fo — площадь меньшего по- перечного сечения, м2\ F,—площадь большего по- перечного сечения, м2\ w0 — скорость потока в мень- шем поперечном сече- нии, м/сек-, ни, —скорость потока в боль- шем поперечном сече- нии, м/сек 3 8 12 20 30 1 60 90 180
оо 20 10 5 1,7 Значение £ 0,03 0,03 0,03 0,02 0,01 тр при к 0,11 0,10 0,09 0,07 0,02 оэффици 0,19 0,16 0,15 0,12 0,03 енте Tpei 0,36 0,32 0,29 0,23 0,06 шя Л = 1 0,65 0,58 0,52 0,41 0,10 i,02 onpt 1,15 1,04 0,93 0,74 0,18 ;деляет« № 1 1,10 0,99 0,89 0,70 0,17. по таб 7 1,02 0,92 0,83 0,65 0,16 л. № 17.
Диффузор F1/FB Угол а, градусы
3 8 12 20
20 5 2,0 прямоугольж 0,10 0,10 0,07 )го сечеш 0,04 0,03 0,03 1я см. [1-2 0,03 0,02 0,02 ]- 0,01 0,01 0,01
10
Конфузор в сети (вход
с плавным сужением)
Значение £, отнесенное к скорости потока в меньшем сечении w0, опреде-
ляется по формуле £ = £суж Стр-
Значение £тр определяется по табл. № 17.
Значение Ссуж определяется по формуле Ссуж = С'------7^)’
Значение 'С/ определяется как g по табл. № 10.
11
Fo—плошадь меньшего по-
перечного сечения, м2;
F, — площадь большего по-
перечного сечения, м2',
По— периметр меньшего по-
перечного сечения, м
Тройник вытяжной {Fa =
= FC, а = 90°)
Лб, F„, Fc — площади попе-
речного сече-
ния бокового
ответвления,
прямого про-
хода и сборной
трубы, л2;
V& Уп> Ус — объемные рас-
ходы через бо-
ковое ответ-
вление, прямой
проход и сбор-
ную трубу, м3/ч;
®б> ®п> ®с—средние скоро-
сти потока
в боковом от-
ветвлении, пря-
мом проходе и
сборной трубе,
M<W» ,
Боковое ответвление:
Л _ Г ’’“'б _ г Р^с «
ьРб ~ 2 ~ 2 м2 '
где Сс.б — •
Значение А определяется по табл. № 18, значение С' — по табл. № 19.
№ 18
W'c 0—0.2 0.3—0,4 0,6 0,8 1,0
А 1,00 0,75 0,70 0,65 0,60
ПРИКЛАДНАЯ ГИДРАВЛИКА Я ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Продолжение
S3
co
№ по пор. Вид сопротивления
11 У ?б> £п — коэффициенты сопротивления бокового от- ветвления, при- веденные к ско- рости в этом ответвлении, и прямого про- хода, приведен- ные к скорости в проходе; £с. б» ?с. п — коэффициенты сопротивления бокового от- ветвления и прямого про- хода, приве- денные к ско- рости в сбор- ной трубе; у Сс. б Сс. б •
Еп Тр торо Ш ( Сс. п и>б 1 2 ’ Сс. п
ойник вытяжной, ГО Fn =/= Fc, см. [I СЧ | х О с| и *
Значение коэффициента местного сопротивления £
№ 19
VdVc F6/Fe
од 0,2 0,3- 0.4 0,6 0,8 1,0
0,2 3,80 0,72 0,17 —0,03 —0,17 —0,22 -0,30
0,3 9,20 2,27 1,00 0,58 0,27 0,15 —0,11
0,4 16,3 4,3 2,06 1,30 0,75 0,55 0,44
0,5 25,5 6,75 3,23 2,06 1,20 0,89 0,77
0,6 36,7 9,70 4,70 2,98 1,68 1,25 1,04
0,7 42,9 13,0 6,30 3,90 2,20 1,60 1,30
0,8 64,9 16,9 7,92 4,92 2,70 1,92 1,56
0,9 82,0 21,2 9,70 6,10 3,20 2,25 1,80
1,0 101,0 26,0 11,9 7,25 3,80 2,57 2,00
Проход:
2 2
pw‘ pwc Н
• Арп — Еп 2 = Ес.п 2~' ~м^
Значение Ес. п определяется по табл. № 20.
№ 20
0,0 o.l 0.2 0,3 0,4 o.s 0,6 0,7' 0,8 0,9 1,0
Ес. n 0 0,16 0,27 0,38 0,46 0,53 0,57 0,59 0,60 0,59 0,55
12
Тройник вытяжной (Р„ =
= FC, а =#90°)
Гб- Гп, Fc — площади попе-
речного сече-
ния бокового
ответвления,
прямого про-
хода и сбор-
ной трубы, л2;
Vq, ^п, Vc—объемные рас-
ходы через бо-
-ковое ответ-
вление, прямой
проход н сбор-
ную трубу, м3/ч;
w&, w„, wc — средние ско-
рости потока
в боковом от-
ветвлении, пря-
мом проходе и
сборной трубе,
м/сек-,
Ес. б, Ес. п — коэффициенты
сопротивления
бокового от-
ветвления и
прямого про-
хода, приведен-
ные к ско-
рости в сбор-
ной. трубе
Боковое ответвление:
2
ptt£
дЛ>=ес.бпг
Значение Ес. g определяется по табл. № 21.
№ 21
V6/Vc F6/Fc
0.1 | 0,2 | 0.3 I 0,4 | 0.6 0,8 | 1,0
0,1 0,21 —0,46 —0,57 0 5 —0,62 —0,63 —0,63
U,Z 3,10 0,37 —0,06 —0,20 —0,28 —о;зо —035
7,60 1,50 0,50 0,20 0,05 —0,08 —010
0,4 13,5 2,95 1,15 0,59 0,26 0,18 016
0,5 21,5 4,58 1,78 0,97 0,44 0^35 027
U,o 30,4 6,42 2,60 1,37 0,64 0,46 031
U,/ 41,3 8,50 3,40 1,77 0,76 0,50 040
O,o 53,8 11,5 4,22 2,14 0,85 0,53 045
o,y 58,0 14,2 5,30 2,58 0,89 0,52 040
L,U Проход: 83,7 17,3 6,33 2,92 0,89 0,39 6,27
н
&Pn — Cc.ii “ 2 m3
Значение »с.п определяется по табл. № 22.
№ 22
, F6/Fe
6/ c 0.1 0,2 0,3 0,4 0,6 0,8 ]-°
0,1 0,02 o.ll 0,13 0,15 0,16 0,17 0,17
0,2 —0,33 0,01 0,13 0,19 0,24 0,27 029
0,3 —1,10 —0,25 —0,01 0,10 0,22 0,30 0^35
0,4 —2,15 —0,75 —0,30 —0,05 0,17 0,26 0,36
0,5 —3,60 , —1,43 —0,70 —0,35 0,00 0,21 0,32
0,6 —5,40 —2,35 —1,25 —070 —020 006 0 9^
0,7 —7,60 —3,40 —1,95 —1,20 —0,50 —0,15 0,10
0,8 —10,1 -4,61 —2 74 —1 82 —090 043 n'i
0,9 —13,0 —6,02 —370 —2,55 —1,40 —0,80 —0,45
1,0 —}6,3 —7,70 -4,75 —3,35 —1,90 —1,17 —0,75
i
ПРИКЛАДНАЯ ГИДРАВЛИКА Я ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Продолжение
№ по пор. Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления £
13 Тройник приточный (Fn = = FZ, а = 15 ч-90°) 1/сЛ2^У/\П'п.Гп.Уп **Z- Л6 — высота сечения бокового ответ- вления, М", hc — высота сечения сборной трубы, лг, F6, Fn, Fc — площади попе- речного сече- ния бокового ответвления, прямого прохо- да и сборной трубы, м2; Иб, Ип, — объемные рас- ходы через бо- ковое ответвле- ние, прямой проход и сбор- ную трубу, М3/Ч‘, w„, wn, wc — средние скоро- сти потока в бо- ковом ответвле- нии, прямом Боковое ответвление: ри»с « А/>б = £с. 6 —%— Значение £с. б определяется по табл. № 23. № 23
™6/®с Угол а, градусы
15 30 45 60 90
см |со V/ е |« -Д-=1,о йс
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 8,0 10,0 1,о 0,65 0,38 0,20 0,09 0,07 0,12 0,24 0,46 1,10 7,20 14,1 23,2 34,2 62,0 98,0 1,0 0,70 0,46 0,31 0,25 0,27 0,36 0,70 0,80 1,52 7,40 14,2 23,5 34,5 62,7 98,3 1,0 0,75 0,60 0,50 0,51 0,58 0,74 0,98 1,30 2,16 7,80 14,8 23,8 35,0 63,0 98,6 1,0 0,84 0,76 0,65 0,80 1,00 1,23 1,54 1,98 3,00 8,10 15,0 24,0 35,0 63,0 99,0 1,0 1,04 1,16 1,35 1,64 2,00 2,44 2,96 3,54 4,60 9,00 16,0 25,0 36,0 64.0 100 1,0 1,01 1,05 1,15 1,32 1,45 1,60 1,77 1,95 2,45
проходе и сбор-
ной трубе,
м/сек;
Сс. б> Сс. п — коэффициенты
сопротивления
бокового ответ-
вления и пря-
мого прохода,
приведенные к
скорости в сбор-
ной трубе.
Тройник приточный, у ко-
торого > Ре, см. [1-2]
Проход:
аРп=&..пр^
2 м2
Значение £с. п определяется по табл. № 24 для а = 15 ч- 90° и Fn/Fc = 0ч- 1,0.
№ 24
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 1,0
Г sc. п 0,40 0,32 0,26 0,20 0,15 0,10 0,06 0,02 0,00
Для гладких стенок без учета потерь на трение и для Re > 2 • 105:
С = ЛВС
Значения А, В и С определяются по табл. № 25—27.
№ 25
Угол 0, градусы 0 20 30 45 60 90 но 130 150 180
л 0 0,31 0,45 0,60 0.78 1,00 1,13 1,20 1,28 1,40
№ 26
Л/4Э 1 2 4 6 8 10 30 50
В 0,21 0,15 0,11 0,09 0,07 0,07 0,04 0,03
ПРИКЛАДНАЯ ГИДРАВЛИКА ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ
№ 27
а/в 0,25 0,5 I 2 4 6 8
с 1.8 1.45 1.00 0,45 0,43 0,55 0,60
Значения £ для шероховатых стенок см. [Ь2].
Продолжение
to
№ по пор. Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления £
15 Колено с острыми кром- ками на повороте 2ав da — । -Л£ э а-\-в При Re = w°^a 4 • 104 g = ctp (без учета потерь на трение). Значения аир определяются по табл. № 28 и 29.
а/в 0,25 0,5 0,75 1,0 1.5 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 8,0
а 1,10 1,07 1,04 1,00 0,95 0,90 0,83 0,78 0,75 0,72 0,70 № 29
Угол 6, градусы 0 20 30 45 60 75 93 ПО 130 150 180
₽ 0 0.125 0,155 0,318 0,555 0,81 1,19 1,87 2,59 3,13 3,60
Другие варианты оформления колена см. [1-2].
Составное колено (90°)
квадратного сечения:
а) образованное из двух
колен по 45°
При Re > 2 • 105 значение £ (без учета потерь на трения) определяется по
табл. № 30.
17
№ 30
а!в 0 0,6 1,0 2,0 3,0 4,0 6,0
с 1,10 0,6 0,38 0,32 0,38 0,41 0,41
6) колен'^кГ'эд" И3 ТРеХ таб^51^ значение £ (без учета потерь на трение) определяется по
Z-образное колено квадрат-
ного сечения
№ 31
а!в 0 0,6 1,0 2,0 3,0 4,0 6,0
1 1,10 0,58 0,30 1,16 0,19 0,20 0,20
При Re > 200 600 значение £ (без учета потерь на трение) определяется по
табл. № 32.
№ 32
а/в 0 1.0 1 2,0 3,0 4,0 6,0
С 1,10 0,12 0,10 0,12 0,14 0,14
Для любого значения Re и гладких стенок (без учета потерь на трёние) £
определяется по табл. № 33.
№ 33
£/в 0 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1.8 2,0 2,4 3,2 5,0 7,0 10,0
с 0 0,62 0,90 1,61 2,63 3,61 4,01 4,22 4,18 3,65 3,2 2,92 2,70 2,45
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Продолжение
Вид сопротивления
Значение коэффициента местного сопротивления £
№
по
пор.
18
Z-образное колено квадрат-
ного сечения с плавным пе-
реходом
При Re > 2 • 105 (без учета потерь на трение) значение £ определяется по
табл. № 34.
19
13 Зак. 134
20
Фитинги на резьбе (отводы)
Компенсатор круглый ли-
рообразный
№ 34
а/в 0 I 2 3 6
с 0 0,15 0,15 0,16 0,16
При Re > 2 • 105 [1-8] значение I определяется по табл. № 35.
№ 35
Наименование отвода Условный проход, мм
12,5 25 37 50
а) Угольник 90° 2,2 2 1,6 1,1
Ь) Отвод 90°:
1,2 0,8 0,8 0,6
4-2 + 2.1 . . . . . 0,8 0,5 0,5 0,4
с) Отвод 180“ 1,2 0,7 0,7 0,6
d) Отвод 45° 0,7 0,4 0,3 0,2
Значение £ определяется по табл. № 36.
№ 36
D, мм 50 100 200 300 400 500
Компенсатор из гладкой трубы .... 1.7 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6
Компенсатор из трубы с фальцами . . — 2,2 2.5 2,8 3,1 3,5
X
X
w
о
ж
S
о
о
а
о
О
X
05
ГА
а
Продолжение
№ по пор. Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления £
21 Пробочный кран в цилин- дрической и прямоугольной трубе Значение С определяется по табл. № 37. № 37
Угол 6, градусы 5 10 20 30 40 50 82
Цилиндрическая труба Круглая труба 0,05 0,05 0,31 0,29 1,84 1,56 6,15 5,47 20,7 17,3 95,3 52,6 СО со
Вентили:
а) стандартный
При полном открытии значение £, отнесенное к скорости потока в трубе,
определяется по табл. № 38.
№ 38
D, мм 13 20 40 80 100 150 200 250 350
с 10,8 8,0 4,9 4,0 4,1 4,4 4,7 5,1 5,5
23
б) прямоточный
Поворотный (дроссельный)
клапан
При полном открытии t = 5,2 D 0,5 для диаметров от 25 до 250 мм и
Re>3-105.
Обычно значение £ определяется по табл. № 39.
№ 39
D, мм 25 38 50 65 76 100 125 150 200 250
1,04 0,85 0,79 0,65 0,60 0,50 0,46 0,42 0,36 0,32
При Re < 3 • 105 ? = а(3.
Значение р определяется как £ по табл. № 39, значение а — по табл. № 40.
№ 40
в) прямоточный с су-
женным ' сечением
седла
Re 5-Ю3 ю4 2-104 5-104 ю5 2-105 3-105
а Значение £ 1,40 | 1,07 определяется по 0,94 тарл. № | 0,88 41. 0,91 0,96 1 № 41
D, мм 60 80 100 150 200 250 300 350
с 2,7 2,4 2,2 1,86 1,65 1.5 1.4
Значение отнесенное к скорости потока w, определяется по табл. № 42.
№ 42
Угол 0, градусы 5 10 15 20 25 30 40 50 60 65 70 90
Прямоугольная труба 0,28 0,45 0,77 1,34 2,16 3,54 9,3 24,9 77,4 158 368 СО
Круглая труба . . 0,30 0,52 0,90 1,54 2,51 3,91 10,8 32,6 118 256 751 ОО
24 Захлопка Значение £, отнесенное к скорости потока w, определяется по табл. № 43. № 43
Со • Угол 0, градусы 20 25 - 30 35 < 40 50 60 70 75
с 1,7 2,3 3,2 4,6 6,6 14 30 62 90
ПРИКЛАДНАЯ ГИДРАВЛИКА ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Продолжение
Вид сопротивления
Значение коэфф ш.ента местного сопротивления £
№
по
пор.
25
Задвижка простая в круг-
лой трубе
Задвижка простая в трубе
прямоугольного сечения
Значение £, отнесенное к скорости потока в трубе, определяется по табл. № 44-
№ 44
h/D 0 0,2 0.3 0,4 0,5 0,6 0,7 0.8 0,9 1
£ оо 35 10 4,6 2,1 0,98 0,41 0,17 0,05 0
Значение отнесенное к скорости потока в трубе, определяется по табл. № 45.
№ 45
Л/в 0 0,2 0.3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
с со 44,5 17,8 8,1 4,0 2,1 0.95 0,39 0,1 0
27 Задвижки стандартные Значение £ при полностью открытой задвижке, отнесенное к скорости потока в трубе, определяется по табл. № 46. № 46
Условный проход, мм 19 25 32 38 50 100 175 200 300
с 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0.5 0,25 0,25 0,14
28 Клапан обратный и всасы- вающий клапан с сеткой Значение С, отнесенное к скорости потока во входном патрубке, определяется по табл. № 47. № 47
D, мм 40 70 ЮО 200 300 500 750
Обратный клапан . . 1,3 1,4 1,5 Всасывающий клапан 12 8,5 7,0 1,9 2,1 2,5 2,9 4,7 3,7 2,5 1.6
29 Клап а аны: ) тарельчатый нижнего напр< б без 1вления Для скорости потока w0 в проходном сечении трубы перед клапаном: С — а + Р Значение а определяется по табл. № 48, значение р — по табл. № 49. № 48
J
2 57? ——Do — та открь л/; V, e/D0 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 0,22 0,25
h — высс пана R 1ТТПП1 тия кла- ли МЫ ЯП- а 0,55 0,63 0,71 0,79 0,87 0,95 1,03 1,15 № 49
лотника, м\ Do — диаметр проходного се- чения трубы перед кла- паном, м\ •wQ — скорость потока в трубе перед клапаном, м/сек С0 оо С© Л/£>о 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 0,22 0,25
Р 15,5 10.8 7,9 6,05 4,78 3,87 3,2 2.4*
ПРИКЛАДНАЯ ГИДРАВЛИКА Я ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Продолжение
Вид сопротивления
Значение коэффициента местного сопротивления £
№
по
пор.
29
б) тарельчатый с ниж-
ним направлением
С определяется по формуле С = у« + у-,2 >
го;)
Значение а определяется по табл. № 48, значение у — по табл. № 50, значе-
ние р—по табл. № 51.
№ 50
Fn — живое сечение прохо-
да, м2;
Fq — 0,7850? — площадь се-
чения трубы перед кла-
паном, м2',
i — число направляющих
ребер;
S — ширина лапки напра-
вляющего ребра, м;
w0 — скорость потока в трубе
перед клапаном, м/сек
PnlFo 0,80 0,81 0,82 0,83 0,84 0,85 0,86 0,87
Y 1,6 1,48 1,36 1,23 1.14 1,02 0,92 0,80 № 51
Л/£>о 0,125 0,14 0,16 0,18 0,20 0,22 0,24 0,25
₽ 111 88,4 67,5 53,5 43,2 35,8 30 27,7
1 в) конусный с пл нижней пс ностыо 13 . оской верх- £ J £ определяется по формуле £ = 2,7-|-Р. Значения р определяются по табл. № 52. № 52
Л/£>0 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 0,22 0,24 0,25
С 6 L
% £ Я fwo л/ Р 6,0 3,0 1,4 0,5 —0,1 —0,5 —0,7 —0,9 —1.0
Значение £ определяется по табл. № 53.
г) конусный с конусо-
образной опорной
поверхностью
№ 53
MD0 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40
С 15,6 7,3 4,3 3,0 2,3 1.8 1,5
С определяется по формуле £ = 2'7-|-р.
Значения р определяются по табл. № 52.
ПРИКЛАДНАЯ ГИДРАВЛИКА fl ______________________ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ
1. ПРИКЛАДНАЯ ГИДРАВЛИКА
21. Коэффициент трения X для прямых труб при ламинарном .режиме
(Re<2300) не зависит от шероховатости и определяется по формуле:
) = —
Re
(Ь37)
В случае труб некруглого сечения Re определяется для эквивалентного
диаметра:
Re = -^5- (1-38)
Значения коэффициента А приведены в табл. 1-8.
Таблица 1-8
Значения коэффициента А в формуле (1-37)
Сечение трубы А
Круг Квадрат Равносторонний треугольник . . Кольцо Прямоугольник со сторонами айв: 64 57 53 96
а/в — 0,1 а/в = 0,2 а/в = 0,25 а/в = 0,33 а/в = 0,5 85 76 73 69 62
Значения коэффициента трения X для труб круглого сечения, рассчитанные
по формуле (1-37), приведены в табл. 1-9.
Таблица 1-9
Значения коэффициента трения к для труб круглого сечения при ламинарном
режиме [1-2]
Re 100 200 300 400 500 600 700 8)0 900 INK)
X 0.640 0,320 0,213 0,160 0,128 0,107 0,092 0,080 0,071 0,064
Re 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000
X 0,058 0,053 0,049 0,046 0,042 0,040 0,038 0,036 0,034 0,032
22. Давление, расходуемое на преодоление трения при изотермическом ла-
минарном движении потока в прямой трубе круглого сечения, может быть рас-
считано по формуле (1-32), а также'по формуле:
32p.Z.®Cp н
Д^тР = —
(1-39)
392
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Здесь р — вязкость, н сек/м2-, размерности остальных величин те же, что
и в формуле (1-32).
23. Различают три области турбулентного режима течения потока:
а) область гладкого трения (гидравлически гладкие трубы)—коэффициент
трения зависит только от Re [формулы (1-41) — (1-43) и (1-47)];
б) область шероховатого трения (гидравлически шероховатые трубы) —
коэффициент трения зависит только от шероховатости стенок и не зависит от
Re [формулы (1-44), (1-45) и (1-47)]; -
в) область переходная — коэффициент трения зависит и от Re и от шеро-
ховатости стенок [формулы (1-46) и (1-47)].
24. Характеристиками шероховатых труб являются абсолютная геометриче-
ская шероховатость е и относительная шероховатость А.
Абсолютная геометрическая шероховатость е представляет собой среднюю
высоту выступов (бугорков) на стенках трубы, измеренную в единицах длины.
Существует также понятие о гидравлической (эквивалентной) шероховатости,
которая определяется путем измерения сопротивления трубы при шероховатом
трении и расчета шероховатости по формуле (1-45).
Относительная шероховатость представляет собой отношение средней вы-
соты бугорков к эквивалентному диаметру трубы:
— р
(1-40)
“э
При определении относительной шероховатости можно руководствоваться
данными, приведенными в табл. 1-10.
Таблица 1-10
Ориентировочные средние значения шероховатости труб J1-2]
Наименование трубопровода е, мм
Стальные трубы Трубопроводы из новых цельнотянутых труб Трубопроводы из цельнотянутых и сварных встык труб при незначительной коррозии Старые заржавленные трубы Нефтепроводы при средних условиях эксплуатации . . Паропроводы перегретого пара и водяные теплопроводы при деаэрации и химической очистке подпиточной воды . . Паропроводы насыщенного пара и водяные теплопроводы при незначительных утечках воды (до 0,5%) и деаэрации подпиточной воды . . Паропроводы, работающие периодически, и кондеисатопро- воды с открытой системой возврата конденсата .... Воздухопроводы сжатого воздуха от поршневых компрессо- ров и турбокомпрессоров ...... Конденсатопроводы. работающие периодически, и водяные теплопроводы при отсутствии деаэрации и химической очистки воды и больших утечках из сети (до 3%) . . . Оцинкованные трубы (чистая оцинковка) новые Оцинкованные трубы (обычная оцинковка) новые .... Трубы из кровельной стали непроолифенные Трубы из кровельной стали проолифенные .... Трубы из других материалов Чистые цельнотянутые трубы из латуни, меди и свинца . . Алюминиевые технически гладкие трубы . .... Чугунные трубы новые 0,06—0,1 0,2 0,67 и выше 0,2 0,1 0,2 0,5 0,8 1,0 0,07—0,10 0,10—0,15 0,02—0,04 0,10—0,15 0 0015—0,01 0,015—0,06 0,25—1,0
393
I. ПРИКЛАДНАЯ ГИДРАВЛИКА
Продолжение
Наименование трубопровода
Чугунные трубы новые битумизированные
Чугунные трубы новые асфальтированные....................
Чугунные трубы водопроводные, бывшие в эксплуатации .
Чугунные трубы, сильно корродированные............. .
Бетонные трубы; хорошая поверхность с затиркой . . .
Бетонные трубы; грубая (шероховатая) поверхность . . .
Асбестоцементные трубы новые .... .........
Цементные трубы сглаженные....................... . . .
Цементные трубы необработанные.........................
Цементные трубы; цементный раствор в местах соединений
не сглажен.............................................
Штукатурка по металлической сетке......................
Каналы керамиковые глазурованные.......................
Шлакобетонные трубы ................... ...............
Шлако- и опилкоалебастровые плиты . . .........
Деревянные трубы; весьма тщательно остроганные доски .
Деревянные трубы; хорошо остроганные доски . . .
Деревянные трубы; неостроганные доски, хорошо пригнанные
Деревянные трубы; более грубые доски ...
Деревянные трубы из клепки.............
Фанерные трубы из хорошей березовой фанеры при попе-
речном расположении волокон............................
Фанерные трубы из хорошей березовой фанеры при продоль-
ном расположении волокон................. .............
Стеклянные трубы (чистое стекло) . . .
е. мм
0,10—0,15
0,12—0,30
1.4
до 3,0
0,3—0,8
3__g
0,05—0,10
0,3—0,8
1,0—2,0
1,9—6,4
10—15
1,4
1.5
1,0—1,5
0,15
0,30
0,70
1.0
0,6
0,12
0,03—0,05
0,0015—0,010
25. Расчет коэффициента трения X при турбулентном режиме (Re > 2300).
а) Область гладкого трения характеризуется тем, что выступы шерохова-
тости не выходят за пределы пограничного слоя.
Предельное (максимальное) значение Rern. пр, при котором шероховатость
стенки еще не сказывается на коэффициенте трения, для технических труб (не-
равномерная шероховатость) можно определить по формуле
(d \’/т
е) (И1)
или с точностью до 3—4%:
Иегл.пр^гзА (1-42)
Если фактическое значение Re меньше Re™, пр, то А определяется по фор-
мулам для гладких труб.
Предельные значения Re™, пр, вычисленные по формуле'(1-41), приведены
в табл. 1-11.
Таблица 1-11
Предельные значения Rerj]np, при которых шероховатость стенки не сказывается
на коэффицпенте трения
(нижняя граница переходной области)
die 300 400 600 800 1000 2000 4000 6000 8000 10000
^егл. пр * Ю 4,5 6,о 9,5 13 17 37 83 132 183 -30
394
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Коэффициент трения X для гладких труб зависит от величины критерия Re.
В пределах 2000<Re<4000 величину X можно, приближенно принять рав-
ной: Х = 0,032 при Re=2000; Х=0,036 при Re=3000; Х=0,041 при Re=4000.
При Re > 4000 расчет X для гидравлически гладких труб можно произво-
дить по формулам, предложенным рядом авторов. Максимальное расхождение
Рис. 1-9. Зависимость коэффициента трения X в технических
трубах от критерия Re при различной шероховатости стенок.
в величине X, рассчитанной по этим формулам, составляет всего лишь
3-4% [1-2].
На рис. 1-9 приведен график ВТИ для определения X.
Расчет X можно произвести по формуле Филоненко — Альтшуля для обла-
сти гладкого трения в пределах от Re=4000 до Rern. п₽ [1-2]:
Хгл = (1,8 lg Re—1,64)2 (МЗ)
Значения Хгл, вычисленные по этой формуле, приведены в табл. 1-12.
395
I. ПРИКЛАДНАЯ ГИДРАВЛИКА
Таблица 1-12
Коэффициент треиия Хгл для гидравлически гладких труб
(при Re > 4000; 11-2|
Re Re к гл Re
4000 0,041 30 000 0,024 800 000 0,012
5000 0,038 50 000 0,021 1 000 000 0,012
6 000 0,036 80 000 0,019 2 000 000 0,011
8 000 0,033 100 000 0,018 3000 000 0,010
10000 0,032 200 000 0,016 5 000 000 0,009
15 000 0,028 300 000 0,015 10000 000 0,008
20000 0.026 500 000 0,013
б> Начало области
чениями Re [1-8]:
шероховатого трения характеризуется следующими зна-
ReIuep » 220 (Ау/я
(1-44)
При Re > Еешер имеет место шероховатое треиие. Значения Remep, вычис-
ленные по формуле (1-44), приведены в табл. 1-13.
Таблица 1-13
Значения ^ешер. выше которых начинается область шероховатого трения
(верхняя граница переходной области)
die 100 200 400 600 800 1000 •’ООО 4000 6000 8000 10 000
Remep- IO’3 39 85 185 293 405 522 1 140 2 500 3 900 5 400 7 000
Коэффициент трения Л для шероховатых труб зависит только от
относи-
(1-45)
тельной шероховатости.
Расчетная формула [1-8]:
^шер
_______1_______
(Ш + 218 А)
где da — эквивалентный диаметр трубы; е — средняя высота выступов шерохо-
ватости (табл. 1-10).
Значения ХШер. вычисленные по формуле (1-45), приведены в табл. 1-14.
в) Значения критерия Re в переходной области находятся в пределах:
ИОгл. пр < Renep < Reinep
Здесь RerjJ, пр соответствует нижней границе переходной области — см.
формулы (1-41) или (1-42) и табл. 1-11; Reluep соответствует верхней границе
переходной области — см. формулу (1-44) и табл. 1-13.
Значения ЛПер в переходной области определяются в зависимости от кри-
терия Re и da/e по графику (рис. 1-9) или рассчитываются по формуле, дей-
ствительной в пределах = 0.00008 -=- 0,0125:
/ е 100 \о,25
Л"ер -0-1 (1,46rf;+’Rr)
(1-46)
396
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Таблица 1-14
Коэффициент трения для гидравлически шероховатых труб
(при Ке>Кешер)
аэ!е \пер аэ!е шер аэ!е ^шер
100 0,0379 1 100 0,0192 2 500 0,0159
200 0,0304 ’ 1200 0,0188 3000 0,0153
300 0,0269 1300 0,0184 3 500 0,0148
400 0,0249 1 400 0,0181 4 000 0,0144
500 0,0230 1 500 0,0178 5000 0,0137
600 0,0223 1600 0,0176 6000 0,0132
700 0,0216 1 700 0,0173 7000 0,0128
800 0,0207 1 800 0,0171 8 000 0,0125
900 0,0202 1900 0,0169 9 000 0,0122
1000 0,0197 2 000 0,0167 10 000 0,0120
Коэффициент трения ХПер, вычисленный по формуле (1-46), получается на
2—4% больше, чем определенный по рис. 1-9.
Значения Хпер, вычисленные по формуле (1-46), приведены в табл. 1-15.
Коэффициент трения Z,nep для переходной области
(ПРИ Чл. пр < Re < Reuiep)
Таблица 1-15
4э/е Критерий Re
4 000 6 000 10 000 40 000 ю5
100 0,049 0,046 0,043 0,040 0,038
125 0,047 0,044 0,041 0,037 0,035
165 0,046 0,042 0,039 0,034 0,033
250 0,044 0,040 0,036 0,031 0,030
500 0,042 0,038 0,034 0,027 0,026
1 000 0,042 0,037 0,032 0,025 0,023
1 250 0,040 0,036 0,032 0,024 0,022
20000 0,040 0,036 0,032 0,022 0,019
Другие расчетные формулы см. [1-2].
Если известна шероховатость труб, можно пользоваться графиком крите-
риальной зависимости:
Ей
-y- = f(Re) (1-47)
Здесь Ей — критерий Эйлера [формула (1-21)]; Re — критерий Рейнольдса
[формула (1-22)]; Г — -г-, где L — длина трубы, м; d3 — эквивалентный диа-
“э
мегр, .и.
Зависимость (1-47) представлена на рис. 1-10 [1-3].
26. Коэффициент трения К для армированных резиновых рукавов, гладких
решповых рукавов, труб из брезента, фанерных труб и пр. см. [1-2].
397
I. ПРИКЛАДНАЯ ГИДРАВЛИКА
Рис. НО. Зависимость отношения Eu/Г от критерия Re.
398
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ
27. При нсизотермическом течении, когда температура стенки трубы отли-
чается от температуры потока, для определения Д ртр следует умножить пра-
вую часть формулы (1-32) на поправочный коэффициент х [1-4].
Для ламинарного режима:
Qf>K Ргж
Иеж
(1-48)
Для турбулентного режима:
(1-49)
при турбулентном режиме расчет
Рис. 1-11. Схема коридорного (а) и
шахматного (б) расположения труб.
Здесь Rem, Prli(, Gr„< — критерии Рейнольдса, Прандтля и Грасгофа, вы-
численные по средней температуре жидкости; Ргст — критерий Прандтля, вы-
численный по средней температуре стенки трубы (стр. 555 и 557).
Так как для газов значение критерия Рг с изменением температуры прак-
тически остается постоянным, то поправочный коэффициент х для неизотерми-
ческого турбулентного газового потока равен единице.,
В случае труб некруглого сечения
Дртр производится с учетом формул
(1-41)—(1-46) для эквивалентного диа-
метра d3.
28. Давление, расходуемое на тре-
ние в змеевике:
^Рзм — х ДДпр (1-50)
где Арпр — давление, расходуемое на
трение в прямой трубе; Х = 1 4-3,54-^;
d—диаметр трубы, м; D — диаметр
витка, м.
Значения ReKp для змеевика см.
рис. 15.
29. Гидравлическое сопротивление
пучка труб при продольном омывании
(вдоль оси труб) рассчитывается по формулам для течения жидкостей или га-
зов по прямым трубам, причем вместо d подставляется da-
30. Гидравлическое сопротивление пучка труб при поперечном омывании
(перпендикулярно оси труб) рассчитывается по формуле (1-34):
шахматных пучков при ~ (рис. 1-11)
а) для
g= (44-6,6wt) Re-0,28
б) для шахматных пучков при ~
а а
£ = (5,4 4-3,4m) Re-0’28
в) для коридорных пучков (рис. 1-11)
, v \ — 0,23
C = (6 4-9m)^j Re"0-26
(1-51)
(1-52)
(1-53)
Здесь si — расстояние между осями труб поперек движения потока (по
ширине пучка); s2—расстояние между осями труб вдоль движения потока
(по глубине потока); d—наружный диаметр трубы; т — число рядов в пучке
в направлении движения.
399
I. ПРИКЛАДНАЯ ГИДРАВЛИКА
В формулах (1-51) — (1-53) скорость газа отнесена к самому узкому сече-
нию пучка; физические константы среды определены при средней температуре
потока
Формулы (1-51) — (1-53) включают коэффициенты сопротивления при угле
атаки ф = 90°. С уменьшением угла атаки коэффициенты сопротивления убы-
вают и Д/>ф = е Д/)90-:
Т, градусы 90 80 70 60 50 40 30 10
е ..... . 1 1 0,95 0,83 0,69 0,53 0,38 0,15
Другие расчетные формулы см. [1-2].
31. Гидравлическое сопротивление кожухотрубных теплообменников [1-5]
рассчитывается по следующей формуле:
X tig £
Здесь w — средние рабочие скорости в трубках или в межтрубном про-
странстве теплообменника, м/сек-, X, L, d3 — см. формулу (1-32); £—коэффи-
циенты местного сопротивления, значения которых приведены ниже.
5
Входная или выходная камера (удар или поворот) 1,5
Поворот (180°) из одной секции в другую через про-
межуточную камеру .............................. - 2,5
Вход в трубное пространство или выход из него . . 1
Вход в межтрубное пространство под углом 90° к ра-
бочему потоку ....................... .... 1,5
Поворот (180°) в U-обра.зных трубках............. 0,5
Поворот (180°) через колено в секционных бойлерах 2,0
Поворот (180°) через перегородку в межтрубном про-
странстве ............................... 1,5
Огибание перегородок, поддерживающих трубки . . 0,5
Выход из межтрубного пространства под углом 90° 1,0
Поворот (90°) в межтрубном пространстве . .1,0
32. Гидравлическое сопротивление насадок.
Наиболее распространенным типом насадок являются кольцевые насадки
(кольца Рашига), представляющие собой полые цилиндры. Размеры кольца
(цилиндра) обозначаются произведением dXhXb, где d—наружный диаметр мм;
h— высота, мм; 6— толщина стенки, мм. Обычно d=h.
Характеристика насадок приведена в табл. 1-16.
В СССР выпускаются кольца Рашига [О-6] преимущественно следующих
размеров: 8Х8Х1.5; 10X10X1,5; 15X15X2; 25X25X3; 35 X35X4; 50X50X5 мм.
В наибольшем количестве выпускаются кольца размером 25X 25 X3 мм.
Гидравлическое сопротивление слоя сухих насадок:
. ,, Н Рг№’д На ®фрг Н
Дрсух_л —- 4
Эквивалентный диаметр:
d3 = 4/?г — 4 -^5- м
3 г о
Действительная скорость;
®ф м
w* = —— ------
д ПСв сек
(1-55)
(1-56)
(1-57)
400
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Характеристика насадок [0-6, 1-6|
Таблица 1-16
Вид насадки Размеры элемента * насад си, леи Удельная поверх- ность о, м2/м3 Свободный объем VcB- м3/м3 Число штук в 1 м3 Насып- ная плот- ность насадки, кг!м*
Кольцевая насадка (кольца Рашига) при засыпке в навал:
керамическая . . 5Х5Х 1,0 1000 0,62 4000-Ю3 900
» . • 8Х8Х 1.5 550 0,65 1 280 • 103 850
» . . 10 X Ю X 1,8 440 0,69 700 • Ю3 750
» . . 12 X 12 X 1,8 360 0,67 390-103 800
» . . 15 X 15 X 2,0 310 0,71 210 103 700
» . . 20 X 20 х 2,2 240 0,73 95 • 103 650
» . . 25 X 25 х 3,0 195 0,75 46 • 103 600
» . . 30 X 30 X 3,5 165 0,76 25- 103 570
» . . 35 X 35 X 4 135 .0,78 185- 1С2 520
» . . 50 X 50 X 5 95 0,79 58- 102 500
» . . 60 X 60 х 6 78 0,78 3350 520
» . . 60 X 60 X 8 78 0,74 3300 630
70 х 70 X 7,0 72 0,78 2100 530
80 х 80 X 8,0 60 0,78 1 530 535
» . . 80 х 80 х Ю 60 0,77 1530 560
» . . 100 х юо х ю 44 0,81 750 450
» • . 120 X 120 X 12 35 0,82 450 420
стальная .... 8X8 Х'0,3 630 0,90 1 500 -103 750
» .... 10 х Ю X 0,5 500 0,88 770 103 950
» .... 12 X 12X0,5 400 0,90 440-103 800
» .... 15 X 15 X 0,5 350 0,92 230 103 660
» .... 18 X 18X 0,5 300 0,92 120- Ю3 640
» .... 25 X 25 X 0,3 220 0.97 52 103 240
» .... 25 X 25 X 0,8 220 0.92 50 • 103 640
» .... 35 X 35 X 1,0 160 0,93 19- Ю3 570
» .... 50 X 50 X 1,0 100 0,94 6 500 430
» .... 50 X 50 X 1,2 100 0,93 6 500 520
» .... 70 X 70 X 1,5 75 0,94 2 300 440
» .... 100 X 100 X 1,5 48 0,96 750 310
Гравий круглый . . 42 (56,8X40,8X29) 80 0,388 14 400 —
Андезит кусковой . 43,2 (54X43,7X32,6) 68 0,565 12600 1200
Кокс кусковой . . . 43,6 (52X40,3X35,5) 77 0,560 14 000 455
» » . . .’ 40,8 (47,6X41,5X33,4) 86 0,545 15250 585
» » ... 28,6 (35,6X28,8X21,2) НО 0,535 27 700 660
» » ... Катализатор синтеза аммиака (в кусоч- 24,4 (29,6X6,25X8,18) 120 0,532 64 800 600
ках) Катализатор конвер- сии СО (в таблет- 6,1 (8,25 6,25 • 3,8) 960 0,465 5200-103 2 420
ках) Катализатор сернокис- лотный (ванадие- d — 11,5; h » 6 460 0,38 1 085 • 103 1 100
вый) в таблетках . d = 11; h = 6,5 415 0,43 1 000 • Юз 614
401
I. ПРИКЛАДНАЯ ГИДРАВЛИКА
Здесь Н— высота слоя насадки, м; к' — коэффициент сопротивления на-
садки; рг — плотность газа, кг/м2-, шд — действительная скорость газа между
телами насадки, м/сек-, Шф — фиктивная скорость газа (отнесенная к полному
сечению незаполненного скруббера), м/сек-, о — удельная поверхность насадки,
м2/м3; УСв — свободный объем насадки, м3/м3-, Rr— гидравлический радиус на-
садки, м.
Коэффициент сопротивления А' является функцией критерия Rer для газо-
вого потока:
Rer
а>д<7эРг 4и)фрг
(1-58)
Рг рг0
Здесь рг — вязкость газа, н сек/м2; остальные обозначения см. форму-
лу (1-55).
Коэффициент трения А' для насадок можно определить:
а) по данным Жаворонкова [1-6] для насадки из беспорядочно засыпан-
ных колец (погрешность ±17%)
А' = 140 Re-1 (при Rer < 40) (1-59)
А'= 16 Re ~°’2 (при Rer > 40) (1-60)
б) по данным Кафарова и Бляхмана [0-6]
,, 400 Re0-85 (при Re < 80) (1-61)
70 Re0-45 (при 80 < Re < 400) (Ь62)
,, 16,5 (при Re > 400) (1-63)
” Re0,2
Определение А' для правильно уложенных насадок см. [0-2].
Истечение из отверстий и время опорожнения сосудов
33. При истечении сжатого пара или газа (воздуха), пренебрегая потерями
в насадке и при условии ро Ркр, скорость истечения можно определить по
следующим формулам [1-2]:
(1-64)
(1-65)
Здесь we — скорость газа в самом узком сечении насадка, м/сек-,
Ь— Ср л
к — ~с показатель адиабаты; ср, с„ — средняя теплоемкость газа при по-
стоянном давлении и постоянном объеме, дж/(кг град)-, Tt — абсолютная тем-
пература газа перед узким сечением насадка, °К; R — универсальная газовая
постоянная, равная 8314 дж/(кмоль • град); М — масса одной килограмм-моле-
кулы газа, кг/кмоль-, pi — плотность газа, кг/м3-, pt — давление, под которым
происходит истечение газа (до узкого .сечения насадка), н/м2-, р0— давление
среды, в которую происходит истечение газа, н/м2-, ркр — критическое давление
среды, при котором в узком сечении насадка скорость становится постоянной,
н/м2.
402
ИСТЕЧЕНИЕ ИЗ ОТВЕРСТИЙ И ВРЕМЯ ОПОРОЖНЕНИЯ СОСУДОВ
34. Критическое давление средП определяется по формуле:
fe
Лр-л(т|т)*_' £ <!•«>
где pi — давление, под действием которого происходит истечение (до узкого
сечения насадка), н/м2.
Показатель адиабаты k для газов колеблется в небольших пределах; соот-
ветственно и значение ркр находится в пределах от 0,53pi до 0,58pi. Так, на-
пример, для воздуха рКр=0,528рг, для насыщенного водяного пара рКр=
=0,577 рь для перегретого пара рКр=0,546 pi.
35. Массовый расход газа:
G — poWo/o кг/сек
где fo — узкое сечение насадка, м2.
При Ро < Ркр массовый расход газа постоянен и при данном значении pt
соответствует расходу при ркр:
1_________________
г ( \fe—i - / 2& kz .. о7\
°=ц*+т) -V Т+Тр‘р‘ 7^ (Ь67)
36. Расход и скорость истечения несжимаемой жидкости через отверстие в
дне сосуда, при постоянном уровне Н (рис. 1-12) и постоянных давлениях р>
Рис. 1-12. Свободное истечение
струи из круглого отверстия.
и р2 (при условии, что площадь сечения отверстия пренебрежимо мала по
сравнению с площадью сечения сосуда), определяются по формулам:
• Исек = а/01/Г2^//ист м3!сек
w = qV2gHH„ Mj сек
f = е/ 0 м2
(1-68)
(1-69)
(1-70)
403
I. ПРИКЛАДНАЯ ГИДРАВЛИКА
где Усек — объемный расход, м3/сек; а — коэффициент расхода; /о —площадь
отверстия, м2; g — ускорение силы тяжести, м/сек2; Нясг — напор истечения, м;
w — скорость истечения, м/сек; ф — коэффициент скорости; f — площадь сжа-
того сечения струи, мг; е — коэффициент сжатия струи.
Напор истечения:
/7ИСТ = ЛГ
Р1—Р2
Р£
(1-71)
где /7—высота уровня жидкости, м; р\ — статическое давление (абсолютное)
в сосуде, н/м2; рг — статическое давление (абсолютное) в сжатом сечении струи,
Н;М2; р— плотность жидкости, кг/м3.
Если Р1=рг, то HUCt=H.
В случае истечения жидкости через боковое отверстие, при постоянном
уровне в сосуде (рис. 1-12), Н — расстояние от оси отверстия до верхнего
Рис. 1-14. Зависимость коэффициентов а, ф и
е для круглых отверстий в тонкой стенке от
критерия Re.
уровня жидкости. При истече-
нии под уровень (рис. 1-13) Н
представляет собой разность
между /7| и Н2. Расход опре-
деляется по формулам (1-68)
и (1-71), так как коэффициент
истечения в этом случае прак-
тически совпадает со значе-
нием а при свободном истече-
нии струп в атмосферу.
37. Коэффициент расхода
а при совершенном сжатии
(т. е. в том случае, когда рас-
стояние от стенок сосуда до
отверстия больше утроенной
длины соответствующей сторо-
ны отверстия) для малого от-
верстия в сосуде представляет
собой произведение коэффици-
ента скорости ф на коэффици-
ент сжатия струи в:
а = фъ (1-72)
Коэффициенты а, ф и е для малого отверстия зависят от его формы, тол-
щины и формы кромки, а также от критериев Рейнольдса, Вебера и Фруда[1-9]:
D ^теор^о 1^2^77ИСТ
Re = ---------------
V V
^теор^рР ^Qp2g77HCT
о а
Fr =
ж2 2/7
теор _ нет
^0
(1-73)
(1-74)
(1-75)
404
ИСТЕЧЕНИЕ ИЗ ОТВЕРСТИИ И ВРЕМЯ ОПОРОЖНЕНИЯ СОСУДОВ
Здесь Штеор — теоретическая скорость истечения, равная 1^2^/7ист. м/сек-,
do — диаметр отверстия, м; v — кинематический коэффициент вязкости, м2/сек;
//ист —напор истечения, м [формула (1-71)]; g— ускорение силы тяжести,
м/сек2; р—плотность жидкости, кг/м3; о — поверхностное натяжение жидко-
сти, н/м.
При значениях We>200 и Fr>10 начинается автомодельная область, т. е.
область, в которой коэффициенты а, <р и е не зависят от этих критериев. Для
подавляющего большинства случаев условие We>200 и Fr>10 соблюдается [1-9].
Для круглых отверстий в тонкой стенке зависимость коэффициентов а, ср
и е от критерия Re (для области автомодельной относительно критериев We и
Fr) показана на рис. 1-14 (рисунок составлен по опытным данным истечения
в воздух воды, нефти, нефтепродуктов, различных масел, глицерина, раствора
сахара и др.).
Коэффициенты расхода а для круглого отверстия в тонкой стенке (для
жидкостей любой вязкости и практически наиболее важной области значений
Re) приведены в табл. I-I7.
Таблица 1-17
Коэффициент расхода а для круглого отверстия в тонкой стенке
Re 1,5.104 2,5.104 5-Ю4 ю5 2,5-105 5-Ю5 10б
а 0,638 0,623 0,610 0,603 0,597 0,594 0,593
Для приближенных расчетов истечения в атмосферу маловязких жидкостей
через круглые и прямоугольные отверстия в тонкой стенке можно принимать
а=0,6ч-0,61; <р=0,97; е=0,62 — 0,63.
Для круглых и квадратных отверстий в тонкой вертикальной стенке коэф-
фициенты расхода а при истечении воды в атмосферу приведены в табл. 1-18
и 1-19 [1-10]
Таблица 1-18
Коэффициент расхода а при истечении воды через круглые отверстия
Напор в центре отверстия, м Диаметр отверстия, м
0,01 0,02 0,03 0,05 0,1 0,2 0,3
0,20 0,635 0,616 0,611 0,602 0,595 0,593 0,590
0,30 0,629 0,612 0,608 0,601 0,597 0,595 0,592
0,50 0,622 0,608 0,605 0,600 0,599 0,596 0,594
1,00 0,614 0,604 0,602 0,599 0,599 0,597 0,596
1,50 0,610 0,602. 0,601 0,598 0,598 0,596 0,596
2,00 0,608 0,601 0,600 0,598 0,598 0,596 0,596
3,00 0,605 0,599 0,598 0,597 0,597 0,596 0,595
6,00 0,600 0,597 0,596 0,596 0,596 0,595 0,594
30,00 0,593 0,592 0,592 0,592 0,592 0,592 0,592
405
I. ПРИКЛАДНАЯ ГИДРАВЛИКА
Таблица 1-19
Коэффициент расхода а при истечении воды через квадратные отверстия
Напор в центре отверстия, м Ширина отверстия, м
0,01 0,02 0,03 0,С6 0,12 0.18
0,20 0,648 0,624 0,617 0,605 0,598
0,30 0,636 0,619 0,613 0,605 0,601 0,599
0,50 0,628 0,618 0,610 0,605 0,602 0,601
1,00 0,620 0,610 0,607 0,605 0,604 0,603
1,50 0,618 0,609 0,606 0,604 0,603 0,602
2,00 0,614 0,608 0,605 0,604 0,603 0,602
3,00 0,611 ' 0,606 0,604 0,603 0,602 0,601
6,00 0,605 0,603 0,602 0,602 0,601 0,600
15,00 0,601 0,601 0,600 0,600 0,599 0,599
30,00 0,598 0,598 0,598 0,598 0,598 0,598
Для отверстий в тарелках конденсаторов смешения
практическими данными, помещенными в табл. 1-20 [1-11].
можно пользоваться
Таблица 1-20
Количество воды (в кг/ч), стекающей через одно отверстие в тарелках
конденсаторов смешения
Высота уровня воды, мм Диаметр отверстия, мм
2 3 4 5 6 7 8 9 10
10 4,75 9 17 27 38 52 68 86 106
15 5,20 11 20 31 47 64 83 105 130
30 7,46 16 29 45 . 65 87 100 149 184
40 8,50 18 34 53 77 104 136 172 233
50 9,67 24 . 38 59 86 120 153 192 242
200 19,88 42,4 76 119 171 227 300 402 497
38. Коэффициент расхода а при несовершенном сжатии (т. е. в том случае,
когда расстояние от стенок сосуда до отверстия меньше утроенной длины соот-
ветствующей стороны отверстия) [1-10]:
а) для круглых отверстий
«кр = а(1 +^1)
б) для прямоугольных отверстий
апр = а (1 + /<2)
(1-76)
(1-77)
Здесь Ki и Ki — коэффициенты, зависящие .от отношения площади отверстия
fo к площади резервуара ы (табл. 1-21).
406
ИСТЕЧЕНИЕ ИЗ ОТВЕРСТИИ И ВРЕМЯ ОПОРОЖНЕНИЯ СОСУДОВ
Таблица 1-21
Значения коэффициентов Kt и Кг
/,/« 0,05 0,01 0,15 6,2 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,5 0,55 0,6 0,7 0,8
к, 0,007 0,009 0,014 0,019 0,023 0,030 0,034 0,042 0,045 0,056 0,059 0,071 0,075 0,088 0,092 0,107 0,112 0,128 0,134 0,152 0,161 0,178 0,189 0,208 0,260 0,278 0,351 0,365
39. При истечении несжимаемых жидкостей через насадки (т. е. короткие
трубы длиной 3—4 диаметра, для Которых значение а максимально) расчет про-
изводится по формуле (1-71). Коэффициент расхода а зависит от формы и рас-
положения насадков, а также от значения Re.
В области Re > 10s коэффициент расхода а зависит в основном только от
формы насадков. Величины а для этой области приводятся ниже.
Рис. 1-15. Цилиндрический на-
ружный насадок.
Рис. 1-16. Цилиндрический
внутренний насадок.
ками (рис.
образуется
а) Цилиндрический наружный насадок длиной Z=(3-=-4)d с острыми кром-
' — 1-15). При истечении в атмосферу по линии х — х внутри насадка
вакуум:
рв = 0,75Нистр£ н/м2 (1-78)
такого насадка сплошным сечением на
Работа
при условии:
выходе возможна только
та Рат Риас
нст < 0,75Р£
где рат — атмосферное давление, н/м2; рнас—давление насыщенных паров жид-
кости, н/м2.
В этом случае коэффициент расхода а=<р=0,82, а коэффициент сопротивле-
ния (коэффициент потерь при входе в трубу) £=0,5 [1-12].
Если в насадок попадает воздух или
Рат Риас
0,75р^
то струя отрывается от стенок насадка и истечение происходит так же, как че-
рез отверстие в тонкой стенке. В этом случае коэффициент расхода а=0,62-ь 0.6.
40?
I. ПРИКЛАДНАЯ ГИДРАВЛИКА
В табл. 1-22 приводится зависимость а от lid.
Таблица 1-22
Зависимость коэффициента расхода а от отношения tjd
Ud 2-3 12 24 36 48 60
а 0,82 0,77 0,73 0,68 0,63 0,6
б) Цилиндрический
истечении в атмосферу
внутренний насадок длиной l~3d (рис. 1-16). Если при
Рат Риас
0,94pg
то насадок работает с полным заполнением на выходе. Для насадка с тонкими
заостренными стенками характерны следующие коэффициенты: е=1, а=<р=0,71,
£=1. В случае увеличения толщины стенки на входе до 6 ^>0,05 с/ внутренний
насадок работает с теми же коэффициентами, что и внешний: а=0,82, £—0,5.
Если в насадок попадает воздух или
и _ Рат Риас
"нст > 0,94pg
то струя отрывается от стенок и насадок работает как отверстие с а—0,51.
При значениях lld<3 струя вытекает через насадок, не успевая прикос-
нуться к его стенкам. В этом случае а=0,51, q>=0,97, е=0,53 и £=0,06 [1-12].
Истечение из насадков других профилей, истечение через щели и пр.
см. [1-2].
40. При истечении через длинные трубы постоянного диаметра, работающие
полным сечением, сжатие струи на выходе отсутствует (е=1) и коэффициент
расхода системы аСИст численно равен коэффициенту скорости q> [1-12]:
1
асист — Ф
(1-79)
Здесь a — коэффициент кинетической энергии потока, представляющий собой
отношение действительной кинетической энергии, вычисленной по значениям
местных скоростей шм в сечении, к кинетической энергии, вычисленной по сред-
ней скорости шСр. Величина а зависит от закона распределения скоростей шм
по сечению. При ламинарном режиме a = 2; при турбулентном режиме
«=1,024-1,1 (в зависимости от критерия Re и шероховатости стенок). В расче-
тах для турбулентного режима в трубках обычно принимают а«1, в каналах
а» 1,1. Выражение S£ включает в себя все коэффициенты потерь, в том числе и
41. Если жидкость течет последовательно через трубы различных сечений,
то нужно все коэффициенты потерь относить к скоростному напору, соответ-
ствующему скорости истечения из выходного отверстия трубы, производя пере-
счет по формуле:
Ci-fcf-Jj-)2 (1-80)
где £, и fi — коэффициент местного сопротивления и площадь поперечного сече-
ния трубы в выходном отверстии; £2 и f2 — то же при другом сечении трубы.
408
ИСТЕЧЕНИЕ ИЗ ОТВЕРСТИЙ И ВРЕМЯ ОПОРОЖНЕНИЯ СОСУДОВ
42. Если истечение происходит через затопленное отверстие в покоящуюся
жидкость или жидкость, движущуюся со скоростью значительно меньшей, чем
скорость истечения:
^сист ~ Ф
1
(1-81)
Здесь в входят все коэффициенты потерь: на входе, по длине трубы,
местные сопротивления, на выходе из трубы.
43. Определение времени т, необходимого для опорожнения сосудов.
Коэффициент расхода а зависит от критерия Re и. следовательно, от напора
истечения //ист. Поэтому при опорожнении сосуда а изменяется и пренебречь
этим изменением в случае истечения жидкости с повышенной вязкостью нельзя.
Рис. 1-17. Истече-
ние под перемен-
ным уровнем.
Рис. 1-18. Выравнивание
уровней в сообщаю-
щихся сосудах.
В случае маловязкой жидкости (например, воды) Re и а за время истече-
ния изменяются незначительно (a = const). При этом возможны следующие
случаи.
а) Опорожнение сосудов с постоянным по высоте сечением при a=const и
постоянном притоке жидкости V0=const (рис. 1-17):
2F
(/77,
\ V h2 — v
(1-82)
где F — площадь поперечного сечения сосуда, л:2; a — коэффициент расхода; f —
площадь отверстия, м2; g— ускорение силы тяжести, м/сек2-, Hi и Н2— верхний
и нижний напоры истечения, м- Но— напор, который нужно было бы иметь
в сосуде, если бы из отверстия вытекала жидкость только в количестве Vo.
Но определяется по формуле:
Если приток Vo меньше количества жидкости, вытекающей при уровне Hlt
т. е. Vo < af V2gH; и, следовательно, H0<Hi, то уровень в сосуде будет по-
нижаться до величины, например, Н2 (в пределе он может снизиться до Но).
Если приток Vo > af K2g//2. то уровень жидкости в сосуде будет повы-
шаться до величины, нйпример, Нх (в пределе он может повыситься до На).
409
I. ПРИКЛАДНАЯ ГИДРАВЛИКА
Формула (1-82) справедлива как для снижения, так и для подъема уровня.
б) Опорожнение сосудов с постоянным по высоте сечением при а=const
и отсутствии притока жидкости (Vo=O).
При полном опорожнении (Т/2=0):
2/? утгх
afV2i
(1-84)
При частичном опорожнении (с уровня до ff2):
т = (VX - У7Г2) (1-85)
af V2g
в) Время изменения разности уровней в сообщающихся сосудах (рис. 1-18)
с Нх до Н2 при fi=const, F2=const и a=const:
где асист — коэффициент расхода системы с учетом всех потерь при течении
жидкости в трубе.
Одинаковый уровень в сосудах (рис. Н8) установится за время:
т. 2^/77, _
(^1 + расист//2g-
(1-87)
г) Опорожнение через отверстие цилиндрических сосудов (например, вагона-
цистерны) с горизонтальной осью (рис. 1-19), заполненных маловязкой жид-
Рис. 1-19. Схема слива из цистерны.
костью, .при условии одинакового давления над жидкостью в цистерне и в при-
емном сборнике.
Время полного опорожнения:
т=--------^==-(2R)^
-3 afVtg
Время опорожнения 1-й половины объема:
"Ч = —----------------------
3
(1-88)
(1-89)
410
АНОМАЛЬНЫЕ, ИЛИ НЕНЬЮТОНОВСКИЕ, ЖИДКОСТИ
Время опорожнения 2-й половины объема:
т2=1.—£=^ [(2/?)*-/?"•]
3 af У 2g
(1-90)
Здесь L — длина цистерны, м-, R — радиус цистерны; jh; « — коэффициент
расхода с учетом сопротивления насадка и запорного приспособления; f — пло-
щадь отверстия, jh2.
д) Опорожнение цистерны с горизонтальной осью (рис. 1-19) при условии
постоянного давления над поверхностью жидкости в цистерне Pi =const и давле-
ния в сборнике Рг, причем рх р2 (или, если истечение происходит по доста-
точно длинной трубе, когда разность уровней h низа цистерны и нижнего конца
сливной трубы не равна нулю):
4 / ..
= -----Нл5=-(2Л)
з Исист/ У 2^
или
V
т = ф--------- . _ (1-92)
«свстП^ 0,694/?
. Здесь L — длина цистерны, м; f — площадь сливного отверстия трубы, ai2;
/?— радиус цистерны, м; аСИст—суммарный коэффициент расхода сливной
трубы; V — объем цистерны, лг3; q> — коэффициент скорости (табл. 1-23).
Таблица Г-23
Значения коэффициента <р в формулах (1-91) и (1-92)
р pg 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,С
Ф 0 0,25 0,37 0,46 0,54 0,62 0,68 0,73 0,8 0,87 1,0
е) Опорожнение цистерны с горизонтальной осью в случае слива вязких
жидкостей через короткий патрубок.
Коэффициент расхода а зависит от кинематического коэффициента вяз-
кости v [М3]:
V, см2!сек .... 0,01—0,1 0,3 0,69 5,5 150 806
а................ 0,61 0,45 0,34 0,24 0,015 0,0034
При помощи приведенных коэффициентов расчет производится по формуле
(1-88) и для турбулентного и для ламинарного режимов.
Аномальные., или неньютоновские, жидкости [I -14]
44. Ньютоновскими называются жидкости, следующие закону Ньютона:
г> с- dw
P — pF—r—
dy
где P — сила трения между параллельно движущимися слоями жидкости, н;
ц — динамический коэффициент вязкости (ньютоновская вязкость), н • сек]м2\
F — площадь трения, м2; dwjdy— градиент скорости, мЦсек-м).
Для этих жидкостей:
где т — напряжение сдвига при ламинарном режиме течения жидкостей, н/м2.
411
I. ПРИКЛАДНАЯ ГИДРАВЛИКА
Ньютоновская вязкость р зависит только от природы вещества, его темпера-
туры и давления и не зависит от скорости сдвига и средней скорости по-
Pi с. 1-20. кривые тече-
ния для различных типов
реологически устойчи-
вых жидкостей:
тока.
На рис. 1-20 зависимость т от dw/dy представ-
ляет прямую линию, проходящую через начало коор-
динат и имеющую тангенс угла наклона, равный ц.
Уравнению (1-93) подчиняются все газы, а так-
же жидкости и растворы с небольшой молекуляр-
ной массой.
45. Аномальными, или неньютоновскими, назы-
ваются жидкости, не следующие закону Ньютона.
Эти жидкости подразделяются на три группы.
а) Неньютоновские жидкости (бингамовские пла-
стичные, псевдопластичные, дилатантные) с реологи-
ческими характеристиками, не зависящими от вре-
мени (устойчивые реологические характеристики).
Системы этой группы могут быть описаны рео-
логическими уравнениями.
б) Неньютоновские жидкости (тиксотропные,
7— ньютоновская жидкость;
2 —бингамовская пластичная
жидкость; 3 —псевдопластнч-
«ая жидкость; 4— дилатантная
жидкость.
реопектические), реологические характеристики ко-
торых зависят от времени (переменные реологиче-
ские характеристики).
Системы этой группы не могут быть описаны
простой реологической зависимостью.
в) Вязко-упругие жидкости, характеризующиеся свойствами как твердого
тела, так и жидкости и частично обладающие способностью к упругому восста-
новлению формы после снятия напряжения.
ХАРАКТЕРИСТИКА НЕНЬЮТОНОВСКИХ ЖИДКОСТЕЙ
46. Линия течения бингамовских пластичных жидкостей (рис. 1-20) пред-
ставляет собой прямую, пересекающую ось напряжения сдвига т на расстоя-
нии тПр от ее начала (тир — предельное напряжение сдвига). При т<тпр бин-
гамовская жидкость не течет, а при т>тпр возникает вязкое течение.
Реологическое уравнение для этой жидкости:
Т — Тпр = рпл ~ (1-94)
Ul/
где Цпл — пластическая вязкость.
По реологическим свойствам к бингамовским жидкостям очень близки такие
жидкости, как шламы, буровые растворы, масляные краски, зубные пасты, сточ-
ные грязи.
47. Для псевдопластичных жидкостей предел текучести не обнаруживается
(рис. 1-20). В отличие от пластичных они начинают течь при самых малых зна-
чениях т.
Зависимость между напряжением сдвига и скоростью в логарифмических
координатах часто оказывается линейной с тангенсом угла наклона в пределах
между нулем и единицей. При этом устанавливается эмпирическая функциональ-
ная зависимость в виде степенного закона:
т = k
dw 1"
dy /
(1-95)
где kun — постоянные для данной жидкости, причем k является мерой вяз-
кости (чем больше вязкость жидкости, тем больше значение fe), а п характери-
зует степень отклонения от ньютоновской жидкости.
412
АНОМАЛЬНЫЕ, ИЛИ НЕНЬЮТОНОВСКИЕ, ЖИДКОСТИ
Для каждой жидкости значение п приблизительно постоянно в довольно
широких пределах изменения скорости сдвига.
Вязкость псевдопластичных жидкостей, исходя из уравнения (1-95), можно
выразить через k и п:
dw .1 dn> \п~1 , „
k\dV) (-96)
Для этих жидкостей величина п меньше единицы и, следовательно, степень
(п— 1) отрицательна, что предопределяет уменьшение вязкости с увепичением
скорости сдвига. Так, на рис. 1-20'показано, что вязкость псевдопластичных жид-
костей изменяется от цПс0 при т = 0 до йпсиз ПРИ т -> со.
К псевдопластичным жидкостям относятся суспензии, содержащие асим-
метричные частицы, и растворы полимеров, подобные производным целлюлозы.
48. Дилатантные жидкости не имеют предела текучести, но с увеличением
скорости сдвига их вязкость повышается (рис. 1-20). К этим жидкостям также
приложим степенной закон, однако показатель степени п с возрастанием ско-
рости сдвига увеличивается. В химической технологии дилатантные жидкости
встречаются редко.
49. Тиксотропными называются такие жидкости, структура которых разру-
шается при постоянной скорости деформации, а кажущаяся вязкость умень-
шается со временем. Таким образом, вязкость тиксотропных жидкостей зависит
и от продолжительности сдвига и от его скорости.
Тиксотропия более всего напоминает псевдопластичность, когда временем,
необходимым для связывания частиц, нельзя пренебречь.
50. Реопектические жидкости характеризуются тем, что им свойственно по-
стоянное структурообразование при сдвиге.
51. Вязко-упругие жидкости характеризуются способностью к упругому вос-
становлению формы и вязким течением. К таким жидкостям относятся, напри-
мер, смолы.
Следует иметь в виду, что реологические свойства каждой отдельной жид-
кости зависят от скорости сдвига. Так, жидкость, ведущая себя как бингамов-
ская в одном диапазоне сдвигов, в другом диапазоне становится псевдопластич-
пой, а при больших скоростях сдвига начинает проявлять свойства ньютоновской
жидкости.
ТЕЧЕНИЕ НЕНЬЮТОНОВСКИХ ЖИДКОСТЕЙ В КРУГЛЫХ ТРУБАХ
52. Неньютоновская жидкость (паста), поступающая в трубопровод из на-
соса, имеет разрушенную структуру. Перекачивание такой жидкости (пасты) ха-
рактеризуется постоянным расходом мощности, так как в результате интенсив-
ного механического воздействия она приобретает свойства, не зависящие от про-
должительности перекачивания. Кроме того, до поступления в насос жидкость
(паста) обычно обрабатывается в аппаратах с перемешивающими устройствами
[1-15], что также способствует изменению ее структуры.
Однако, если при перекачивании, например, тиксотропной жидкости насос бу-
дет остановлен на длительное время без опорожнения трубопровода, при после-
дующем пуске потребуется значительно большая мощность, необходимая для раз-
рушения структуры и возобновления течения жидкости (пасты) по трубопроводу.
Имеющиеся методы расчета течения неньютоновских жидкостей относятся
только к стационарному режиму.
53. Ламинарный режим течения неньютоновских жидкостей в прямых тру-
бах круглого сечения.
В литературе приводятся различные методы расчета ламинарного течения
реологически устойчивых жидкостей по прямым трубам круглого сечения. Для
инженерных расчетов целесообразно применять универсальный метод, пригодный
Для всех жидкостей.
413
I. ПРИКЛАДНАЯ ГИДРАВЛИКА
Наиболее общим является метод Метцнера и Рида, по которому коэффи-
циент трения Л для всех, жидкостей рассчитывается для ламинарного режима
течения по формуле: *
Л = W
где Re' — обобщенный критерий Рейнольдса.
В общем случае Re' определяется по формуле:
,л' „,2—п'
ГУ- ?',
k 8"
(1-97)
(1-98)
(1-99)
где d—диаметр трубопровода, м; wcv — средняя скорость жидкости, м/сек-,
р — плотность жидкости, кг/м3-, k' — показатель консистенции; п' — показатель
степени (постоянный или переменный).
С помощью степенного реологического закона, для которого величина п' по-
стоянна, величину Re' можно выразить в виде функции от k и п [формула
(1-95)]:
W2"" dnp
Dp/ _ СР И
£(6п + 2\л
8 \ п j
где k и и — постоянные.
Значения k и п определяются опытным путем и зависят от рода жидкости
и ее температуры, а для суспензии — от рода суспензии, ее температуры и кон-
центрации.
54. Турбулентный режим течения неньютоновских жидкостей в прямых тру-
бах круглого сечения.
Приведенная методика расчета гидравлического сопротивления при ламинар-
ном режиме применяется и при турбулентном течении неньютоновских жидко-
стей в гладких трубах.
Приближенная расчетная формула, предложенная Доджем и Метцнером:
A = c(Re')-m (1-100)
где Re' — обобщенный критерий Рейнольдса; с и т— функции величины п*
(табл. 1-24).
Таблица 1-24
Значения величии с и т в зависимости от п'
пг С т п* С т
0,2 0,259 0,349 0,8 0,305 0,263
0,3 0,274 0,325 1,0 0,311 0,250
0,4 0,285 0,307 1,4 0,322 0,231
0,6 0,295 0,281 2,0 0,331 0,213
Для расчета гидравлического сопротивления при турбулентном течении не-
ньютоновских жидкостей в шероховатых трубах предложена формула:
1 / Р\
= + (М01)
где R — радиус трубы; е — средний размер шероховатости.
Коэффициенты А' и В' являются функцией п'.
Подробные расчеты при турбулентном режиме течения неньютоновских жид-
костей, а также вопросы прессования и проката пластичных материалов
см. [1-14].
* В литературе применяется также коэффициент трения равный Л/4.
414
II. МАШИНЫ ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ
Насосы
1. Насосами называют гидравлические машины, предназначенные для пере-
мещения жидкостей и сообщения им энергии.
2. Характеристиками насоса являются производительность (или подача), на-
пор, к. п. д., расход мощности, коэффициент быстроходности.
3. Коэффициентом быстроходности рабочего колеса называется число обо-
ротов модельного одноступенчатого насоса, геометрически подобного данному,
размеры которого подобраны так, что насос развивает напор /7=1 м при по-
даче 0,075 м?/сек
Коэффициент быстроходности (удельное число оборотов модельного на-
соса) определяется по формуле:
3,65n VQ
”6 =---4------
УТР
(П-1)
где п — число оборотов данного насоса, об/мин-, Q — производительность насоса,
м3/сек (обычно при максимальном к. п. д.); для насоса с рабочим колесом двой-
ного всасывания принимают производительность по каталогу, уменьшенную
в два раза; Н — полный напор, м.
В случае перекачивания жидкостей ’различной плотности при постоянном
числе оборотов удельная быстроходность не изменяется.
Значения пс для различных машин [П-1]:
ротационные и поршневые . . 40
центробежные................ 40—300
диагональные (винтовые) . . . 300—600
осевые...................... 600—1200
об/мин
об/мин
об/мин
об/мин
При помощи коэффициента быстроходности, вычисленного по формуле
(П-1), можно определить тип машины, обеспечивающий заданные Q, Н и п.
4. Каждому типу насосов соответствует определенная область применения
Подробные данные о насосах, выпускаемых нашей промышленностью,
см. [П-2].
Центробежные лопастные иасосы
5. Полный напор, фактически развиваемый насосом (рис. П-2), определяется
формулой:
// —? + nt лсаПр м
г 6
(П-2)
415
II. МАШИНЫ ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ
где Н — полный напор, развиваемый насосом, в метрах столба перекачиваемой
жидкости; р2 и pi— давления на поверхность жидкости в пространстве нагнета-
ния н в пространстве всасывания, н/м2; р —- плотность перекачиваемой жидкости,
<г/л3; g — ускорение силы тяжести, м/сек2; Нг — геометрическая высота подь-
е.ма жидкости, м; /гСОпр — напор, затрачиваемый на преодоление всех сопротив-
лений во всасывающей и нагнетательной линиях (включая местное сопротивле-
ние выхода жидкости из трубопровода в пространство нагнетания), м.
Полный напор Н, развиваемый насосом, может быть выражен и другой
формулой:
Н
Рн Рве
pg
— W2BC
2Г~
(П-3)
где ри — давление в нагнетательном трубопроводе на выходе жидкости из на-
соса, н/м2; рвс—давление во всасывающем
в насос, н/м2; Но — вертикальное рас-
стояние между точками измерения дав-
лений Рн И Две, м; ши — скорость жид-
кости в нагнетательном трубопроводе,
м/сек; — скорость жидкости во вса-
сывающем трубопроводе, м/сек.
трубопроводе на входе жидкости
Рис. 11-2. Схема уста-
новки насоса.
Рис. П-1- Области приме-
нения водяных насосов раз-
личных типов.
6. Статический напор, создаваемый насосом:
/7 ==^!LZL£bc._|_/70 м
Pg
7. Связь между напором Н и давлением р:
P = PgH
(П-4)
(П-5)
где р —давление, создаваемое машиной (это давление измеряется как энергия,
которая сообщается 1 м3 жидкости, подаваемой машиной), н/м2; Н—напор,
создаваемый машиной, м.
8. Мощность на валу насоса:
1000ц
Q &р
т/п,,; - кет
1000ц
(П-6)
416
НАСОСЫ
где Q — объемная производительность (подача) насоса, м3/сек; р — плотность
жидкости, кг/м3; g — ускорение силы тяжести, м/сек3; /7 — полный напор, раз-
виваемый насосом, в метрах столба перекачиваемой жидкости; Др — полное
давление, развиваемое насосом, н/м2; Т) — общий к. п. д. центробежного насоса,
равный произведению т]ог]г'Г]м; т)о — объемный к. п. д., учитывающий перетекание
(утечки) жидкости из зоны большого давления в зону малого давления (для
современных крупных центробежных насосов т]0 = 0,96 4- 0,98, для малых и сред-
них насосов 0,854-0,95); т]г — гидравлический к. п. д., учитывающий гидравличе-
ское трение и вихреобразование (для современных насосов хорошего изготовле-
ния г]г=0,854-0,96, для малых насосов с плохой обработкой внутренних поверх-
ностей 0,84-0,85); т]м —общий механический к. п. д., учитывающий механиче-
ское трение в подшипниках и уплотнениях вала и гидравлическое трение нерабо-
чих поверхностей колес (для современных крупных центробежных насосов
т]м=0,92 4- 0,96).
Величина общего к. п. д. современного центробежного насоса 1]=»0,75 4-0,90
(иногда до 0,92).
Полный к. п. д. т] зависит от типа насоса и его производительности. С из-
менением режима работы насоса изменяется и величина его к. П. д.
Расчетные формулы для т]0 и т)й см. [II-1].
9. Мощность электродвигателя к насосу (расчетная):
М
Л'э —------- кет (П-7)
Т)пер9э
где N определяется по формуле (П-6); Г]пер— к. п. д. передачи; т]э — к. п. д. элек-
тродвигателя.
Обычно устанавливают электродвигатель большей мощности, чем расчетная
(с запасом на возможные перегрузки):
NyCT = [MV3 кет (П-8)
Коэффициент запаса мощности р определяется по табл. П-1. 10. При небольших колебаниях числа оборотов центробежного насоса (в пределах ~20%), т. е. Таблица П-1
в области малого изменения к. п. д., справедливы Коэффици приближенные соотношения: мощи для иеитробе> Qni=Qn~ (П-9) „9,квт Нп=Нп(^2 (П-10) }<i / /2i \3 —50 = <1М1) >5° гит запаса эсти р кных насосов р 2—1,5 1,5—1,2 1,2—1,15 1,1
где п и ni — число оборотов насоса, об/мин; Qn и Qn — подача при числах оборо-
тов п и П|, м3/сек; Нп и Н — полные напоры, развиваемые насосом при числах
оборотов п и ni, м; Nn и N—мощности, потребляемые насосом при числах
оборотов п и nj, кет.
Подробнее об отношениях , t,'1 и • при значительном измене-
V л, "л, '*л1
чип числа оборотов см. [П-1].
В каталоге [П-2] приводятся графические зависимости Q от Н, N и г| при
Различном числе оборотов.
14 Зак. 134
417
II. МАШИНЫ ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ
11. Высота всасывания определяется как разность давлений (в метрах
столба перекачиваемой жидкости) на уровне засасываемой жидкости и на
уровне горизонтальной оси насоса. Допустимая высота всасывания обусловли-
вается как величиной атмосферного давления, так и возможностью возникнове-
ния в некоторых зонах всасывающей линии явления кавитации [0-1, П-1].
Допустимая высота всасывания Двс может быть подсчитана по формуле:
Нвс ^б ^иас. п ^сопр ^кав (11-12)
Здесь Яс — атмосферное (барометрическое) давление в данной местности,
пересчитанное в метры столба перекачиваемой жидкости; hn&c п — давление на-
сыщенного пара всасываемой жидкости (при температуре всасывания), в метрах
столба перекачиваемой жидкости; /гСОПр — гидравлическое сопротивление всасы-
вающей линии, включая затрату энергии на сообщение скорости потоку жид-
кости, в метрах столба перекачиваемой жидкости; /гкав — кавитационная по-
правка:
йкав = 0,00123 (Qn2)2/s м (П-13)
Зависимость атмосферного давления от высоты над уровнем моря показана
в табл. П-2. Значения атмосферного давления на различной высоте, приведен-
ные к 0°С, см. иа стр. 25.
Таблица П-2
Зависимость атмосферного давления от высоты над уровнем моря
Высота над уровнем моря, м
200 300 400
700 800 | 900
1000 1200 1500 2000
Показание ба-
рометра,
мм рт. ст.
Атмосферное
давление Z/g-
м вод. ст.
760 751 742 733
10,3 10,2 10,1 9,9
724
9,8
716 707 699 690
9,7 9,6 9,5 9,4
682
9,3
674 658 635
9,2 8,9 8,6
598
8,1
Атмосферное давление, выраженное через метры столба жидкости с плот-
ностью рж, определяется по формуле:
,, „ 1000
Нб — ^6. ВОДЫ —“ (11-14)
Рж
где рж — плотность жидкости при данной температуре, кг/м3.
В справочных таблицах приводится гарантируемая заводами-изготовителя-
ми допустимая вакуумметрическая высота всасывания Ндля воды с тем-
пературой до 20° С при атмосферном давлении 10 м вод. ст. При /7в°" насос
работает вполне надежно и явления кавитации не наблюдаются. Однако, учи-
тывая возможные колебания в подаче, допустимую вакуумметрическую высоту
всасывания следует уменьшать на 1—1,5 м.
При данной высоте всасывания /7ва" допустимое расстояние по вертикали
от уровня перекачиваемой жидкости до горизонтальной оси насоса будет тем
больше, чем меньше потери /гСОпр во всасывающем трубопроводе.
12. Центробежные насосы не работают на самовсасывание, поэтому при
пуске необходимо удалять воздух из насоса и всасывающего трубопровода. Для
этого в верхней точке корпуса насоса имеется штуцер, к которому можно при-
соединить вакуум-насос, откачивающий воздух.
13. Расход мощности прямо пропорционален плотности жидкости. В ката-
логах обычно приводятся мощности электродвигателей, рассчитанные на пере-
качку воды, т. е. при рж=1000 кг/м3.
418
ВЕНТИЛЯТОРЫ
14. Вязкость жидкости влияет на развиваемый напор, подачу, к. п. д. и вы-
соту всасывания. Поэтому применение насосов, указанных в каталогах, для вяз-
ких жидкостей возможно лишь по согласованию с заводом-изготовителем.
15. Обычно скорости в трубопроводах принимаются меньшие, чем во вход-
ном и напорном патрубках; поэтому между насосом и трубопроводом необхо-
димо ставить переходные патрубки, сужающиеся по направлению к насосу (кон-
фузоры). Длина этих патрубке"
Д — k (iZ-pp dIiac) ЛГ
(П-15)
где dTp — диаметр трубопровода, jw; dHac — диаметр патрубка насоса, м; k — ко-
эффициент (обычно fe=5-=-7).
На всасывающем трубопроводе не должно быть воздушных мешков.
Вихревые насосы
16. Характерной особенностью вихревых насосов является возможность ра-
боты на самовсасывание. Для первоначального пуска корпус насоса заливают
жидкостью, после чего он может отсасывать воздух из всасывающего трубопро-
вода и откачивать жидкость. При остановках таких насосов жидкость из кор-
пуса не сливается, что обеспечивает всасывание сразу же после пуска. Следует
отметить, что высота самовсасывания обычно меньше допустимой вакуумметри-
ческой высоты всасывания насоса.
Шестеренные (роторные) насосы
17. Шестеренные насосы, в отличие от центробежных и вихревых, не могут
работать при закрытой напорной задвижке и должны быть снабжены предохра-
нительным клапаном. Предохранительный клапан обеспечивает перепуск перека-
чиваемой жидкости из нагнетательной камеры во всасывающую, если давление
нагнетания превышает определенную величину.
Подача роторного насоса зависит не только от числа его оборотов, но также
от давления нагнетания и от кинематического коэффициента вязкости перекачи-
ваемой жидкости.
Диафрагмовые всасывающие насосы
18. Диафрагмовые всасывающие насосы применяются, главным образом,
в сгустительных установках для перекачивания суспензий.
Вентиляторы
19. В химической промышленности применяются, главным образом, центро-
бежные вентиляторы.
20. Коэффициентом быстроходности принято считать число оборотов такого
вентилятора, который при режиме максимального к. п. д. подает 1 м3/сек газа,
создавая условное давление, равное 30 мм вод. ст.
Коэффициент быстроходности «с вентилятора, работающего на оптимальном
режиме, определяется по следующим формулам:
а) при выражении р0 в н/м{
n^Q
(П-16 а)
419
II. МАШИНЫ ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ
б) при выражении Ро в кгс/м2
nVQ
(П-16 б)
Здесь Q — производительность вентилятора, м3/сек; п — число оборотов,
об/мин; ро — давление, создаваемое вентилятором при стандартных условиях
(при температуре 20° С и давлении 760 мм рт. ст., т. е. при рв = 1,2 кг/м3).
Если Пе>100, то выгодно применять осевые вентиляторы, если п6<100 —
центробежные (при одностороннем всасывании) [П-3].
21. Давление, создаваемое вентилятором (рис. П-3), определяется по сле-
дующим формулам:
Р=(Л-Л) + ДРвс + Дрн + ^г-в 4г (П-17)
м
ИЛИ
/ ♦ 2 \ / 2 \
I WhPr\ I WrcPr\ Н .
«р = (рст.н + -у-В)-(рст.вс+-^-В) (П-18)
где pi — давление
н/м2; р? — давление
в пространстве, из которого вентилятор забирает воздух,
в пространстве, куда вентилятор подает воздух, н/м2; Дрвс
и Дрн — потери давления во всасывающей и нагнетатель-
ной линиях, н/м2; w — скорость воздуха на выходе из сети,
м/сек; Рст. в и Рст. ас — статические давления непосред-
ственно после вентилятора и до него, н/м2; wH и и-'ас —
скорости воздуха в нагнетательном и всасывающем трубо-
проводах, м/сек; рв — плотность воздуха, кг/м3.
Если вентилятор подает газ, отличающийся по плот-
ности от окружающего воздуха, то к правой части уравне-
ния (П-17) добавляется величина:
АРпод= (Рг — Рв)^ н/м2 (П-19)
где рг — плотность газа, подаваемого вентилятором, кг/м3;
г — разность высот точек всасывания и нагнетания, м.
22. Типы, размеры и характеристики центробежных вен-
тиляторов приводятся в специальных справочниках [П-3].
При выборе вентилятора следует иметь в виду, что по
ГОСТ ие разрешается использовать вентиляторы на расчет-
ном режиме при к. п. д. ниже 0,9 т]макс.
Каталоги обычно составляются для чистого воздуха
при стандартных условиях, т. е. при температуре 20° С,
давлении 760 мм рт.ст. и относительной влажности 50%.
Рис. П-3. Схема уста- 23. Выбор вентиляторов по каталогам ведется по зна-
новки вентилятора, чениям Q и р, найденным при гидравлическом расчете
сети. Следует иметь в виду, что в каталогах размерность
напора, развиваемого вентилятором, может быть дана не в единицах СИ, а в си-
стеме МКГСС (1 кгс/м2=9,8 н/м2).
Давление, развиваемое вентилятором, в каталогах часто обозначается бук-
вой Н (а не р).
При подборе вентиляторов по каталогам следует исходить из следующих
данных.
Производительность вентилятора
а) Для чистого и малозапыленного воздуха и для дымовых газов при.лю-
бой температуре:
Фтабл —' Qpacq
420
ВЕНТИЛЯТОРЫ
где Стае л — табличная производительность; 0расч— расчетный объем воздуха
при рабочих условиях.
б) Для пневмотранспорта с учетом подсосов:
Отабл — Орасч
Полное давление
а) Для чистого воздуха при стандартных условиях:
^табл г= ^расч
б) Для чистого газа и условий, отличающихся от стандартных (без учета
влажности газа):
_ 273-)-/ 760 рв
^табл - Л'расч ~~ (П-20)
Здесь Дтаол — напор, развиваемый вентилятором (табличное значение);
Драсч — расчетное сопротивление сети при перемещении чистого воздуха, имею-
щего плотность рв=1,2 кг/л3; t — темйература воздуха или газа, °C; ре — баро-
метрическое давление в месте установки вентилятора, мм рт. ст.; рг — плотность
газа при /=0° С и ре = 760 мм рт. ст.
Потери давления
Напор, теряемый на преодоление сил трения и местных сопротивлений при
перемещении воздуха с небольшим количеством механических примесей (в стан-
дартных условиях), можно определить по следующим формулам.
а) При выражении Др в единицах СИ: .
Др = Др'(1-|-/<ц)-|~/v^ н/м2 (П-21).
где Др' — потери давления в сети при перемещении чистого воздуха"
(рв = 1,2 кг/м2), н/м2; К. — эмпирический коэффициент (табл. П-3); jx — концен-
трация транспортируемого материала, кг материала!кг воздуха (табл. П-3);
/ — длина вертикального участка воздуховода, м; v — объемная концентрация
транспортируемого материала, кг материала/м? воздуха; g — ускорение силы тя-
жести, м/сек?.
Таблица П-3
Рекомендуемые концентрации ц и эмпирический коэффициент К для расчета потерь
напора в сети при перемещении воздуха с небольшим количеством механических
примесей JII-3J
Наименование материала Рекомендуемая концентрация р, кг материала кг воздуха Коэффициент К
ДЛЯ вертикальных и горизон- тальных участков воздуховода для приемного насадка для колена с направле- нием потока снизу вверх
Песок сухой 0,8—1,0 0,6 1,0 2,2
Глина молотая . . 0,8—1,0 0,6 1,0 2,2
Земля оборотная (горелая) 0,8—1,0 0,6 1,0 2,2 .
Дробь чугунная ..... 0,8—1,0 0,8 0,4 2,0
Стружка чугунная .... 0,8—1,0 0,85 0,4 1,6
Пыль минеральная . . . — 1,0 — •—-
Опилки и стружка . 0,1—0,5 1,4 •— —
Хлопок .... 0,2—0,5 1,5—2,5 —, —
Шерсть 0,2—0,5 1,5—2,5
421
II. МАШИНЫ ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ
б) При выражении Др в системе МКГСС:
Др = Др' (1 +Л'ц) Zv кгс/м2 (П-22)
где Др' —потери давления в сети при перемещении чистого воздуха (рв =
= 1,2 кг/л13), кгс/м-.
Мощность на колесе вентилятора
Мощность на колесе вентилятора рассчитывается по формуле (П-6), где
Н — полный напор в метрах столба газа. Если же вентилятор подбирается по
каталогу, в котором производительность фиат дана в м3/ч, а напор Якат —
в кгс/м2, то мощность определяется по формуле:
N
Qk&t^kqt
3600 • 10211
кет
(П-23)
где 11 — к. п. д. вентилятора, взятый из графика, приведенного в каталоге.
Установочная мощность электродвигателя
Установочная мощность рассчитывается по формуле:
Таблица II-4
Коэффициент запаса
МОЩНОСТИ |3
7V
Муст — РМ, = Р--------- квт
11пер
(П-24)
для центробежных вентиля-
торов
7УЭ, кет
<0,5
0,51—1
1,01—2
2,01—5
>5
1,5
1,3
1,2
1,15
1,1
где Д'э — расчетная мощность электродвигателя, кет;
N — мощность на колесе вентилятора [формула
(11-23)]; т]пер — к. п. д. передачи (если колесо венти-
лятора насаживается непосредственно на вал двига-
теля, то т)пер=1; для клиноременной передачи
т)пер = 0,95; для привода с плоскими ремнями т]Пер =
=0,9); р — коэффициент запаса, принимаемый для
центробежных вентиляторов по табл. П-4.
24. При транспортировании пыльного воздуха
рекомендуются следующие минимально допустимые
диаметры воздуховодов [П-3]; для мелкой сухой и
зернистой пыли 80 мм; для средней волокнистой
пыли (опилки, медная стружка, волокна хлопка, шерсть) 100 мм; для крупной
стружки 130 мм; для щепы 150 мм.
Подробнее о вентиляторах см. [11-3, П-4].
Компрессоры
25. Расчет мощности по формуле (П-6) можно производить лишь при
Др <0,1 ат (т. е. //<1000 мм вод. ст.), например, при расчете вентиляторов.
26. Если Др>0,1 ат, то расход мощности вычисляют по термодинамическим
уравнениям сжатия в зависимости от характера процесса (изотермический, адиа-
батический, политропический).
27. Теоретическая мощность, затрачиваемая одноступенчатым компрессором.
Расчетная формула:
2V = Tooo квт (П’25)
где G — количество засасываемого газа, кг/сек; L — теоретическая работа сжа-
тия 1 кг газа, определяемая в зависимости от характера процесса сжатия,
дж!кг.
422
КОМПРЕССОРЫ
При изотермическом сжатии (T’i = T'2):
Z-из = Pivi I" — дж/кг
Pi
При адиабатическом сжатии:
или
Дад — *2 — г1 дж/кг
(11-26)
дж/кг (П-27)
(П-28)
Температура газа в конце процесса адиабатического сжатия:
(П-29)
При политропическом сжатии 7-пол определяется по формуле (П-27), в ко-
торую вместо показателя адиабаты k подставляется показатель политропы т.
В этих формулах: Pi — давление всасывания, н/м2-, р2 — давление нагнета-
ния, н/м2-, Т\ — температура засасываемого газа, °К; Т2 — температура сжатого
газа, °К; k — показатель адиабаты (для воздуха 1,40); т — показатель поли-
тропы (для воздуха тп~1,25); О] — удельный объем засасываемого газа при
давлении Р\ и температуре Tj, м3/кг-, it— теплосодержание (энтальпия) засасы-
ваемого газа, дж/кг-, i2 — теплосодержание сжатого газа, дж/кг-, Р — газовая по-
стоянная, равная 8314/7И дж/(кг • град), 8314 — универсальная газовая постоян-
ная, дж/(кмоль • град); М — масса одной килограмм-молекулы, кг/кмоль.
28. Работа, теоретически затрачиваемая на одноступенчатое сжатие 1 м3
воздуха с начальным абсолютным давлением pi=l ат, рассчитывается по фор-
мулам (П-26) и (П-30). Расчетные данные приводятся в табл. П-5.
Таблица 11-5
Работа, затрачиваемая на одноступенчатое сжатие 1 м2- воздуха с начальным
абсолютным давлением />,=1 ат до давления р2
Верхний индекс у указывает конечную температуру сжатого воздуха /2 при
Г] = 10° С, нижний —при = С.
Механическая работа (теоретиче- ская), кдж/мь Абсолютное давление р2, ат
1,5 2 3 4 5 6 7 8 9 10
^ИЗ • • • 40 65 108 136 158 175 186 204 216 226
^•ад .... 42" 5Ь 68.6И ’ со 126117 168^’ 16Ь 200™ 230|“f 256“| 281“= 2Ь4 301™ 321^
29. Теоретическая величина работы, затрачиваемой многоступенчатым ком-
прессором при адиабатическом сжатии 1 кг газа от начального давления р\ до
конечного давления р2:
или
1 k
= zptVt j—j-
Аад = -|-Az2Д£*з-ф- ... -|-Д1Л дж/кг
дж/кг (П-30)
(П-31)
423
II. МАШИНЫ ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ
где z — число ступеней сжатия; Aii, Д12 ... — разности теплосодержаний газа для
ступеней 1, 2..., дж/кг.
30. Мощность, затрачиваемая компрессором в действительном цикле, назы-
вается индикаторной мощностью.
31. Для компрессора, работающего с охлаждением. газа, отношение наи-
меньшей теоретической мощности, т. е. мощности при изотермическом сжатии,
к индикаторной мощности (определяемой по индикаторной диаграмме) назы-
вается изотермическим к. п. д.:
" Пиз=-^- (П-32)
2V нид
Величину NK3 определяют по формулам (П-25) и (П-26). Величину NKhx,
если известно среднее индикаторное давление рИнд, определяют по формуле:
Sri
^инд= 60.1000 квт (П-33)
где i — число всасывающих сторон поршня; рИнд — величина среднего индика-
торного давления, определяемая по индикаторной диаграмме действующего ком-
прессора, н/м2-, F — площадь поршня, м2; S — ход поршня, м; п — число оборо-
тов, об/мин.
Изотермический к. п. д. 11из составляет в среднем 0,65—0,75.
32. Для компрессора, работающего без охлаждения газа, определяют адиа-
батический к. п. д. — отношение мощности при адиабатическом сжатии к индика-
торной мощности:
ЛГад
Чад = д)-- (П-34)
Величина Naa определяется с учетом формулы (П-27), NKIla— по форму-
ле (П-33).
Адиабатический к. п. д. т]ад составляет в среднем 0,93—0,97.
33. Мощность на валу компрессора называется эффективной мощностью.
Эффективная мощность больше индикаторной на величину механических потерь,
возникающих от трения поршневых колец о цилиндр:
N ИНД
A^=—(П-35)
Чм
где т)ы — механический к. п. д. компрессора (0,8—0,95).
34. Мощность электродвигателя (установочная) определяется с учетом его
к. п. д., а также к. п. д. передачи и принимается с запасом:
АГ эф
Муст — рМэ = f— — (П-36)
Inep'ls
где Р — коэффициент запаса мощности (1,1 ~1,15); т]пер — к. п. д. передачи
(~ 0,96-;-0,99) ; т]э — к. п. д. электродвигателя (~0,95).
. 35. Приближенно мощность электродвигателя можно определить по фор-
муле:
N
N3 — (1,1 -ь 1,15) ^2- (П-37)
где 1] — общий к. п. д. (~ 0,45 4- 0,62).
36. Расчет мощности компрессоров холодильных установок см. раздел XIII,
Подробнее расчет мощности см. [11-1].
37. Производительность поршневого компрессора простого действия опре-
деляется по формуле:
FSn
Q = Л DtT м"‘сек (П-38)
421
КОМПРЕССОРЫ
где F — площадь сечения поршня, м2; S — длина хода поршня, м; п — число обо-
ротов, об/мин-, X— коэффициент подачи, равный (0,8-=- 0,95) Хо.
Объемный к. п. д. компрессора:
Xq — 1
(П-39)
где е0 — отношение объема вредного пространства цилиндра к объему, описы-
ваемому поршнем; т — показатель политропы расширения газа, оставшегося во
вредном пространстве (т= 1,2-=-1,4).
38. Производительность многоступенчатого поршневого компрессора опре-
деляется производительностью первой ступени. Зависимость степени сжатия х от
числа ступеней:
(П-40)
где х— степень сжатия в каждой ступени; z — число ступеней; рн — давление
нагнетания в последней ступени; рвс — давление всасывания в первой ступени;
ф — коэффициент, учитывающий потери давления между ступенями (1,1 -=- 1,15).
Практически допустимая степень сжатия х=2,5-=-3,5.
Подробные данные о компрессорах, воздуходувках и вакуум-насосах
см. [П-5].
HI. ГИДРОДИНАМИКА ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
Осаждение под влиянием силы тяжести
СВОБОДНОЕ ОСАЖДЕНИЕ ОДИНОЧНОЙ ШАРООБРАЗНОЙ ТВЕРДОЙ ЧАСТИЦЫ
Графо-аналитический расчет
1. Расчет процесса осаждения одиночной шарообразной частицы под влия-
нием силы тяжести в неподвижной неограниченной жидкой среде при Аг<3,6,
или Ly<0,0022, или Re<0,2 можно осуществить с помощью формулы Стокса:
(Рт Рс) S
'ос = ж
(ПИ)
где Шос — скорость осаждения, м/сек-, dT— диаметр твердой шарообразной ча-
стицы, м; рт и рс — плотность твердых частиц и среды, кг/м\ р.с — динамиче-
ский коэффициент вязкости среды, н • сек/м2- g — ускорение силы тяжести,
м/сек2.
При Аг>3,6, или Ly>0,0022, или Re>0,2 расчет можно осуществить с по-
мощью номограммы (рис. II1-1), построенной по опытным данным [III-1] с ис-
пользованием критерия Лященко [Ш-2]. Соотношение между этими критериями:
Ar Ly = Re® (Ш-2)
Критерии выражаются следующими формулами.
Критерий Архимеда:
Re2 Рт-Рс </?(рт-рс)рс£
АГ ==-------------—------------------ (Ш-б)
Рг Рс Рс
Критерий Лященко:
Re3 р ®осРс
Ly = = Re Fr----S— = °с с . (Ш-4)
Аг Рт —Рс Рс(Рт — Рс)£
Критерий Рейнольдса:
Re = Woc^r = ^ос^тРс, (Ш-5)
vc рс
где vc — кинематический коэффициент вязкости среды, м2/сек.
Критерий Фруда:
w2
Fr = ^ (Ш-6)
2. При расчете процесса осаждения возможны, в зависимости от задания,
два варианта.
а) Если нужно найти скорость осаждения (витания) * шарообразной
* Скорость движения среды, равная скорости падения (осаждения) одиночной частицы,
называется скоростью витанля.
426
ОСАЖДЕНИЕ ПОД ВЛИЯНИЕМ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ
Ly
Рис. Ш-1. Зависимость критериев Ly и Re от критерия Аг для процесса
осаждения одиночной частицы в неподвижной среде:
1 и 6—шарообразные частицы; 2— округленные; 3 — угловатые; 4 — продолговатые;
б — пластинчатые.
427
III. ГИДРОДИНАМИКА ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
частицы заданного диаметра dT, го вычисляется величина критерия Аг по фор-
муле (IU-3), после чего определяется критерий Ly или Re по рис. II1-1. Затем
вычисляется скорость осаждения по формулам:
®ос =
Ly М-с (Рт — Pc) g
Рс
(Ш-7)
или
Re v,
W°z ~~ dT
б) Если необходимо найти диаметр шарообразной частицы dT по заданной
скорости осаждения и>ос, то вычисляется величина критерия Ly по формуле
(III-4), после чего определяется критерий Аг или Re по рис. 1II-1. Затем вы-
числяется диаметр шарообразной частицы по формулам:
(Ш-8)
или
d’r....
(Рт — Рс j Peg
Агр^
(Ш-9)
Revc
ат ——
W0c
(Ш-10)
Аналитический расчет (первый вариант)
3. Аналитический расчет процесса осаждения одиночной шарообразной ча-
стицы под влиянием силы тяжести можно осуществить с помощью следующих
уравнений.
а) При Аг<3,6, или Ly<0,0022, или 10-4<Re<0,2: *
При Аг<3,6, или Ly<0,0022, или 10-4<Re<0,2: *
А г
Re = = 0,056 Аг
1о
(Ш-11)
развернутом виде эта формула известна
(Ш-1).
под названием формулы
В
Стокса
В случае осаждения в газовой среде величиной
как рт Рг, где рг — плотность газа.
Для осаждения в газовой среде формула (III-1)
W°c “ 18рс
б) В пределах 3,6<Аг<100. или 0,0022<Ly<0,64, или 0.2<Re<4 хорошее
совпадение с опытными данными дает формула (III-22), что показано на
рис. III-2.
Ввиду того, что при проектировании химической аппаратуры довольно часто
приходится рассчитывать аппараты в пределах значений 0,2<Re<4, кроме фор-
мулы (III-22) предлагаются следующие уравнения:
Re = 0,0593 Аг0,92 (Ш-13)
Re = 4,97 Ly0,523 (Ш-14)
Ly = 2,085 • 10-4 Ar*>76 (III-15)
После нахождения величины Re значения wac или dT определяются по фор-
мулам (I1I-8) или (III-10).
рс можно пренебречь, так
принимает вид:
(Ш-12)
* При Re<10 ’ частицы насголько малы, что начинает сказываться броуновское Дви»
жение.
428
ОСАЖДЕНИЕ ПОД ВЛИЯНИЕМ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ
Рис. III-2. Сравнение расчетных формул для значений критерия Re в пре-
делах Re = 0,1-5-4:
7 —расчет по формуле (111-13); 2 —расчет по формуле (Ш-22); 3 — расчет по формуле (Ш-11);
4 — расчет по формуле (Ш-16). Опытные данные располагаются между кривыми 1 и 2.
в) При 100<Аг<84 • 103, или 0,64<Ly<l,5* 103, или 4<Re<500:
Re = 0,152 Ar0,715 (III-16)
Re = 5,18Ly0’625 (111-17)
Ly = 3,55 • 10~3Ar1,145 (111-18)
г) При Ar>84- 10s, или Ly>l,5-103, или Re>500:
Re= 1,74 Ar0-5 (III-19)
Re = 0,33 Ly (111-20)
Ly = 5,27Ar0.5 (111-21)
429
III. ГИДРОДИНАМИКА ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
</т.мл
Рис. 111-3. Номограмма для определения скорости осаждения одиночных
шарообразных частиц в неограниченном воздушном пространстве при
температуре 20°С и атмосферном давлении.
Пунктиром показана зависимость скорости осаждения от диаметра частиц по закону
Стокса. Сплошные линии построим по опытным данным.
430
ОСАЖДЕНИЕ ПОД ВЛИЯНИЕМ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ
Аг
18-1-0,61 КАг
(111-22)
Аналитический расчет (второй вариант)
4. Аналитический расчет скорости осаждения одиночной шарообразной ча-
стицы под влиянием силы тяжести можно осуществить с помощью интерполя-
ционной формулы Тодеса [II1-3]:
Rt
Эта формула применима для всех режимов обтекания твердой одиночной
шарообразной частицы (вплоть до кризиса обтекания).
5. Практически часто приходится рассчитывать скорость осаждения мелких
одиночных шарообразных частиц в воздухе при температуре 20° С и атмосфер-,
ном давлении. Для облегчения таких расчетов на рис. III-3 приводится номо-
грамма, составленная для этих условий.
Подробнее о других методах расчета см. [II1-2].
СВОБОДНОЕ ОСАЖДЕНИЕ ОДИНОЧНОЙ НЕШАРООБРАЗНОЙ ТВЕРДОЙ ЧАСТИЦЫ
6. Скорость свободного осаждения частицы неправильной формы всегда
меньше скорости осаждения эквивалентного по объему шара.
До сих пор еще нет надежных формул, учитывающих влияние формы ча-
стицы на процесс ее осаждения, да и форма отдельных частиц в производствен-
ных условиях непостоянна. Поэтому обычно скорость осаждения нешарообраз-
ных частиц определяют экспериментальным путем.
7. Приближенный расчет процесса осаждения нешарообразных частиц мож-
но выполнить следующим образом.
а) Если нужно найти скорость осаждения нешарообразиой частицы, то сна-
чала определяют эквивалентный диаметр частицы заданного объема V (влг3):
3/~g 3/~7Г
d3 = Л/ — V = 1,24 I/ — м (Ш-23)
9 Г Л У Рт
где М — масса частицы, кг; рт — плотность частицы, кг!мъ.
Затем вычисляют величину критерия Аг для da:
Аг = (Ш-24)
Нс
С помощью рис. III-1, исходя из величины Аг, находят значение критерия
Ly по кривой для шарообразной частицы, после чего вычисляют скорость осаж-
дения частицы нешарообразной формы:
®ос = <Р1 Ly Hc(PT-Pc)g. (Ш.25)
где ffii — коэффициент, учитывающий форму частицы.
Значения <рь определенные по опытным данным, приведены в табл. Ш-1.
Для приближенных расчетов величину (pi часто принимают равной 0,75 [0-2].
б) Если нужно определить размер частицы неправильной формы по задан-
ному значению скорости осаждения, то по формуле (Ш-4) вычисляют величину
критерия Ly. Далее с помощью рис. II1-1 по кривой для шарообразной частицы
находят величину критерия Аг, после чего вычисляют d„‘.
d9 = <p2]/ 7------Ц— (Ш-26)
V (Рт —Рс)РсД
где <р2 — коэффициент, учитывающий форму частицы.
Значения <рг, определенные по опытным данным, приведены в табл. Ш-2.
431
III. ГИДРОДИНАМИКА ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
Значения коэффициента ф, для частиц различной формы
Таблица Ш-1
Аг Форма частиц
шарообразная округленная угловатая продолговатая пластинчатая
15000 1 0,805 0,68 0,61 0,45
20 000 1 0,8 0,678 0,595 0,441
40000 1 0,79 0,672 0,59 0,433
100 000 1 0,755 0,65 0,564 0,42
200000 1 0,753 0,647 0,562 0,408
400 000 1 0,74 0,635 0,56 0,392
Значения коэффициента Фг для частиц различной формы
Таблица III- 2
Ly Форма частиц
шарообразная округленная угловатая продолговатая пластинчатая
13 1 — 2,09
130 1 1,21 1,495 1,865 2,92
260 1 1,34 1,64 2,03 3,34
580 1 1,44 1,7 2,18 3,68
2600 1 1,61 1,96 2,5 —
5000 1 1,76 — — —
СТЕСНЕННОЕ ОСАЖДЕНИЕ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ
8. Скорость стесненного осаждения твердых частиц (т. е. осаждения при
большой концентрации этих частиц) всегда меньше скорости свободного осаж-
дения.
0. Расчет скорости стесненного осаждения шарообразных твердых частиц
относительно стенок аппарата (т. е. относительно неподвижной системы коорди-
нат) можно осуществить по следующим формулам [0-2, II1-4].
При е>0,7:
Woe. СТ = «'осе2 • 10- Wl-e) (Ш-27)
При е 0,7:
0,123е3 „о,
«'ос. СТ-«’ос j с (Ш-28)
Здесь Woe. ст — скорость стесненного осаждения частиц относительно стенок
аппарата, м/сек-, woc — скорость свободного осаждения наименьших частиц, м/сек-,
е=Уж/(Рж + Рт)—объемная доля жидкости в суспензии (порозность); Ун: —
объем жидкости в суспензии, л:3; Ут — объем твердых частиц в суспензии, л»3.
432
ОСАЖДЕНИЕ ПОД ВЛИЯНИЕМ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ СИЛЫ
10. Для суспензии величина е может быть определена по формуле:
где х — массовая доля твердой фазы в суспензии, кг твердой фазы!кг суспензии-,
рт — плотность твердых частиц, кг/л3; рсусп — плотность суспензии, кг/л3.
Плотность суспензии можно рассчитать по формуле:
1 кг
Рсусп--------1 ~ "м3
х 1 — х м
Рт Рж
где рж — плотность чистой (осветленной) жидкости, кг/м*.
Осаждение под влиянием центробежной силы
11. Если на твердую частицу, плотность которой больше плотности среды,
действует центробежная сила, то частица будет осаждаться — двигаться в на-
правлении действия центробежной силы (радиально).
Скорость осаждения под действием центробежной силу определяется графо-
аналитически и аналитически так же, как и при осаждении под действием силы
тяжести, но с заменой в формулах ускорения силы тяжести g на ускорение поля
центробежных сил j и гравитационных критериев Аг и Ly на центробежные кри-
терии Аг,, и Еуц. .
Связь между критериями подобия при осаждении под действием центробеж-
ной силы:
AruLyu = Re3 (Ш-30)
Здесь Агц — центробежный критерий Архимеда:
. ^(Рт-•Рс)Р<7
Агц = т<- т , (Ш-31)
Рс
или
Агц=АгФ (Ш-32)
Lyu — центробежный критерий Лященко:
Ly„ = —, с . . (Ш-33)
МРт—Рс);
или
Ьуц = -^ (Ш-34)
В эти выражения входят: /=<о2г — ускорение поля центробежных сил,
м/сек?-, о — угловая скорость вращения, рад/сек-, г — расстояние от осп враще-
ния до центра тяжести частицы, м; <b—<£>2r/g— фактор разделения, представляю-
щий собой отношение ускорения центробежной силы к ускорению силы тяжести;
к’ос — скорость осаждения шарообразной частицы под действием центробеж-
ной силы, м/сек-, dT — диаметр шарообразной частицы, м-, рс — динамический
коэффициент вязкости среды, н-сек/м2-, рт—плотность частицы, кг/ж3; рс —
плотность среды, кг/м3.
433
III. ГИДРОДИНАМИКА ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
12. Расчетные формулы для осаждения в центробежном поле,
а) При Агц<3,6, или Еуц<0,0022, или 10“4<Re<0,2
или в развернутом виде: Агц Re = 1Q - = 0,056 Ar„ (111-35) 1о W°c = ---PisZ.Pc)" (Ш'36)
б) При 3,6<Arc<100, или 0,0022<Ly„<0,64, или 0,2<Re<4 справедливы
зависимости (Ш-13)—(III-15).
в) При 100<Агц<84 • 103, или 0,64<L,y4<l,5-103, или 4<Re<500 справед-
ливы зависимости (Ш-16) — (Ш-18).
г) При Агц>84-103, или Еуц>1,5-103, или Re>500 справедливы зависи-
мости (Ш-19) — (Ш-21).
13. Определение шос по величине Агц или dT по величине Ьуц — см. стр. 428.
При этом формулы (Ш-7) и (Ш-9) принимают следующий вид:
3/ LyuPc(PT —Рс)7
V Рс
АгцРс
(Рт Рс) Рс/
(Ш-37)
(III-38)
В отличие от осаждения твердых частиц в гравитационном поле скорость
осаждения в поле центробежных сил является величиной переменной, так как
с перемещением частицы по радиусу меняется н центробежное ускорение.
Течение газа, пара или жидкости через слой
зернистого материала
14. При течении потока газа, пара или жидкости снизу вверх через слой
свободно насыпанного материала наблюдаются следующие явления.
а) При малых скоростях потока частицы слоя неподвижны — происходит
как бы фильтрация газа (жидкости) через слой, который остается сплошным
вплоть до некоторой критической скорости потока шкр. Такой сплошной слой
может быть или неподвижным, или компактно перемещающимся.
б) При скорости большей чем шкр твердые частицы становятся подвиж-
ными и начинают перемещаться. Слой приобретает текучесть — наступает со-
стояние псевдоожижения. Это состояние может существовать при значениях ско-
рости потока от щкр до шу (шу — минимальная скорость, прн которой начи-
нается унос твердых частиц из аппарата).
НЕПОДВИЖНЫЙ ПЛОТНЫЙ СЛОЙ
Порозность слоя
15. Порозность зависит от способа загрузки материала, шероховатости и
формы частиц, отношения диаметра частиц к диаметру слоя и фракционного
состава частиц. Порозность полидисперсных слоев меньше, чем слоев из одина-
ковых зерен. Наименьшую порозность при беспорядочной засыпке дают шары.
Около стенок аппарата порозность обычно больше. Наиболее точно величина
порозности может быть определена не аналитически, а из опыта.
434
ТЕЧЕНИЕ ГАЗА, ПАРА ИЛИ ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ СЛОИ ЗЕРНИСТОГО МАТЕРИАЛА
---—-----------------------------------------1-------------------------
Порозность свободно насыпанного неподвижного слоя твердых частиц чис-
ленно равна свободному объему и может быть определена из выражения:
(Ш-39)
г о
где Vo — объем насыпанного слоя, м3; VT — объем, занимаемый только твердыми
частицами, м3.
16. Если через слой фильтруется жидкость то плотность слоя:
Рсл = (1 —ео)Рт + «оРс (Ш-40)
где рсл — средняя плотность слоя, состоящего из жидкости и твердых частиц,
кг)м3\ рт — плотность твердых частиц, кг/ж3; рс — плотность жидкости (сре-
ды) , кг/м3.
17. Порозность при фильтрации жидкости:
_ Рт Рсл
Рт Рс
(Ш-41)
18. Если через слой фильтруется газ или пар, то pTZ^>Pc и плотность рСл
можно приравнять к насыпной плотности рнас, т. е. к средней плотности всего
слоя неподвижных твердых частиц в газовой среде. Тогда для газовой среды:
__ Рнас
Рт
(Ш-42)
Обычно принимают порозность свободно насыпанного слоя твердых шаро-
образных частиц одинакового диаметра в пределах 0,38—0,42 (в среднем ~0,4).
В условиях реальной укладки частиц ео может колебаться в пределах 0,35—0,45
и больше [Ш-9].
Сопротивление слоя
19. Существует несколько расчетных формул для определения гидравличе-
ского сопротивления неподвижного слоя.
Ниже приводятся наиболее распространенные формулы Акопяна и Касат-
кина [0-1, О-2, П1-7, Ш-8] и Лева [0-5, Ш-6]. Следует иметь в виду, что для
слоев с широким фракционным составом частиц нельзя ожидать большой точ-
ности расчетных значений гидравлического сопротивления [Ш-5].
20. Формула Акопяна и Касаткина:
Ар,-— ^зер
"о
^зер
тофРс
2
С1 — £о)2 И
------3-----Ч>
(Ш-43)
где Др — перепад давления в слое, н/ж2; /-лер — коэффициент сопротивления
слоя; Но — высота слоя, ж; d3ep — средний диаметр частицы (зерна), м (для ча-
стиц неправильной формы dsep принимается по среднему ситовому составу; си-
стемы сит приведены в табл. Ш-3); Шф— фиктивная скорость (скорость филь-
трации) газа или жидкости, отнесенная к свободному сечению аппарата, м/сек-,
рс — плотность среды, кг/ж3; ео — порозность слоя; <р— коэффициент формы, за-
висящий от размеров и формы частиц [0-1]; этот коэффициент показывает, во
сколько раз площадь смоченной поверхности слоя, состоящего из данных частиц,
больше площади смоченной поверхности слоя, состоящего из шарообразных ча-
стиц (может быть найден только опытным путем).
435
III. ГИДРОДИНАМИКА ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
Системы сит
Таблица II1-3
По ГОСТ 2851-45, 3826-47, 3924-47, 3584 —53* Сита Тай- лера Бюро стандар- тов США LS-584 и ASME-11 Британский стандарт BS-410 : 1943 IMM *** Германский стандарт DIN-1171
№ сторона отверстия в свету, мм меш ** № сторона отверстия в свету, мм № сторона отверстия в свету, мм № сторона отверстия в свету, мм № ..сторона отверстия в свету, мм
— — 1 6,00
— — 3>/2 з>/4 5,66 — — — — — —
5 5 -—- -—— . — — — —- — —
— 4 4 4,76 — —
4 4 5 5 4,00 —. — — — .— —
— 6 6 3,36 — — — — — —
—- — — — -—- 5 3,353 — — -— —
3,3 3,3
. 7 7 2,83 -— .—- — —. 2 3,00
_— — — — — 6 2,812 —- — — —
2,8 2,8 — — — — 5 2,540 -— —
— — -— -— — 7 2,411 —_ — — —
— — — — — — — — — 2>/2 2,40
— ——. 8 8 2,38 —— —« — — — 1
2,3 2,3
—— — — .— 8 2,057 — -— -— —
2 2 9 10 2,00 — — — — 3 2,00
1,7 1,7 — — .— —~ —— —. — —«
— — 10 12 1,68 10 1,676 — — -—- —
— — — — — — —- 8 1,600 —
— —- — — —— — . 4 1,50
— — 12 14 1,41 12 1,405 — — — —
1,4 1,4 — —“ —_ — — — -—~ — —
.— — — .—. — —- — 10 1,270 — —•
1,2 1,2 14 16 1,19 14 1,204 — — 5 1,20
— — — — — — — 12 1,059 — —
—— —— — -—- —- —- -— -—- — 6 1,02
1 1,0 16 18 1,00 16 1,003 — — — —
085 0,85 .— .—- — 18 0,853 — — — —.
— -—. 20 20 0,84 — — — — — —
.—- — — — • — — 16 0,795 — ——
— 8 0,75
— — 24 25 0,71 — — — — — —
07 0,70 -—. — —- 22 0,699 .— — —- —-
— —— — — —. — — 20 0,635 .— —-
06 0,60 — — — 25 0,599 — — 10 0,60
— -— 28 30 0,59 — — — — — —
-—- . — — — — — — ——. 11 0,54
05 0,50 32 35 0,50 30 0,500 — — — —
— —. — — —- — -— — — 12 0,49
— — —- — —— —- — — —• 14 0,43
042 0,42 . 35 40 0,42 36 0,422 30 0,424 — —и
433
ТЕЧЕНИЕ ГАЗА, ПАРА ИЛИ ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ СЛОЙ ЗЕРНИСТОГО МАТЕРИАЛА
Продолжение
По ГОСТ 2851—45. 3826--47, 3924—47. 2584—53* Сита Тай- лера Бюро стандар- тов США LS-584 н ASME-11 Британский стандарт BS-410: 1943 IMM **» Г ерманский стандарт D1N-1171
№ сторона отверстия в свету, мм меш ** № сторона отверстия в свету, мм № сторона отверстия в свету, мм № сторона отверстия в свету, мм № сторона отверстия в свету, мм
. — — _ 16 0,385
0355 0,355 — — — — — — — — —
„ -—. 42 45 0,35 44 0,353 — — — —
— — — — — — — 40 0,317 — —
03 0,30 48 50 0,297 52 0,295 — — 20 0,300
025 0,25 60 60 0,25 60 0,251 50 0,254 24 0,25
021 0,21 65 70 0,21 72 0,211 60 0,211 — —
— — — — — — — — 30 0,20
018 0,18 80 80 0,177 85 0,178 70 0,180 — —
— —— — — — — -— 80 0,160 — —
015 0,15 100 100 0,149 100 0,152 — -— 40 0,150
— —- — — : — 90 0,139 — —
0125 0,125 115 120 0,125 120 0,124 100 0,127 — —
0105 0,105 150 140 0,105 150 0,104 120 0,104 50 0,120
— — 170 170 0,088 170 0,089 — — 60 0,102
— — — — — — — — — 70 0,088
0085 0,085 — — — —~ — 150 0,084 — —
0075 0,075 200 200 0,074 200 0,076 — —- 80 0,075
— — — — — 240 0,065 —— —. — —
0063 0,063 250 230 0,062 — — 200 0,063 —. —
-—. — — — — — — — — 100 0,060
0053 0,053 270 270 0,053 300 0,053 — — — —
—~ — 325 325 0,044 — — —— — — —
0042 0,042 — — — — — — — —. —
— — 400 400 0,037 — — — — — —
* В отечественной практике’ пылеприготовления сита часто характеризуют размером
отверстия сетки в микронах (без указания номера).
** Меш —число отверстий на линейный дюйм.
*** Институт горного дела и металлургии, Лондон (эта серия сит в большой мере заменена
британскими стандартами).
Опытным путем найдены следующие зависимости для Лзер.
При Re3Cp < 35:
, 220
зер“ Re3ep
Область 35<JRe3ep<70 является переходной.
При 70 < Re3ep -С 7000:
, 11,6
лзер — 4
ГКезер
(П1-44)
(111-45)
437
III. ГИДРОДИНАМИКА ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
При Re3ep > 7000:
Л3ер = const « 1,26
(111-46)
В условиях псевдоожижения значение Reaep практически не превышает
600—700.
21. Чтобы найти гидравлическое сопротивление неподвижного слоя необ-
ходимо произвести один опыт прн любой скорости потока и любой температуре
для зерен данного гранулометрического состава и рассчитать <р по следующим
формулам.
При Reaep < 35:
<р = 0,0091
Е0“зер
(1 — ео)2 ^0
ДР
РсЧ
Re3ep
(Ш-47)
При 70 Re3ep 7000:
<р= 0,173
.з d
е0 "зер
С1 £о)2 ^0
Ар
РсЧ
Re0-25
хсзер
(Ш-48)
Найдя значение <р, можно рассчитать гидравлическое сопротивление не-
подвижного слоя данного материала при любых условиях по уравнению (III-43).
В случае невозможности осуществления опыта для приближенной предвари-
тельной оценки (р, следует использовать характеристики материалов, приведен-
ные в табл. III-4.
Таблица II1-4
Коэффициент формы <р для зернистых материалов
(по данным различных исследователей)
Материал d3ep- мм <Р Материал d3ep, мм Ч>
Алюмосиликагель 0,15 4,1 Песок 0,418 3,65
0,25 3,05 0,589 1,05
0,4 1,79 0,71 1,26
2,5 5,46 0,94 1,04
3,5 3,7 Песок морской 0,374 1,9
4,5 7,05 0,556 4,76
Дробь свинцовая 1,35 1,2 1 4,15
Катализатор 4,41 4,1 Силикагель 0,18 6,3
5 2,5 0,296 5,5 .
5,23 3,28 Сталь 2 1
6,1 7,2 4 1
Насадка (кольцевая) 15X15X2(15) 52 Стекло органическое 2 1,15
25X25X3(25) 44 Уголь 1,5 2
Насадка стеклянная 5,75 55,5 Шарики полихлорви- 0,19 1,47
Песок 0,158 2,68 ниловые
0,18 2,5 Шарики стеклянные 0,21 2,63
0,247 1,07 0,452 1,57
0,25 3,06 0,569 1,5
0,27 1,2 2,287 1,8
0,29 1,21 5,2 3,66
438
ТЕЧЕНИЕ ГАЗА, ПАРА ИЛИ ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ СЛОИ ЗЕРНИСТОГО МАТЕРИАЛА
22. Формула Лена для слоя частиц произвольной формы при любом режиме
фильтрации:
Др = X — • --i-- Г-----------------ф3" "1 (III-49)
d3 2 L <=о J
Здесь Др—перепад давления в слое, н/м2-, X— коэффициент сопротивления,
зависящий от величины Re; Но — высота слоя, м; to — порозность слоя; рс —
плотность среды, кг/м3\ Шф— фиктивная скорость (скорость фильтрации),
Рнс. П1-4. Зависимость коэффициента сопротивления X и показателя
степени п от критерия Re:
/ — алоксит, окись магния, окись алюминия (сильная шероховатость); 2— алунд, глинозем
(средняя шероховатость); 3—фарфор, стекло (гладкие материалы).
м/сек-, ф — коэффициент формы; ds — эквивалентный диаметр частицы
т. е. диаметр шара с таким же объемом:
(зерна),
где V — объем одной частицы, /и3.
Для частиц правильной формы коэффициент ф рассчитывается по формуле:
Ф = 0,207— (Ш-51)
У 'з
где F — поверхность частицы, м2.
Для частиц неправильной формы непосредственный подсчет поверхности
практически невозможен [Ш-5]. Коэффициент формы для них обычно находят
опытным путем по определению гидравлического сопротивления слоя данных ча-
стиц при фильтрации в области Re<10, когда еще ие сказывается шерохова-
тость. В этом случае в формуле (II1-49) единственной неизвестной величиной
является ф. Рассчитанное по этой формуле значение ф может быть использовано
для данного материала в любых других условиях.
439
III. ГИДРОДИНАМИКА ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
Величина показателя степени п в формуле (Ш-49) зависит от критерия Re:
№Ф^эРс
Re =--------
Рс
(III-50)
где рс — вязкость среды, н сек/м1.
Зависимость п и X от критерия Re показана на рис. Ш-4.
При значениях Re<10 величина и=1; при значениях Re>10 величина п бе-
рется по рисунку.
Для режима, при котором Re>10, на рис. Ш-4 даются значения X в зави-
симости от шероховатости зерен.
Для приближенных расчетов можно оценивать влияние шероховатости ча-
стиц, относя их к материалам, соответствующим одной из трех линий на
рис. Ш-4. При более точных расчетах можно по лабораторным испытаниям по-
строить ветвь кривой для данного материала после определения коэффициента
формы из опыта в области Re<10.
23. Аналитические формулы см. [0-5, Ш-6].
24. При большом перепаде давления газа в слое расчет гидравлического со-
противления следует делать с учетом сжимаемости газа [Ш-6].
Фильтрационное перемешивание при прохождении через плотный слой зер-
нистого материала см. [Ш-5]. .
ДВИЖУЩИЙСЯ ПЛОТНЫЙ СЛОЙ
25. Движущийся (сползающий под действием силы тяжести) плотный слой
зернистых материалов можно наблюдать в бункерах, в течках циклонов, в ко-
лонных аппаратах (например, при гиперсорбции) и т. п. Порозность такого слоя
Рис. 1П-6. Поправочный коэффициент С2
для расчета гравитационного движения
зернистого материала в зависимости
от угла конусности 6 днища бункера и
соотношения диаметров отверстий и
частиц.
Рис. П1-5. Поправочный коэффи-
циент Сь учитывающий влияние сте-
нок на гравитационное движение зер-
нистого материала, в зависимости
от соотношения диаметров отверстий
и частиц.
близка к наибольшей возможной порозности плотного неподвижного слоя, так
как слой беспорядочно уложенных частиц может расширяться в начале дви-
жения.
26. Наиболее систематическое исследование движения плотного слоя само-
теком выполнено Раушем [Ш-5, Ш-6] для материалов, разнообразных по плот-
ности, форме и размеру частиц. Данные получены для труб диаметром
76—204 мм при выпускных отверстиях диаметром 1,6—51 мм. Отношение диа-
метра трубы к диаметру частиц изменялось в пределах 2,5—250.
440
ТЕЧЕНИЕ ГАЗА, ПАРА ИЛИ ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ СЛОИ ЗЕРНИСТОГО МАТЕРИАЛА
Опытные данные Рауша по истечению материала в воздух при нормальных
условиях описаны уравнением:
•т2'7>рнас/г
Ом. В = С,С2 Дт 7--------------- (111-52}
V tg Рв
где Ом. в — расход материала при истечении в воздух при нормальных условиях,
кг/сек-, С]—коэффициент, учитывающий влияние стенок (рис. Ш-5); С2 — коэф-
фициент, учитывающий влияние угла конусности 0 днища бункера ’(рис. Ш-6);
£>отв — диаметр отверстия или трубы, м; dT — диаметр твердых частиц, лц
Рнас — насыпная плотность, кг/л3; g — ускорение силы тяжести, м/сек?-, — угол
естественного откоса материала в воздухе, град.
Характеристика зернистых материалов, применявшихся в опытах Рауша,
приведена в табл. Ш-5.
Таблица III-5
Характеристика зернистых материалов, применявшихся в опытах Рауша
Материал Диаметр твердых частиц, мм Насыпная плотность, кг!м$ Порозность неподвижного слоя Угол естест- венного откоса при насыпании, градусы
Бобы соевые 7,66 765 0,344 39
Дробь свинцовая 1,27 6750 0,375 23
4,14 6600 0,418 30
6,35 6590 0,43 33
Катализатор шариковый 4,31 730 0,435 35
Песок морской 0,127 1360 0,442 35
0,18 1360 0,442 36
0,25 1370 0,447 36
0,50 1460 0,425 37
Порошок железный 0,127 2218 0,48 40
0,18 2250 0,48 40
0,25 2440 0,481 41
0,35 2380 0,48 42
Семена редиса 2,49 730 0,41 38
Шарики окиси алюминия 7,0 2070 0,384 34
11,35 2040 0-.331 38
15,0 2218 0,385 43
Шарики стальные 9,76 5020 . 0,355 33
12,7 4830 0,38 37
Шарики стеклянные 0,29 1470 0,386 26
5,20 1363 0,421 32
Для полидисперсного материала расчетный диаметр:
п
2^
= ------ (Ш-53)
I
г ;е /г — число узких фракций; d[ = ~\^did2 —диаметр частиц узкой фракции,
рассчитанный как среднее геометрическое из диаметров отверстий сит, между
которыми заключена эта фракция.
441
III. ГИДРОДИНАМИКА ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
27. Скорость истечения
определяется по формуле:
в иную среду, чем воздух нормальных параметров,
Ом
(Ш-54)
где рс — плотность среды, кг/м3-, рт — плотность твердых частиц, кг/м3; (3 и
рв — угол естественного откоса материала в данной среде и в воздухе соответ-
ственно, градусы.
Формула (Ш-54) пригодна для расчета расхода сыпучих материалов через
отверстия, вертикальные трубы и бункеры с коническим дном.
Фактическая скорость истечения будет близка к расчетной только для не-
слежавшихся сыпучих материалов. В практике эксплуатации следует избегать
условий, способствующих слеживанию (например, включение вибраторов при за-
крытых отверстиях для выпуска материала и пр.).
Подробнее о плотном слое см. [Ш-5].
ПСЕВДООЖИЖЕННЫЙ слои
Начало псевдоожижения и его критическая скорость в аппаратах
постоянного сечения
28. Если в аппаратах постоянного сечения (например, в цилиндрических) по-
степенно продувать через неподвижный слой все большие количества газа, то
слой значительно расширится еще
дела устойчивости плотного слоя);
до наступления критической скорости (пре-
при этом достигается максимально возмож-
ная порозность неподвижного слоя. За
пределами этой порозности, т. е. при еще
большем расходе газа, твердые частицы
уже перестают непрерывно касаться друг
друга и приобретают подвижность — слой
псевдоожижается.
Линия фильтрации неподвижного слоя
перед первым псевдоожижением на графи-
ке Др=/(Шф) образует петлю (линия ОАВС
на рис. Ш-7). При уменьшении скорости
о)ф от точки С к точке D, процесс идет
по линии CBD (без петли). При повторном
псевдоожижении, если материал сохранил
максимальное для плотного слоя расшире-
ние, пик давления (точка Я) будет отсут-
ствовать или же будет выражен слабо.
Пик давления около предела устойчи-
вости неподвижного слоя указывает на то,
что фильтрация через этот слой происходит
Рис. 111-7. Линии первого псевдо-
ожижения (ОАВС) и обратного
процесса (СВД) в аппаратах по-
стоянного сечения.
до перепада давления более высокого, чем перепад при установившемся псевдо-
ожижении. В зависимости от ряда факторов (величины сцепления частиц между
собой и со стенкой и пр.) псевдоожижение может начинаться либо одновременно
по всему слою, либо постепенно сверху вниз или снизу вверх.
29. В реальных слоях полидисперсных материалов и даже в слоях, состав-
ленных из узких фракций твердых частиц, наблюдается не одна критическая
скорость псевдоожижения, а критическая область скоростей фильтрации, в кото-
рой начинается и завершается переход от плотного слоя к слою, полностью
псевдоожиженному. Наличие критической области объясняется тем, что при ско-
ростях газа, соответствующих этой области, происходит фильтрация через круп-
ные фракции и одновременно псевдоожижение мелких фракций.
30. Имеется большое число формул для расчета критической скорости псев-
доожижения монодисперсных слоев, т. е. слоев, составленных из частиц одина-
442
ТЕЧЕНИЕ ГАЗА, ПАРА ИЛИ ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ СЛОИ ЗЕРНИСТОГО МАТЕРИАЛА
кового размера. Для полидисперсных слоев критическую скорость обычно опре-
деляют опытным путем.
Для приближенных расчетов критической скорости можно рекомендовать
формулы Тодеса и Романкова с сотрудниками.
31. Формула Тодеса с сотрудниками для шарообразных монодисперсных ча-
стиц [Ш-9].
Критическая скорость псевдоожижения определяется по уравнению:
Аг
Re“₽= —ГТ?
150
е3
где е — порозность псевдоожиженного слоя.
При беспорядочной засыпке слоя, если считать в среднем е=0,4, уравнение
(II1-55) принимает следующий вид:
Dp ______________—-
к₽ 1400 4-5,22/Аг
W кр^тРс
Здесь ReKp =--------; Аг —критерий Архимеда [формула (Ш-3)]; шНр —
М-с
критическая скорость псевдоожижения монодисперсных шарообразных частиц,
м/сек.
Формула (Ш-56) широко применяется для приближенных расчетов моно-
дисперсного слоя с погрешностью ±20%.
32. При псевдоожижении полидисперсного слоя затруднение вызывает выбор
среднего расчетного диаметра частиц с учетом различия их форм и размеров,
а также гранулометрического состава слоя. Неправильный выбор этого диаметра
может явиться источником значительных ошибок. Рекомендуется эквивалентный
диаметр частицы полидисперсного слоя определять экспериментально. Для этого
следует провести хотя бы один опыт со слоем данного материала 'и определить
фактическую скорость псевдоожижения и соответствующую ей порозность, после
чего с помощью уравнения (Ш-61) вычислить средний диаметр частицы, кото-
рый и принять для дальнейших расчетов.
Если эксперимент осуществить нельзя, то для приближенных расчетов экви-
валентный диаметр можно определить по следующим формулам.
Для частиц нешарообразной формы:
d3 = Ф м
---фактор формы; F — поверхность частицы, At2; V —
з
объем частицы, м3; dm = 1,24/К —диаметр шара, объем которого равен объ-
ему частицы, м.
Для полидисперсного слоя, состоящего из частиц разного диаметра:
= ~------ (Ш-58)
(111-55)
Аг
Аг
(Ш-56)
(111-57)
где
где п — число фракций; а,- — массовая доля i-й фракции; d{ — средний ситовой
размер i-й фракции (т. е. среднее между размерами проходного и непроход-
ного сит).
33. Формула Романкова с сотрудниками [Ш-10].
Критическая скорость псевдоожижения определяется по уравнению:
wKp . 0,1046
——- = 0,1175 — 00037з АгО.б
(III-59)
443
111. ГИДРОДИНАМИКА ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
Рис. Ш-8. Линия псевдо-
ожижения О АВС в аппа-
ратах конического сечения.
где Аг — критерий Архимеда; а>кР — критическая скорость псевдоожижения,
н)сек\ Ювит — скорость витания частицы, м!сек-. для нешарообразных частиц
определяется экспериментально, для шарообразных частиц — по формулам
(III-1)—(III-22).
34. В конических аппаратах скорость фильтрации неодинакова по высоте:
внизу (меньшее сечение конуса) скорость больше, вверху (большее сечение ко-
нуса) скорость меньше. Таким образом, в момент псевдоожижения слоя твердых
частиц, находящихся вверху, скорость газового потока внизу значительно больше
и, следовательно, средняя скорость в аппарате больше критической скорости для
верхнего слоя, что характеризуется большим пиком давления А на рис. II1-8.
Пик А в конических аппаратах значительно
больше, чем аналогичный пик при псевдоожиже-
нии предварительно слежавшегося слоя в аппара-
тах с постоянным сечением.
После достижения предела устойчивости плот-
ного слоя давление Др падает примерно до обыч-
ной величины, равной произведению насыпной
плотности слоя на его высоту; при этом Др, как
и гидростатическое давление на дно сосуда, не
зависит от формы сосуда. При дальнейшем уве-
личении расхода газа давление постепенно сни-
жается (а в аппаратах постоянного сечения
остается постоянным).
Снижение давления объясняется тем, что в
коническом аппарате высота слоя при увеличении
порозности возрастает медленнее, чем его объ-
ем. Свободная поверхность слоя имеет вогнутую
выше, чем в ядре. Подробнее о соотношении
Др/Др макс СМ. [Ш-5].
В зависимости от конструкции аппарата, свойств зернистого материала и
скорости фильтрации слой будет либо псевдоожижаться, либо фонтанировать.
35. Фонтанирующим слоем называется такой слой, в центральной приосевой
зоне которого проходит струя газа (жидкости); находящиеся в струе частицы
твердого материала движутся вверх в режиме пневмотранспорта (стр. 451),
а при выходе из слоя выпадают и опускаются в кольцевой зоне около стенки
аппарата.
В фонтанирующем слое происходит более интенсивная циркуляция твердых
частиц, чем в обычных псевдоожиженных слоях.
Максимальный перепад давления перед фонтанированием всегда меньше,
чем при псевдоожижении в коническо-цилиндрическом аппарате.
Подробнее о фонтанирующем слое и других случаях каналообразования
см. [111-5].
форму — в периферийной зоне
Развитый псевдоожиженный слой
Однородное и неоднородное псевдоожижение
36. Псевдоожиженный слой зернистого материала может существовать
в пределах следующих скоростей потока газа (пара, жидкости): от критической
скорости псевдоожижения иуКр до скорости потока к>у, при которой начинается
унос твердых частиц. При увеличении скорости потока от wKp до wy псевдоожи-
женный слой расширяется и порозность его повышается.
37. Однородное, или гомогенное, псевдоожижение характеризуется неизмен-
ным равномерным распределением ‘ твердых частиц в слое во всем диапазоне
скоростей движущегося потока от wKp до toy. Практически это можно наблю-
дать, приводя слой материала во взвешенное состояние потоком капельной жид-
кости, например, воды. Главным фактором, обеспечивающим при этом однород-
444
ТЕЧЕНИЕ ГАЗА, ПАРА ИЛИ ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ СЛОИ ЗЕРНИСТОГО МАТЕРИАЛА
ность слоя, является высокая смазывающая способность воды по сравнению
с газами. Однако при остроугольных частицах (осколках) возможно образова-
ние каналов даже в слое, приведенном во взвешенное состояние с помощью
воды.
38. Неоднородное, или негомогенное, псевдоожижение характеризуется не-
равномерным распределением твердых частиц в слое во всем диапазоне скоро-
стей движущегося потока от к.'кр до юу. Это можно наблюдать главным обра-
зом при псевдоожижении слоя твердых частиц газами. В этом случае происхо-
дит прорыв части газа через слой по каналам или в виде пузырей, причем вдали
от стенки аппарата пузыри увеличиваются в объеме по мере подъема через
слой, повышая тем самым, его неоднородность.
Скорость подъема пузырей (обычно<1 м/сек) ограничена и непосредственно
не связана со скоростью фильтрации газа [Ш-5].
39. На степень неоднородности слоя влияют форма и состояние поверхности
частиц, соотношение плотности твердых частиц и движущегося потока, диаметр
частиц, скорость и свойства потока, а также тип газораспределительного устрой-
ства, расстояние от рассматриваемого уровня слоя до решетки и пр.
Основные закономерности для псевдоожиженного слоя
40. Для ориентировочных расчетов среднего расширения слоев, псевдоожи-
женных жидкостями и газами, в зависимости от скорости фильтрации (исклю-
чая поршневой режим и вообще область сильных флуктуаций уровня) рекомен-
дуется интерполяционная формула Тодеса, Горошко и Розенбаума [Ш-5]:
£=p8Re + 0W)Q.2i (Ш60)
41. Для определения скорости фильтрации, обеспечивающей заданное рас-
ширение слоя, рекомендуется обобщенная формула (III-60):
Аге4’75
Re =------- . (Ш-61)
18 + 0,61 У Аге175
Формулы (Ш-60) и (111-61) получены для предела устойчивости слоя бес-
порядочно засыпанных округленных частиц с порозностью ео~О,4. Значения Аг
и Re см. формулы (Ш-3) и (Ш-5).
42. Скорость уноса из аппарата потоком газа (жидкости) твердых частиц
рассчитывается по тем же формулам, что и скорость свободного осаждения или
витания отдельной округленной частицы [формулы (Ш-1)—(Ш-25)].
Для расчета и>у часто применяется формула Тодеса: z
А г
Rev =------ Г_______ (Ш-62)
у 18+ 0,61/Аг
Эта формула получается из выражения (Ш-61), если подставить в него зна-
чение порозности е=1.
43. На рис. Ш-9 представлена графическая зависимость Ly=f(Ar, в) для
псевдоожиженного слоя [Ш-11] Рисунок позволяет определять скорость потока
w$, необходимую для достижения заданной порозности псевдоожиженного слоя,
состоящего из шарообразных частиц диаметром dT, а также решать обратную
задачу.
Характеристики псевдоожиженного слоя
44. Порозность псевдоожиженного слоя практически может быть определена
по формуле:
V у
е = 12. (1П.63)
г сл
445
HI. гидродинамика зернистых материалов
Рис. III-9. Зависимость Ly = / (Аг, е).
446
ТЕЧЕНИЕ ГАЗА, ПАРА ИЛИ ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ СЛОИ ЗЕРНИСТОГО МАТЕРИАЛА
где ГСл — объем псевдоожиженного слоя, л3; Ут— объем, занимаемый только
твердыми частицами, м3. »
45. Между высотой псевдоожиженного слоя и первоначальной высотой не-
подвижного слоя существует зависимость:
Н (1 — е) = На (1 — во) м (III-64)
где Н и е — высота и порозность псевдоожиженного слоя; Но и е0 — высота и
порозность исходного неподвижного слоя.
46. Псевдоожиженный слой часто характеризуют так называемым числом
псевдоожижения Ки>:
Re _ ®ф
,и,—
(III-65)
где и Re — фиктивная скорость потока в м/сек, отнесенная к полному сече-
нию аппарата, и соответствующий ей критерий Re; юкр и ReKp — критическая
скорость потока в м/сек, при которой неподвижный слой переходит в псевдо-
ожиженное состояние, и соответствующий ей критерий Re.
47. Интервал чисел псевдоожижения, в котором может существовать псевдо-
ожиженный слой:
(Кгу)макс _ Rey _ Wy
(Kw)Mml ~ReKp ~ wKp (
где ReKp — критерий Re, соответствующий критической скорости псевдоожиже-
ния [формула (111-56)]; Rey— критерий Re, соответствующий скорости уноса
одиночной частицы [формула (Ш-62)].
Определяя ReKP и Rey для монодисперсных слоев по формулам (Ш-56) и
(Ш-62), можно найти следующие зависимости.
Для очень мелких частиц или большой вязкости среды (Аг<20);
J-Ar
(Кумане ~ 18 ~ 8
(Кш)мин 1 дг (Ш-67)
1400
Для крупных частиц или малой вязкости среды (Аг > 104):
(Камаке ~ 6Т^АГ ~
(Кта)н||н ~ 1 1АД- ~ ’
5,22 ' Аг
(111-68)
Следовательно, для мелких частиц возможный интервал чисел псевдоожи-
жения оказывается больше, чем для крупных.
Для полидисперсных материалов интервал возможных чисел псевдоожиже-
ния меньше, чем, например, рассчитанный по формулам (Ш-67) и (Ш-68) для
средних диаметров частиц. Это объясняется тем, что начало уноса частиц из
аппарата определяется не средним их диаметром, а диаметром самых мелких
частиц слоя.
48. При широком диапазоне размеров частиц полидисперсного слоя может
оказаться, что щкр больших частиц будет выше, чем wy самых мелких ча-
стиц— поэтому унос мелких частиц наступит раньше, чем псевдоожижение
крупных.
49. Число псевдоожижения К» может служить критерием для сравнения
различных систем по интенсивности перемешивания частиц слоя. Рядом иссле-
дователей [Ш-7] установлено, что интенсивное перемешивание зерен в кипящем
слое осуществляется уже при Кш = 2. Оптимальные же числа псевдоожижения
447
III. ГИДРОДИНАМИКА ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
устанавливаются практически для каждого технологического процесса и могут
колебаться в значительных пределах.
Так, например, оптимальные числа псевдоожижения в процессе теплопере-
дачи от нагретой поверхности к кипящему слою для кварцевого песка
(рт~2600 кг/м3) [111-16]:
с1э, мк........ 140 198 215 428 515 650 1110
Kw ............. 12,5 7,5 6,8 2,7 2,26 1,98' 1,28
Здесь 4э = -------• где а,- — массовая доля i-й фракции, соответствую-
V £1
am di
1
щая ситовому размеру частиц d, (d; определяется как полусумма размеров про-
ходного и непроходного сит).
Следует иметь в виду, что при неоправданном увеличении Kw происходит
прорыв через псевдоожиженный слой крупных пузырей газа, которые могут за-
полнить все сечение аппарата; при этом устанавливается так называемое порш-
невое кипение слоя, что ухудшает контакт между фазами. Подробнее о факто-
рах, влияющих на устойчивость псевдоожижения, см. [III-5—1П-7].
50. Оптимальный режим кипящего слоя можно определить из критериаль-
ной зависимости:
ИеОпт = tn Аг"
(Ш-69)
Здесь ReOnT — значение критерия Re, при котором осуществляется оптималь-
ный режим процесса; т и п зависят от особенностей технологического про-
цесса.
Например, для обжига в печах с кипящим слоем оптимальный тепловой
режим, т. е. наибольшая теплоотдача, обеспечивается при следующей зависи-
мости гидродинамических параметров:
ReonT = 0,12 Аг0,5 (Ш-70)
Об оптимальном режиме для полидисперсных составов подробнее см. [111-16].
Гидравлическое сопротивление псевдоожиженного слоя
51. G момента перехода свободно лежащего неподвижного плотного слоя
зернистого материала в псевдоожиженное состояние гидравлическое сопротивле-
ние слоя (или перепад давления Дрсл в потоке, проходящем через псевдоожи-
женный слой); в аппаратах постоянного поперечного сечения и большого диа-
метра практически становится постоянным, не зависящим от расхода жидкости
(газа). При неизменном числе твердых частиц в слое Дрсл определяется по
формуле:
ДРсл = 77£(рт —рс)(1—-е)==//0£(рт —рс)(1—во) н/м2 (Ш-71)
где Н — высота кипящего слоя, м; Но — высота неподвижного слоя до псевдо-
ожижения, м; в — порозность кипящего слоя; е0 — порозность неподвижного
слоя до псевдоожижения; рт — плотность твердых частиц, кг/м3\ рс — плотность
среды, кг/м3.
Гидравлическое сопротивление газораспределительных решеток
52. При равномерном распределении псевдоожижающего агента живое сече-
ние всех отверстий , в решетке должно составлять от I до 6% от общего жи-
вого сечения аппарата постоянного сечения.
448
ТЕЧЕНИЕ ГАЗА, ПАРА ИЛИ ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ СЛОЙ ЗЕРНИСТОГО МАТЕРИАЛА
53. Гидравлическое сопротивление решетки можно определить по следующей
формуле [0-17]:
А п®отВРс<1-Ч’2> к
Арреш — (Ш-72)
где рс— плотность среды (газа), кг/м3-, <j> — доля живого сечения решетки (зна-
чение <р принимается равным 0,01—0,06); с — коэффициент сопротивления, зави-
сящий от отношения диаметра отверстия решетки йотв к ее толщине б и опре-
деляемый по рис. 111-10; Шотв=Шф/ф — скорость потока газа в отверстиях ре-
шетки, м)сек-, Шф — фиктивная скорость потока газа, отнесенная к полному
сечению аппарата, м/сек.
54. Часто применяются газораспределительные решетки провального типа.
В таких решетках при скоростях газа меньших, чем скорость витания наиболее
крупных частиц, наблюдается провал этих частиц
через отверстия решетки.
Для предотвращения провала частиц рекомен-
дуется скорость газа в отверстиях решетки прини-
мать в 5—6 раз больше, чем скорость витания наи-
более крупных частиц псевдоожиженного слоя.
Требования, предъявляемые к решеткам, см,
[111-5].
Среднее расходное время пребывания твердых частиц
в аппарате с псевдоожиженным слоем
55. Среднее время пребывания частиц в слое:
т0 = О”- сек (Ш-73)
Рис. 111-10. График для
определения коэффи-
циента с при расчете
гидравлического сопро-
тивления решетки.
где б,л— масса твердого материала, находящегося в слое, кг; — расход
твердого материала. кг!сек.
56. Время пребывания отдельных твердых частиц в слое может значительно
отличаться от среднего времени тв.
Если известно среднее расходное время т0 и задано некоторое время т (на-
пример, продолжительность какого-либо процесса, проводимого в псевдоожижен-
ном слое), то долю х частиц, время пребывания которых в слое не меньше, чем
т, можно определить по уравнению:
(Ш-74)
где е = 2,718...
Для получения равномерного распределения частиц по времени пребывания
в аппарате применяют несколько последовательно расположенных псевдоожи-
женных слоев — см. [III-1, III-15].
Унос материала из псевдоожиженного слоя
57. Практически рабочие скорости фильтрации через полидисперсный слой
превосходят скорость свободного витания мелких частиц, в результате чего про-
исходит унос мелких частиц из аппарата. Уносу способствует также выброс ча-
ci нц из псевдоожиженного слоя пузырями газа. Пузыри газа при выходе из
15 Зак. 134 лда
III. ГИДРОДИНАМИКА ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
слоя высоко подбрасывают твердые частицы и, если свободная высота над
слоем меньше высоты подбрасывания частиц, то эти частицы (даже крупные)
будут уноситься из аппарата.
Унос увеличивается с ростом неравномерности газового потока над псевдо-
ожиженным слоем, что может быть вызвано плохим газораспределительным
устройством (особенно при невысоком слое). Опытные данные показывают, что
увеличение свободного сечения решетки с 0,02 до 0,06, т. е. некоторое улучше-
ние равномерности газораспределения, втрое уменьшает унос [Ш-5].
58. Для количественного определения величины уноса из полидисперсного
псевдоожиженного слоя твердых частиц можно применять формулу Фридланда
и Скобло [0-17]:
Or d%53hn<f
(Ш-75)
Здесь 100— отношение массы твердых частиц,
унесенных газовым
потоком, к массе газа, прошедшего через псевдоожиженный слой, %; mw — по-
правочный коэффициент, учитывающий физические свойства системы газ — твер-
дое тело; хшф — фиктивная скорость потока газа, отнесенная к полному сечению
аппарата, м/сек-, а — средняя массовая концентрация мелких частиц, скорость
витания которых шпЯт равна или меньше ш>ф, кг мелких частиц/кг слоя; Но —
высота неподвижного слоя, мм; h — высота сепарационного пространства (рас-
стояние от верхнего уровня слоя до уровня отвода газа в циклоны), мм; <р —
доля площади отверстий распределительной решетки (доля живого сечения ре-
щетки); А и п — коэффициенты, зависящие от высо-
ты сепарационного пространства (см. п. 61); dT —
средний диаметр мелких частиц в слое:
п
d.t = У, Ф/rf; МК
1
d, мк
где Ф{ — массовая доля i-й фракции (мелочи) слоя
(отношение массы фракции к общей массе мелочи!,
кг/кг; di — среднеарифметический диаметр фракции
мелочи по ситовому анализу, мк.
Уравнение (Ш-75) получено на основании экс-
периментальных данных по уносу воздухом есте-
ственного алюмосиликатного катализатора.
59. Для перехода к другим системам служит
коэффициент, который определяется из приближен-
ного уравнения:
(Ill-76)
^внт
где Товит, ал — скорость витания частиц естествен-
ного алюмосиликатного катализатора в потоке воз-
духа при 20° С и 760 мм рт. ст., м/сек (величину
по рис. Ш-11); о>вит — скорость витания частиц та-
кого же диаметра в потоке воздуха в рабочих условиях, м/сек.
60. Над слоем, в пределах высоты йп, эпюра скоростей потока является
переменной и пульсирующей вследствие разрушения газовых пузырей, образую-
щихся в слое. На высоте большей, чем «п, газовый поток выравнивается.
Рис. Ш-11. График для
определения
витания
ственного
катного
(рт == 2080
токе
скорости
частиц .есте-
алюмосили-
катализатора
кг/м3) в по-
воз дух а.
^вит. ал МОЖНО
450
пневматический транспорт
С уменьшением высоты сепарационного пространства, т. е. при й<йп, унос
значительно повышается, а с увеличением, т. е. при h>ha, — незначительно со-'
крашается.
61. Высота йп зависит от скорости потока газа и от диаметра аппарата и
может быть определена по рис. III-12.
Величины А и п имеют следующие
значения: при высоте сепарационного
пространства й< йп величина Д = 10п,
п=1- при й>Лп величина Л=3,35- 107,
п = 0,273.
Пневматический транспорт
62. Пневматический транспорт яв-
ляется одним из прогрессивных способов
транспортирования массовых грузов.
С помощью пневматического транс-
порта перемещаются пылевидные, зерни-
стые и кусковые материалы, а также
мелкие штучные грузы. Для перемеще-
ния влажных, липких и крупнокусковых
материалов пневматический транспорт
непригоден.
63. В зависимости от относительной
массовой концентрации ц твердых ча-
стиц различают следующие виды пнев-
матического транспорта:
а) в разреженной фазе (при кон-
центрации |1 до 40 кг материала/кг воз-
духа);
б) в плотной фазе (при концентрации
D, м
Рис. III-12. График для определения
высоты ha зоны переменной скоро-
сти газового потока (w = ш>ф).
ц от 40 до 400 кг материала/кг воз-
духа) ;
в) гравитационный пневматический транспорт.
64. В настоящее время появилось много установок пневматического транс-
порта, работающих при высоких концентрациях смеси (в плотной фазе) и не-
значительном расходе воздуха. Эти установки часто расходуют меньше энер-
гии. чем установки с механическим транспортом [111-12].
65. При небольшой длине транспортирования (ие превышающей 100 л) и
большом числе точек забора материала целесообразно применять всасывающие
установки, отличающиеся простотой заборных устройств и воздуходувных машин
и высокой надежностью в работе.
При большой длине транспортирования обычно применяют нагнетательные
установки.
При перемещении .материала на большие расстояния из разных мест к од-
ной точке применяют смешанные установки.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ТРАНСПОРТ ПО ВЕРТИКАЛЬНЫМ ТРУБАМ
66. Для вертикального восходящего пневматического транспорта относитель-
ная скорость (скорость скольжения):
wc — квот — wt м/сек (Ш-77)
где ®пот— действительная скорость движения транспортирующего потока
(газа), м/сек; wT—действительная скорость движения твердых частиц, м/сек.
461
III. ГИДРОДИНАМИКА ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
Относя скорость движения потока и скорость скольжения к полному сече-
нию пневматического подъемника, получим:
^с = ^|от _дат (111-78)
где шс потока, дящего 67. 68. и Wnot — скорость скольжения и скорость движения транспортирующего отнесенные к полному сечению подъемника, м/сек-, в—порозность восхо- псевдоожиженного потока зернистого материала. Скорость скольжения wc может быть найдена из уравнения (III-61). Скорость движения потока вуПот может быть найдена из уравнения: WnoT - к»с j _ е (1 (П1 79)
или RenoT= 1-е е',7^г (Ш-80) 1—е(1+Л) 18 + 0,61 V е4’75Аг
где ^ПОТ КеПОт —
В уравнениях (Ш-79) и (III-80): е —порозность потока зернистого мате-
риала; Аг — критерий Архимеда; dT — диаметр твердой частицы, м; v — кинема-
тический коэффициент вязкости газа, м2/сек\ л — величина подачи, равная отно-
шению объемов частиц V, и транспортирующего агента (газа) Vr:
л = — = Wt (1 ~с)
V г Wn0T
Величину подачи можно определить также по формуле:
1 г Г
Л — ц —
Рт
где рг и рт — плотности транспортирующего агента (газа) и твердых частиц,
кг/л3; ц — относительная массовая концентрация твердых частиц, кг материала/кг
газа.
Массовую концентрацию смеси можно определить по формуле:
<?Р
Н — —FT
Рг
где Qp — расчетная производительность установки по твердому зернистому ма-
териалу, кг/сек-, рг — плотность газа, кг/?.i3; Vr — расход газа, мР/сек (Гг и рг
берутся при одной и той же температуре).
Зависимость (III-80) является основным уравнением для расчета гидроди-
намических параметров пневматического подъемника [0-17].
Если задано значение величин Л, Аг (или dT, рт) и е (или pHac), то ио
уравнению (111-80) определяется Reno-r, а затем скорость движения транспор-
тирующего агента, отнесенная к полному сечению пневматического подъемника:
______ Иепот v
»пот- d
(III-8I)
Скорость движения твердых частиц в пневматическом подъемнике:
^пот
Wj — 1------
* 1 — 6
(1П-82)
452
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ТРАНСПОРТ
Если задано значение величин X, шпот (или КеПОт) и Аг, (или dT, рт), то
методом последовательных приближений можно найти порозность е, а следова-
тельно, и насыпную плотность рнас зернистого материала в пневматическом подъ-
емнике из формулы (III-80).
69. При очень малой относительной массовой концентрации в пневматиче-
ском подъемнике (транспорт в разреженной фазе), когда е->1, скорость сколь-
жения [формула (III-77)] стремится к скорости осаждения (витания) одиночной
частицы Woe. а скорость транспортирующего потока WnoT~>wnc+wT. Исходя из
этого, при пневматическом транспорте в разреженной фазе принимают прибли-
женно:
wn0T « woc wT м/сек (III-83)
При увеличении объемной концентрации зернистого материала, т. е. при
переходе к пневматическому транспорту в плотной фазе, скорость скольжения
уменьшается; в пределе минимальное значение wc будет соответствовать макси-
мально возможной концентрации транспортируемого материала, т. е. плотному
слою с порозностью ео- При е->е0 скорость скольжения шс->шкр [формула
(111-55) или (111-56)].
70. При пневматическом транспорте по вертикальным трубам сопротивле-
ние системы:
Ьр= Д/>ст + Д/’t. г + Л/’t. т + ЛРразг н/^2 (Ш-84)
Статический напор, равный давлению столба, состоящего из зернистого ма-
териала и транспортирующего агента:
&Рп = Hg [(1 — е) рт + ер»! н/м2 , (Ш-85)
Если транспортирующим агентом является газ, то, учитывая, что рг^^Рг-
без заметной погрешности принимают:
Дрст = Hg (I—е)рт н/м2 (Ш-86)
Потеря напора на трение транспортирующего агента (газа) о стенки пневма-
тического подъемника:
, „ 1 WnOT н . . с_
АРт. г— М £> ’ 2 ~м? (Ш-87)
Потеря напора на трение транспортируемых твердых частиц о стенки пнев-
матического подъемника:
Н\ Wt Н
Др1.т = Х2-^-.-^рт(1-е) (П1-88)
Потеря напора на разгон транспортируемого материала:
4Q.,wT „
Арразг — я£)2 (Ш-89)
Во многих случаях основную часть сопротивления составляет Дрст.
В формулах (III-85) — (111-89): И — высота пневматического подъемника, л;
е — порозность потока зернистого материала; рт — плотность твердых частиц.
ке/jn3; рж — плотность транспортирующего жидкого агента, кг/м3-, рг — плотность
транспортирующего газа, кг/ж3; X, — коэффициент гидравлического сопротивле-
ния газа или жидкости; Х2— коэффициент трения транспортируемых твердых
частиц о стенки пневматического подъемника (по опытным данным, Х2=0,05);
Ну — приведенная длина пневматического подъемника, включая местные сопро-
тивления, м; D — внутренний диаметр пневматического подъемника, м; wnn; —
453
III. ГИДРОДИНАМИКА ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
скорость движения потока, м/сек-, wy — скорость движения твердых частиц.
м/сек-, Qp — расчетное количество транспортируемого материала, кг/сек.
71. Исследование работы пневматических транспортных установок показало
существование такой характерной скорости среды, при достижении которой по-
ток как бы насыщается материалом; при этом работа системы нарушается и
материал перестает перемещаться в заданном направлении. Для пневматиче-
ского транспорта такая скорость называется «скоростью захлебывания». Ско-
рость захлебывания может в несколько раз превышать минимальную скорость
псевдоожижения (wKp) этого же материала в псевдоожиженном слое с ре-
шеткой.
Наиболее экономична работа пневматического транспорта с минимальной
скоростью, транспортирующего агента; поэтому при проектировании следует при-
нимать скорость транспортирующего агента несколько больше, чем скорость за-
хлёбывания.
МЕТОДИКА РАСЧЕТА УСТАНОВОК ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА [III-I41
72. Теоретические основы пневматического транспортирования недостаточно
разработаны для приложения их на практике, поэтому при расчетах трубопро-
водов приходится исходить из анализа данных действующих установок. Наи-
бб'лее полное и надежное обобщение опытных данных осуществлено Научно-
исследовательским институтом подъемно-транспортного машиностроения
(ВНИИПТМАШ).
73. Методика создана для расчета пневматических транспортных установок
(технологические и вентиляционные установки данной методикой не охваты-
ваются).
Классификация установок пневматического транспорта
74. Все основные виды установок пневматического транспорта разделяются
на три группы (табл. 1П-6).
а) Транспорт твердых частиц потоком воздуха в разреженной фазе [0-2].
Режим движения на горизонтальных и вертикальных участках трубопровода
создается прн достаточно больших скоростях воздуха и характеризуется отсут-
ствием пульсации давления. Процесс перемещения частиц происходит скачко-
образно, причем потерянная при ударе о стенку трубопровода часть скорости
восстанавливается за счет воздействия динамического напора потока воздуха на
отставшую частицу.
б) Транспорт твердых частиц потоком воздуха в плотной фазе [0-2]. Псевдо-
ожиженный материал выжимается из емкости воздухом в трубопровод. Мате-
риал транспортируется при сравнительно малых скоростях воздуха. При этом
происходит расслоение смеси и наибольшая концентрация твердых частиц ока-
зывается в нижней части горизонтального трубопровода. При значительном
уменьшении скорости воздуха начинается волнообразная переброска скоплений
материала по нижней части поверхности трубы. Может установиться такой ре-
жим, при котором материал перемещается скоплениями (пробками), заполняю-
щими все сечение трубопровода. При этом процесс транспортирования харак-
теризуется сильными пульсациями давления.
в) Гравитационный транспорт материалов, псевдоожиженных воздухом. Для
этого вида транспорта воздух расходуется в количестве, необходимом для насы-
щения им материала (аэрирование, аэрация). Воздух обычно подается равно-
мерно снизу вверх через сетку, пористую плитку, ткань и пр. Материал, насы-
щенный воздухом, псевдоожижается и становится текучим — он может течь
по желобам, а также вытекать из отверстий в бункерах.
Все установки разделяются на пять основных типов (табл. Ш-6).
454
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ТРАНСПОРТ
Тип воздуходув- Вентиляторы Ротационные воздуходувки и компрессоры, Компрессоры, Компрессоры Вентиляторы
иой машины центробежные многоступенчатые воздухо- воздуходувки
дувкн
455
IH. ГИДРОДИНАМИКА ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
Типы I, II и III при одинаковой сущности процесса (разреженная фаза)
различаются в основном перепадом давления. Тип IV отличается большей от-
носительной концентрацией pi (плотная фаза), значительно большими перепа-
дами давления и меньшими скоростями воздушного потока. Загрузочное устрой-
ство с помощью питателя (или сжатого воздуха из резервуара) выжимает в
трубопровод псевдоожиженный материал, который далее транспортируется к ме-
сту назначения (часто с добавлением воздуха). Тип V отличается от предыду-
щих тем, что псевдоожиженный воздухом материал может вытекать через от-
верстие в аэрируемом сосуде.
Расчетные схемы
75. В установках насосного типа (тип IV), работающих по принципу выжи-
мания псевдоожиженного материала, большое значение для расчета и выбора
концентрации смеси имеет схема транспортного трубопровода.
Транспортирование производится по различным схемам, которые, однако,
могут быть сведены к четырем основным, приведенным на рис. II1-13.
Схема № 1 — вертикальный трубопровод. Эта схема является наиболее эко-
номичной вследствие малых расходов воздуха, что приводит к сокращению по-
терь на трение и уменьшению износа установки.
Схема № 2 — вертикальный трубопровод, заканчивающийся горизонтальным
участком Lr небольшой длины. Во избежание оседания материала на дно гори-
зонтальной трубы увеличивают расход воздуха-по сравнению со схемой №1, что
приводит к уменьшению концентрации твердых частиц.
Схема № 3 — трубопровод состоит из горизонтального участка ограниченной
длины, переходящего в вертикальный; заканчивается трубопровод также гори-
зонтальным участком. Схема характеризуется еще большим увеличением рас-
хода воздуха и снижением концентрации смеси.
Схема № 4 — трубопровод имеет произвольную трассу. Эта схема является
обычной для установок длиной 100—1000 м
Рис. 111-13. Расчетные схемы пневмотранспорлых трубо-
проводов.
Скорость транспортирующего воздуха
7в. Устойчивое перемещение материалов по трубопроводу возможно лишь
при обеспечении достаточной скорости транспортирующего воздуха шЯОт.
Скорость транспортирующего воздуха на участке с давлением, близким
к атмосферному, т. е. на выпуске из нагнетательной установки (или у среза
сопла во всасывающей установке), для pe=const=l,2 кг/м3 рекомендуется опре-
45b
пневматический транспорт
делить по эмпирическому уравнению, которое учитывает изменение объемной -
массы воздуха при больших длинах транспортирования (>100 м):
№пот = a VpT ~Ь м/сек (III-90)
где рт — плотность частиц транспортируемого материала, кг/м3-, В — коэффи-
циент, учитывающий изменение плотности воздуха, связанное с изменением аб-
солютной скорости движения его на начальном участке [величина В принимается
равной (24-5) • 10-5] *; Lnp — приведенная длина транспортирования, м [формула
(Ш-91)]; а — опытный коэффициент, учитывающий свойства материала и схему
трубопровода (табл. 1П-7).
Таблица III-7 Значения коэффициента а для пылевид- ных материалов в зависимости от схемы трубопровода Таблица II1-8 Значения коэффициента а в зависимости от крупности материала
Схема трубо- провода по рнс. Ш-13 S’ м а Материал Характер- ный размер частиц а
№ 1 И 3—8 Пылевидный .... 1—1000мк 10—18
№ 2 Н + (34-15) 4—9 Зернистый однород- ный 1—10 мм 17—20
№ 3 // + (154-60) 5—10 Мелкокусковой одно- 17—22 22—25
№ 4 >60 10-18 родный Среднекусковой одно- родный 10—40 мм 40—80 мм
При определении а с учетом крупности твердых частиц (главным образом
для схемы № 4) следует пользоваться данными табл. Ш-8.
Относительная массовая концентрация смеси
77. Правильный выбор расчетной величины концентрации смеси связан
с большими трудностями ввиду отсутствия достаточно обоснованных экспери-
ментальных материалов.
Для большинства расчетов выбор величины концентрации смеси зависит от
схемы транспортного трубопровода и предполагаемой потери напора, которая,
в свою очередь, предопределяет возможный тип загрузочного устройства
(табл. Ш-6). Так, для пневматических подъемников разных типов (аэролифтов)
Др=0,4-=-3 ат, для камерных и винтовых насосов Др=2,04-8 ат, для устройств
всасывающего типа Др=0,1 4-0,4 ат.
Приближенное определение концентрации смеси можно осуществить следую-
щим образом.
а) По рис. III-14 определяют р (кривая Л) для установок типа IV
(табл. Ш-6) и схем № Г, 2 и 3 (рис. Ш-13) при длине горизонтальных участков
£г<60 м. Значения ц по кривой В принимают для крупных частиц и высоких
вертикальных участков трубопроводов больших диаметров.
б) По рис. III-15 определяют ц для установок типов II, III и IV
(табл. III-6) и схемы № 4 (рис. III-13) в зависимости от приведенной длины
транспортирования /.пр (см. п. 78).
Для установок типа IV и схемы № 4 значения концентрации смеси зависят
и от конструкции загрузочного устройства. Так, для камерных насосов, рабо-
тающих на давление до 7 ат (избыточных), значения ц находятся в пределах
между верхней парой кривых па рис. Ш-15.
* Меньшие значения В следует принимать для сухих и малоабразивных материалов,
ббльшне — для ком кующихся и абразивных.
457
111. ГИДРОДИНАМИКА ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
Для установок типа II приведены значения концентрации смеси при транс-
портировке зерна и угля. Значения pi по верхней кривой принимают для сухих,
легко сыпучих материалов с большой плотностью (рт = 2500 4-3200 кг/м31), по
нижней кривой — для материалов с меньшей плотностью и более влажных,
а также для абразивных материалов.
В отдельных случаях транспортировки материалов с особыми физико-меха-
иическими свойствами (резина, формовочные смеси и др.) концентрация смеси
устанавливается только на основании опытных данных.
Рис. III-14. Зависимость
р. = f (Lr) для установок
типа IV при использовании
схем № 1, 2 и 3.
Рис. III-15. Зависимость ц = /(£пр) для
установок типа II, III, IV при исполь-
зовании схемы № 4.
Ориентировочные данные для
в табл. II1-9.
расчета установок типа
IV приведены
Таблица II1-9
Ориентировочные данные
для расчета установок типа
IV
Основные показатели Схема трубопровода по рис. Ш-13
№ 1 № 2 № 3 № 4
Относительная концен- трация смеси ц, кг материала 400—100 200—80 120—60 60—5
кг воздуха Длина горизонтального участка £г, ж . . . 0 3—15 15—60 >60
Коэффициент а . . . 3—8 4—9 5—10 10—18
Давление рабс, ат . . 1,4—3,8 2,0—4,2 2,5—5,3 3,0—7,0
Плотность воздуха рв, кг/м3 . ... . 1,8—4,9 2,6—5,4 3,2—6,8 3,9—9,0
Для низконапорных вентиляторных установок типа I концентрация смеси р
принимается обычно на основании опытных данных. Значения р для некоторых
материалов приведены в табл. III-10.
Для пылевидных материалов следует, как правило, применять установки
высоконапорные или насосные (типа III или IV).
458
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ТРАНСПОРТ
Таблица II1-10
Рекомендуемые концентрации смеси
для низконапорных вентиляторных
установок типа I
Таблица III-II
Средние значения LaK для колен
при транспортировании пылевидных
материалов
Материал Плот- ность Рт, кг/жЗ Относительная концентрация смеси ц., кг материала кг воздуха
Молотая глина . . 2400 0,7—1,2
Опилки и стружка 900 0,1—0,6
Горелая земля. . 2400 0,7—1,2
Песок . . 2600 0,8—1,0
Хлопок . . . . ,— 0,2—0,6
Шерсть . . . . — 0,2—0,6
Приведенная (расчетная)
Схема трубопровода по рис. Ш-13
10 15 20 25
№ 2 3 4 5 7
№ 3 5 6 7 9
№ 4 7 8 10 12
длина транспортирования
78. Для практических расчетов можно применять приближенную формулу:
7-пр = У Lr У, LB -J- У £эк -|- 2 ^эг| м (Ш-91)
где Z-np — приведенная длина транспортирования, л; Х£г — сумма длин гори-
зонтальных участков, м; — сумма длин вертикальных участков, м; SL3K —
сумма длин, эквивалентных коленам, м; — сумма длин, эквивалентных
переключателям, м.
Эквивалентные длины для двухходовых переключателей дискового типа сле-
дует принимать равными 10 м.
Средние значения эквивалентных длин LaK для колен с углом поворота 90°
(в зависимости от отношения радиуса колена /?с к диаметру трубопровода dT₽)
при транспортировании пылевидных материалов можно ориентировочно прини-
мать по табл. 111-11, а при транспортировании зерновых и кусковых материа-
лов— по табл. Ш-12.
Таблица II1-12
Средние значения £эк для колен при транспортировании зернистых и кусковых материалов
Материал Размер частиц, мм *o/dTp
6 10 20
Зернистый однород- ный . 1—10 8—10 12—16 16—20
Мелкокусковой неодно- родный .... 8—25 28—35 32—45
Крупнокусковой . . . 25—30 — 60—80 70—90
Производительность и диаметр трубопровода
79. При непрерывной загрузке расчетная производительность по твердому
материалу составляет:
Qp = Q кг/сек (111-92)
где Q — заданная средняя производительность, кг/сек.
459
III. ГИДРОДИНАМИКА ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
Эта зависимость справедлива лишь в случае применения в качестве загру-
зочных устройств винтовых насосов или барабанных шлюзовых затворов.
Если загрузочное устройство вводит материал периодически (по циклам), то
расчетная производительность Qp должна быть больше заданной. Так, например:
для однокамерных насосов и подъемников с ручным управлением
Qp = (1,6 -ь- 2,0) Q кг/сек (Ш-93)
для однокамерных насосов и подъемников с автоматическим управлением
Qp = (1,35 -г- 1,5) Q кг/сек (Ш-94)
для двухкамерных насосов и подъемников с автоматическим управлением
Qp — (1.^5 1,1) Q кг'сек (Ш-95)
Потребный расход воздуха в транспортном трубопроводе при стандартных
условиях (рв=1,2 кг/л:3, 11=760 ммрт.ст.);
Qp
V=— (Ш-96)
ВРв
где Qp —расчетная производительность по твердому материалу, кг/сек-, ц—от-
носительная концентрация смеси, кг материала/кг воздуха; рв — плотность воз-
духа при стандартных условиях, кг!*?.
Внутренний диаметр трубопровода:
йтР = 0,785w„OT (ПЬ97)
где Ипот — скорость потока воздуха, м/сек.
Общая потеря давления в трубопроводе
80. Высокоиапорные или насосные установки пневматического транспорта
(типа 1Н и IV по т^бл. II1-6).
Схема № 1 (рнс. Ш-13):
Риач = (1.1-1.35)-^^ (Ш-98)
Схема № 2:
Ряач = (1.35 ч- 1,85) (Л/ +0.21т) Д (1П.99)
Меньшие значения следует выбирать для мелких материалов с малым коэф-
фициентом трения и частицами округленной формы.
Схемы № З.и 4:
/A.,pZ.nDw^ т Z/p jc
+ \тр +-UF- <1П-,оо>
В этих формулах: рпач — абсолютное давление воздуха в начале трубо-
провода (у загрузочного устройства), ат; Н = LB — сумма длин вертикаль-
ных участков, м; рв— плотность воздуха (средняя) для данного вертикального
участка, кг/л:3; Ц — относительная концентрация смеси, кг материала/кг воздуха;
Lr — длина горизонтальных участков; м; Lnp — приведенная длина трубопровода,
л:; гс'пот— скорость потока воздуха, м/сек; dTp— внутренний диаметр трубопро-
вода, м; Ац — опытный коэффициент сопротивления, зависящий от величины S:
.. _ l,L1(p®nOT
' dTp
460
пневматический транспорт
Зависимость AH=f(S) для установок типа 111 и IV показана на рис. III-16.
Для предварительного ориентировочного расчета плотность воздуха рв
можно принять по табл. II1-9. Большие значения рв выбираются для вертикаль-
ных участков, находящихся ближе к загрузочному устройству.
Рис. III-16. Зависимость
= f (S) для установок
типа III и IV.
Рис. III-17. Зависимость от величины
Топот/И^тр Для гранулированных и зерни-
стых материалов.
81. Установки пневматического транспорта низкого и среднего давления
(типа I, II или III по табл. III-6).
Общая потеря давления в трубопроводе:
Др = Дрв 4-Д^мат Н-Лрпол + АРразг «Л**2 (111-101)
где Дрв — потери давления, возникающие при движении чистого (незапылен-
ного) воздуха и слагающиеся из потерь на зрение и местные сопротивленйя.
Остальные слагаемые, входящие в формулу (III-10I), определяются сле-
дующим образом.
Дополнительные потери, возникающие при движении материала:
2
А _ _ 1 ^пр Рв^пот н
АРмат — "3 * Q "ЗГ
где Хц — коэффициент сопротивления, для определения которого рекомендуется
(в случае установок типа I, II, III) пользоваться рис. III-I7; по ординате этого
рисунка отложены значения Z». а по абсциссе—величина J'/Fr = —_
К^тр
Потери давления на поддержание транспортируемого материала в псевдо-
ожиженном состоянии на вертикальном участке трубопровода для липких частиц
(цемент, угольная пыль, мука и т. п.):
Дрпод = н/м2
Для крупных частиц, скорость движения которых в трубопроводе шт всегда
меньше скорости транспортирующего воздуха шПот:
АЛ’под —
^пот
W'riOT —
н
м2
461
III. ГИДРОДИНАМИКА ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
Потери давления на разгон транспортируемых
бопровод:
частиц при загрузке их в тру-
Pw?
В ПОТ
АРразг — fcpasrP "Tj
н
м2
где Еразг — коэффициент сопротивления разгонного участка (табл. 1П-13).
Для вертикальных участков разгона £разг следует увеличивать на 15—25%.
От величины скорости потока £рааг практически не зависит. С увеличением диа-
метра трубопровода ?Разг повышается, с увеличением диаметра частиц—умень-
шается. С уменьшением плотности частиц £р0зг увеличивается.
Таблица III-13
Значения коэффициента ?разг
для горизонтальных участков разгона
Материал Характерный разйер (эквива- лентный диаметр) частицы, мм ^разг
d =150 мм тр d„ =100 мм тр ^тр = 75 мм
Пшено 1.5 1,6 1,3 1,1
Пшеница 4 1,4 1,2 1,0
Зола крупная 0,8 1,4 1,2 1,1
Мука пищевая .... — 1,1 1,0 0,9
Зола мелкая 0,11 — 2,2 2,0
Мощность двигателя воздуходувных машин
82. Мощность двигателя компрессора (или газодувки):
ЛГК
LMVM
1000т]
кет
(Ш-102)
Здесь т]=0,55 4- 0,75 — общий к. п. д. компрессора, VM=VrK — производи-
тельность воздуходувной машины с учетом возможной утечки воздуха через не-
плотности воздуховодов [III-12], м31сек-, Vr — потребный расход воздуха в транс-
портном трубопроводе при стандартных условиях [формула (111-96)], f&jceK;
К — коэффициент (для нагнетательных установок К= 1,1 1,2, для всасывающих
К= 1,25 4- 1,35); LM — теоретическая работа воздуходувной машины, отнесенная
к I м3 всасываемого воздуха при изотермическом сжатии:
. , ри дж
— Рве 1п - —Л-
/7ВС М
Рве. — абсолютное давление всасываемого воздуха, «Ли2; рм — абсолютное дав-
ление, создаваемое в воздуходувной машине и определяемое по уравнению:
Рм — Рра ~Ь Рпот н/м2
где рр — абсолютное рабочее давление, н/м2-, а= 1,15-=-1,25—коэффициент по-
терь в загрузочном устройстве, зависящий от конструкции питателя; рпот — по-
тери давления в подводящем воздухопроводе; для компрессорных установок
принимают Рпот=“2,94• 104 н/м2 (0,3 от), для воздуходувных установок рпот =
=0,49-104 н/м2 (0,05 ат).
Для нагнетательных установок абсолютное рабочее давление:
462
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ТРАНСПОРТ
— ^пач «/ -^2
где рпач — абсолютное-давление воздуха в начальной точке нагнетательного тру-
бопровода, н/м2.
Для всасывающих установок рр — разрежение воздуха в конечной точке
всасывающего трубопровода:
Рр — Ро Ркоа н/м2
где Ро — атмосферное давление (~9,81 • ICH н/ж2); рКОн — абсолютное давление
в конечной точке всасывающего трубопровода, н/м2.
Мощность двигателей воздуходувных машин, работающих на разрежение,
находят по уравнению (Ш-102), а работу, необходимую для сжатия 1 л3 воз-
духа, определяют в зависимости от разрежения:
рм, ат £м, дж/м*
0,6...................... 46100
0,7 ...................... 40200
0,8 ...................... 34400
0,9 ...................... 26500
83. Мощность двигателя центробежного вентилятора:
pV
ЛГвевт=1бОЬг1вТ1пр Квт (ПЬ103)
где р — напор, создаваемый вентилятором, н/м2-, V — расход воздуха, м3/сек\
”.]в — к. п. д. вентилятора (0,5 ч-0,6); Опр—к. п. д. привода вентилятора
(0,85 ч-0,95).
Подробнее о расчете вентиляторов см. стр. 419.
Пневматические транспортные желоба (аэрожелоба)
84. Аэрожелоба применяются для горизонтального перемещения хорошо
аэрируемых (легко насыщаемых воздухом) порошкообразных материалов. Для
крупнозернистых и влажных материалов аэрожелоба не применяются. Угол на-
клона желоба к горизонту составляет обычно 4°.
Скорость движения аэрированного материала w зависит от угла наклона
желоба а:
а, градусы
2...............................
3...............................
4...............................
5...............................
6...............................
w, м/сек
0,26
0,6
1.0
1,15
1.3
Воздух, подаваемый под пористую перегородку, должен быть очищен от
пыли.
Характеристики аэрожелобов приведены в табл. III-14.
Рекомендуемые типы установок пневматического транспорта для различных
материалов приведены в табл. Ш-15.
Данные по оборудованию установок пневматического транспорта см.
[Ш-12—Ш-14].
Применение пневматического транспорта для перегрузки зернистых материа-
лов при низком давлении см. [Ш-17].
463
III. ГИДРОДИНАМИКА ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
Характеристики аэрожелобов
Таблица Ш-14
Ширина, мм Производитель- ность, л<3/ч Длина, м Расход воздуха, лсЗ/ч Расход мощности, квт-ч
Керамическая перегородка
125 20 10 30 0,7
25 75 1,4
40 120 1,6
250 40 10 60 0,8
25 150 1,6
40 240. 22
400 80 10 100 1,1
25 250 2,2
40 300 3,3
500 120 10 120 1,3
25 300 2,7
40 480 4,1
Тканевая перегородка
100 17 10 • 20 30 40 120 240 360 480 0,6 0,6 1.0 1,7
150 30 10 180 0,6
20 360 1,0
30 540 1,7
40 720 1.7
200 40 10 240 0,6
20 480 1,0
30 720 1,7
40 960 2,8
250 60 10 300 1,0
20 600 1,7
- 30 900 2,8
40 1200 2,8
300 80 10 360 1,0
20 720 1,7
30 1080 2,8
40 1440 3,5
400 110 10 480 1,0
20 960 2,8
30 1440 2,8
40 1920 4,5
464
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ТРАНСПОРТ
Таблица Ш-1
Рекомендуемые тины установок пневматического транспорта для различных материалов
Материал Тип установки по табл. Ш-6
I (ннзкона- пориая) > II (среднена- порная) III (высоко- напорная) IV (насос- ная) V (гравита- ционная)
Алюминия окись . . . — — — 4- 4-
Апатитовый концентрат — + — 4- 4-
Асбест порошкообраз-
ный .... 4- 4- — —“ —
Барит — — — 4- 4-
Бентонит (отбеливаю-
щая глина) .... •—• 4- 4- 4- h
Бокситы —— —|— 4- t*
Бура — 4- 4- 4- —
Воск -— 4- + — —-
Гипс -—. 4- 4- —- —
Глина — 4- 4- — —
Глинозем — — •—- 4- 1-
Графит .... — 4- 4- — -
Грунт — 4- 4- 4- —
Датолитовый концент-
рат .к ..... . — -— — 4- —’
Доломит —- —• — 4- -и
Зерно — 4- 4- — ——
Зола —- —. —— 4- 4-
Известь гашеная . . — 4- 4- 4- 1-
Известь порошкообраз-
ная . ——. 4- 4-
Кальций углекислый — 4- 4- 4- 4-
Кальций фосфорнокис-
лый —— —- — 4- —
Каолин — -— — —- ——
Катализаторы для про-
цесса крекинга . , —- 4- 4- 4- —
Кварц порошкообраз-
НЫЙ .... . — — — 4- 4-
Квасцы — — — 4- —.
Клейконина (мука) . .. — 4- — —~
Кофе в зернах . . .. — 4- -— —-
Крахмал — 4- 4- 4-
Кремнезем . -— - - 4- 4- 4-
Крупа манная . . . — - - —- — 4-
Кукуруза в зернах . . — 4- — —
Льняное семя . . — — — — —
Магния окись . . . —— ~ - 4- 4- 4-
Молоко сухое .... — 4- 4- — —
Мука пищевая . . . — 4- 4- — —
Мука из хлопковых се-
мян — 4- 4- -•— -и
Мышьяка окись . . . — 4- — 4- 4-
465
III. ГИДРОДИНАМИКА ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Материал Тип установки по табл. Ш-6
I (низкоиа- пориая) II (средне- напорная) III (высоко- иапорная) IV (насос- ная) V (гравита- ционная)
Нефелиновый концент-
рат —, — .—» 4 4
Нефтебитум ... —- — — 4
Опилки древесные . —. 4 4 — —-
Песчаник мелкозерни-
стый .— — — 4 4
Пириты ... —. —- — 4 4
Полиэтилен .... — + .4 —
Порошок древесный . . — + 4 — —
Резина в гранулах (пел-
леты) . . — + — — —
Резина перошкообраз- Z
ная . . 4- — —. — —
Рис 4 4 —- —-
Сажа — 4 4 4
Сахар (песок) . . . — 4 4
Сахар (рафинад) . . .—- 4 — —
Свекла дробленая + - - —-
Семена — 4 — —
Смола . . . — —
Сода кальцинирован-
ная — 4 4 4 4
Сода сульфатная . —- 4
Сода фосфатная . . — 4 4 4 4
Солод .... . . 4 4
Соя (бобы) .... 4- • 4 .— —
Стружка древесная . . +- 4 —- —— —.
Тальк ..... 4 4 4 4
Тигана двуокись . . — 4 4
Уголь кусковой . . . — 4 4 4 4
Уголь порошкообразный — •— -—. 4 4
Фосфоритная мука (Ка-
ра-Тау) — — — 4 4
Фосфориты порошкооб-
разные .... — —• — 4 4
Целлюлоза (ацетат) + 4 —. —
Цемент (портланд-) — —• 4 4
Цемент (сырьевая
мука) — —• — 4 4
Цинка окись .... — 4 4 4 4
Шерсть минеральная . 4 4 —- —
Шпат известковый . . 4 4 4 4
Шпат плавиковый . . —— 4 4
Шпат полевой . . . — — 4 4
466
IV. РАЗДЕЛЕНИЕ ГАЗОВЫХ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ
Очистка газов в пылеосадительных камерах
1. Площадь осаждения камеры определяется подформуле:
f = М2 (IV-1)
где Усек — объемный расход газа, проходящего через камеру параллельно по-
верхности осаждения, м2/сек-, woc — скорость осаждения, м/сек.
Скорость осаждения определяется по формулам (Ш-1)—(Ш-25).
Если форма осаждающихся частиц неизвестна, то приближенно можно
определить скорость осаждения по формулам (Ш-1)—(Ш-22) для шарообраз-
ных частиц. Учитывая отличие действительных условий осаждения от теорети-
ческих, при определении ГОс по формуле (IV-I) следует подставить в нее поло-
вину от теоретической скорости осаждения, полученной по расчету для шаро-
образных частиц.
Из формулы (IV-I) видно, что на производительность пылеосадительной
камеры высота ее не влияет, поэтому в камере размещают обычно горизонталь-
ные или наклонные полки. Расстояние между полками принимают около
100—300 мм.
Для камер с полками Гос определяется как сумма проекций всех полок
на горизонтальную плоскость.
Размеры отверстий сит по различным стандартам см. табл. 1II-3.
Пылеосадительные камеры громоздки, малоэффективны и используются
только для предварительной грубой очистки газов.
Подробнее о пылеосадительных камерах см. [IV-I].
Фильтрация газов
2. Для фильтрации газов обычно применяют рукавные всасывающие само-
встряхивающиеся фильтры с обратной принудительной продувкой фильтроваль-
ной ткани, например, марки МФУ (табл. IV-1). Во всех фильтрах этой марки
используются конические рукава диаметром 180 мм вверху и 190 мм внизу; по-
верхность одного рукава 1,2 м2.
Таблица IV-1
Рукавные фильтры марки МФУ
Число рукавов Поверхность ткани, м2 Потребляемая мощность, квт Размеры, мм
высота ширина длина
24 28,8 0,6 4568 1685 1950
32 38,4 0,72 4568 1685 2470
48 57,6 0,90 4568 1685 3510
72 86,5 1,6 4568 1685 5030
467
IV. РАЗДЕЛЕНИЕ ГАЗОВЫХ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ
Во избежание конденсации водяных паров и нарушения нормальной работы
фильтра температура газов на выходе должна быть на 15—20 град выше тем-
пературы точки росы.
3. Применение шерстяных тканей для рукавов возможно лишь при темпера-
туре газов на входе в фильтр не более 80—90° С, а применение бумажных тка-
ней—-при температуре не более 60—б5°С. При температурах выше 100° шерсть
теряет свею эластичность, волокна делаются жесткими, хрупкими и фильтр вы-
ходит из строя. В настоящее время начинают применять высокопрочные и тепло-
стойкие ткани — шерстяную байку с добавкой капроновых волокон, синтетиче-
ские ткани из волокон орлон, ткани из стекловолокон (в последнем случае воз-
можна очистка газов при температуре до 400° С) и др.
Подробнее о фильтровальных тканях см. стр. 505, 506 и [IV-II],
4. Расчет фильтра производят, исходя из средних нагрузок на поверхность
фильтрации по воздуху. Скорость фильтрации определяют опытным путем. В су-
шильной практике эти нагрузки колеблются в пределах 100—200 м3/(м2-ч).
5. Степень очистки зависит от тонкости пыли и находится в пределах
94—97%, но может быть доведена до 98—99% [O-I, IV-I).
Фильтры марки МФУ, при очистке воздуха от сухой минеральной пыли и
производительности 120—150 м3/ч на I м2 фильтровальной ткани, имеют сопро-
тивление 80—1100 кгс/м2 и обеспечивают степень очистки 99% [IV-2].
Нагнетательные фильтры см. [IV-I, IV-2, IV-11).
Очистка газов в циклонах
6. Циклоны рекомендуется применять для улавливания:
а) пыли из газов (сушилки, печи, аппараты с псевдоожиженным слоем зер-
нистых материалов);
б) Ьыли из аспирационного воздуха (помольные установки);
в) летучей золы из дымовых газов (небольшие котельные, работающие на
твердом, топливе);
г) пыли из воздуха (пневматические транспортные установки).
7. Очистка в циклоне представляет собой сложный аэродинамический про-
цесс. При вращательном движении газа меняется характер движения пыле-газо-
вого потока: вначале газ движется в циклоне с примерно пбстоянной окружной
скоростью, затем с примерно постоянной угловой скоростью.
В настоящее время нельзя теоретически рассчитать коэффициент очистки,
так как еще нет возможности учесть целый ряд очень важных для циклонного
процесса факторов (беспорядочность вихревого движения вращающегося газо-
вого потока; коагуляция частиц в процессе осаждения; унос потоком газа уже
осевших частиц; влияние дисперсного состава пыли и ее слипаемости; конфигу-
рация и размеры твердых частиц и т. п.).. Поэтому для подбора циклонов ис-
пользуют обобщенные опытные данные.
Ниже приводится наиболее обоснованный метод расчета циклонов
[IV-3—IV-6],
ОДИНОЧНЫЕ циклоны цн
8. В руководящих указаниях по проектированию, изготовлению, монтажу и
эксплуатации приводятся четыре марки одиночных циклонов НИИОГАЗ: ЦН-11,
ЦН-15, ЦН-15у и ЦН-24 [IV-4].
Наиболее часто применяется циклон ЦН-15 с - углом наклона входного
патрубка а=15° (рис. IV-1 и табл. IV-2). Этот циклон обеспечивает наибольшую
степень улавливания пыли при наименьшем значении коэффициента гидравличе-
ского сопротивления.
468
ОЧИСТКА ГАЗОВ В ЦИКЛОНАХ
Рис.
1000 мм. Рекомендуются
для ЦН-15 от 40 до
от 200 до 800 мм-, для
мм-, для ЦН-11 от 40 до
размеры одиночных цик-
При габаритных ограничениях можно применять укороченный циклон
ЦН-15у. При одинаковых гидравлических сопротивлениях этот циклон дает не-
сколько меньший коэффициент очистки, чем ЦН-15.
Для улавливания крупных частиц, а также /в случае больших концентраций
пыли в- качестве первой ступени очистки можно применять высокопроизводитель-
ный циклон ЦН-24 с углом наклона а=24°. Этот
циклон имеет меньшее гидравлическое сопротив-
ление и меньший коэффициент очистки, чем
ЦН-15.
Циклон ЦН-Н применяется при необходи-
мости повышенной степени очистки; он обеспечи-
вает высокий коэффициент очистки, но имеет
большое гидравлическое сопротивление.
Циклоны ЦН рассчитаны на очистку до
59 000 м3 газа в час при работе группы из восьми
аппаратов наибольшего диаметра.
9. Внутренний диаметр циклона D (рис. IV-1)
может быть равен 40, 60, 80, 100, 150, 200, 250,
300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750,
800, 850, 900, 950 и
следующие диаметры:
800 мм-, для ЦН-15у
ЦН-24 от 400 до 1000
800 мм.
10. Геометрические
лонев ЦН приведены в табл. IV-2.
Эффективность пылеотделения увеличивается
с уменьшением радиуса циклона. Поэтому целе-
сообразно применять циклоны малых диаметров,
а при больших производительностях — группы
параллельно работающих одиночных циклонов
ЦН или специальные батарейные циклоны БЦ.
11. Для обеспечения высокой производитель-
ности цсе типы одиночных циклонов можно груп-
пировать по 2, 3, 4, 6 или 8 штук. Рекомендуе-
мые группировки и пределы производительности
установок приведены в табл. IV-3.
Пример монтажа группы из шести циклонов
с выводом газа через улитку приведен на
рис. IV-2, а с выводом газа через сборник — на
рис. IV-3.
12. В табл. IV-4 указан рабочий объем бункеров к одиночным циклонам
и их группам. Угол наклона стенок бункера должен быть больше угла есте-
ственного откоса (обычно 55—60°).
Для уменьшения общей высоты бункера можно устанавливать в одной
группе циклонов несколько бункеров.
13. Для нормальной работы циклонов необходимо соблюдение следующих
условий.
а) При использовании группы циклонов, смонтированных на одном бункере,
ие должно быть перетока газа через бункер от одного циклона к другому. По-
этому циклоны, объединяемые в группу, должны иметь одинаковое гидравличе-
ское сопротивление. Газ должен подводиться и отводиться таким образом, чтобы
было обеспечено равномерное его распределение между циклонами.
б) При монтаже группы циклонов входные патрубки крайних циклонов сле-
IV-1. Циклон одиноч-
ный ЦН-15.
дует приваривать к коллектору.
в) Пылевыгрузочные устройства должны быть герметичными. Негерметич-
ность их приводит при работе циклона под давлением к выбросу пыли в рабочее
469
IV. РАЗДЕЛЕНИЕ ГАЗОВЫХ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ
помещение, при работе под разрежением — к подсосу воздуха, что резко сни-
жает степень очистки. Совершенно недопустимо использование конусной части
циклона в качестве емкости для собирания пыли. Выгрузку пыли можно про-
изводить только из бункера через пылевые затворы.
Таблица IV-2
Геометрические размеры (в долях диаметра) одиночных циклонов
Характеристика циклона Тип циклона
ЦН-15 ЦН-15у ЦН-24 ЦН п
Высота входного пат- рубка (внутренний размер а) .... 0,66 0,66 1,11 0,48
Высота выходной трубы с фланцем /гт . . . 1,74 1,5 2,11 1,56
Высота цилиндрической части корпуса /гц . . 2,26 1,51 2,11 2,08
Высота конуса hK 2 1.5 1,75 2
Высота внешней части выходной трубы /гв . 0,3 0,3 0,4 0,3
Общая высота Н . . . 4,56 3,31 4,26 4,38
Наружный диаметр вы- ходной трубы d . 0,6 0,6 0,6 0,6
Внутренний диаметр пылевыпускного от- верстия di ... . 0,3—0,4 0,3—0,4 0,3—0,4 0,3—0,4
Ширина входного пат- рубка bi/b . . 0,26/0,2 0,26/0,2 0,26/0,2 0,26/0,2
Длина входного пат- рубка 1 0,6 0,6 0,6 0,6
Расстояние от низа цик- лона до фланца ЛфЛ 0,24—0,32 0,24—0,32 0,24—0,32 0,24—0,32
Угол наклона крышки и входного патруб- ка а 15° 15° 24° 11°
Внутренний диаметр D 40—800 мм 200—800 мм 400—1000 мм 40—800 мм
Рекомендуемые типы пылевых затворов: шиберные и шаровые для периоди-
ческого выпуска пыли, «мигалки» и лопастные затворы для непрерывного вы-
пуска пыли. На выпускных отверстиях циклона установка пылевых затворов не
допускается.
14. Режим работы циклонов сильно влияет на эффективность пылеулавлива-
ния. Поэтому для установок, работающих, с переменным расходом газа, преду-
сматриваются устройства, отключающие часть циклонов при уменьшении коли-
чества газа, поступающего на очистку.
15. Эффективность пылеосаждения зависит от степени запыленности газа и
слипаемости пыли.
По степени слипаемости пылн различного состава, отделяемые от газов в
циклонах ЦН, ориентировочно распределяются по группам (табл. IV-5).
Допускаемая запыленность газа неслипающимися и слабослипающнмися
пылями указана в табл. 1V-6. Для среднеслипающихся пылей допускаемая
запыленность уменьшается в 2 раза против указанной в табл. IV-6, а для сильно-
слипающихся — в 4 раза.
470
ОЧИСТКА ГАЗОВ В ЦИКЛОНАХ
471
IV. РАЗДЕЛЕНИЕ ГАЗОВЫХ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ
16. Давление (разрежение) очищаемого газа, поступающего в циклон, может
быть любым при условии обеспечения необходимой прочности и герметичности
аппарата. Нормализованные циклоны рассчитаны на давление (разрежение) до
250 лив вод. ст. и могут работать при температуре газа до 400° С.
17. Температура газа, во избежание конденсации влаги иа стенках аппа-
рата и на частицах пыли, должна быть выше точки росы.
При улавлйвании негигроскопической пыли, точка росы для которой ниже
60° С, температура газа должна превышать точку росы по крайней мере на
20 град\ прн точке росы 60—80° С температура газа должна быть выше точки
росы не менее чем на 35 град. При улавливании гигроскопической пыли с точкой
росы ниже 80° С температура газа должна быть выше точки росы не менее чем
на 50 град, прн точке росы выше 80° С следует перед впуском в циклон запы-
ленного газа прогреть стенки горячим незапыленным газрм. Кроме того, наруж-
ная поверхность циклонов должна покрываться тепловой изоляцией. Температура
наружной поверхности аппарата или изоляции допускается обычно не выше 5э°С.
472
ОЧИСТКА ГАЗОВ В ЦИКЛОНАХ
Таблица /V-5
Группы слипаемости различных видов пыли (циклоны ЦН)
Неслипающиеся и слабо- сляп «ющиеся пыли (группа I) Среднеслипающиеся пыли (группа II) Снльнослипающиеся пыли (группа III)
Глиноземная пыль Угольная пыль Шлаковая пыль Летучая зола со значи- тельным недожогом (угли Т, АШ; слоевое сжигание любых уг- лей) Магнезитовая пыль (су- хая) Сланцевая пыль Апатитовая пыль (су- хая) Доменная пыль Летучая зола без недожо- га (подмосковные угли) Торфяная зола Магнезитовая пыль (влажная) Пыль концентратов цвет- ных металлов и желез- ного колчедана Окиси цинка, свинца, оло- ва (предварительно скоагулированиые) Пыль из вращающихся и шахтных печей цемент- ного производства Цементная пыль -(из су- хого воздуха) Сажа (скоагулированная) . Торфяная пыль' Мучная пыль Волокнистая пыль (асбест, хлопок, шерсть и т. п.) Цементная пыль (из влажного воздуха) Гипсовая и алебастро- вая пыль Огарковая пыль (при температуре от 500° С и выше)
Таблица /Г-5
Допускаемая запыленность газа
(содержание иеслипающихся
и слабослипающихся пылей) для одиночных
циклонов ЦН при 0° С и 760 лсм г,т. ст.
Диаметр циклона, мм Допускаемая запыленность газа, ?/жЗ,ие выше
800 400
600 300
400 200
200 150
100 60
60 40
40 2«
Рис. IV-3. Схема монтажа группы из
шести циклонов с выводом газа
через сборник.
ВыхоВ газа
473
IV. РАЗДЕЛЕНИЕ ГАЗОВЫХ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ
18. Во избежание значительного выпадения пыли во входном газоходе Ско-
рость газа в нем должна быть не менее 10 м/сек, а при большой запыленности
и крупной пылн — н.е менее 15—20 м/сек.
19. Установки циклонов ЦН, предназначенные для улавливания легко взры-
вающихся или самовозгорающихся частиц пыли, не должны иметь узлов, па
которых может происходить скопление пыли; кроме того, аппараты должны быть
оборудованы взрывными клапанами.
батарейные циклоны бц
20. Батарейные циклоны (рис. IV-4) состоят из отдельных циклонных эле-
ментов, сгруппированных в секцию (батарею) в отдельном корпусе, снабженном
пылевым бункером.
Выход газа В каталоге [IV-6] приводятся данные по
циклонным элементам диаметром 100, 150 и
250 мм.
Вход
газо
21. В циклонных элементах диаметром
150 и 250 мм эффективно улавливаются ча-
стицы диаметром более 10 мк; при меньшем
диаметре элементов могут эффективно улавли-
ваться частицы диаметром 4—5 мк.
Рис. 1V-4. Батарейный
циклен.
Рис. IV-5. Циклонный
элемент с направляю-
щим аппаратом типа
«розетка».
Рис. IV-6. Циклонный
элемент с направляю-
щим аппаратом типа
«винт».
22. В циклонных элементах применяются направляющие аппараты типа «ро-
зетка» с восемью лопатками, наклоненными под углом 25 или 30° (рис. IV-5),
и типа «винт» с двумя винтовыми лопастями, наклоненными под углом 25°
(рис. IV 6).
471
ОЧИСТКА ГАЗОВ В ЦИКЛОНАХ
Таблица IV-7
Рекомендуемое число элементов в прямоугольных секииях батарейных циклонов
Тип секции Число элементов в ряду Общее число элементов в секции Примечание
’Пять рядов в глубину (ПС-5)
ПС-5-25 5 25 Для 100 элементов мм диаметром
ПС-5-30 6 30 Для элементов диаметром
150 мм
ПС-5-35 7 35
ПС-5-40 8 40 } Для элементов всех типов
ПС-5-45 9 45
Шесть рядов в глубину (ПС-6)
ПС-6-36 6 36
ПС-6-42 7 42
ПС-6-48 8 48 Для элементов всех типов
ПС-6-54 9 54
ПС-6-60 10 60
Восемь рядов н глубину (ПС-8)
ПС-8-64 ПС-8-72 8 9 64 72 | Для элементов всех типов
ПС-8-80 10 80 Рекомендуется ставить пере- городку в бункере
ПС-8-88 11 88
ПС-8-96 12 96 Устройство перегородки в бун-
ПС-8-104 13 104 кере обязательно
ПС-8-112 14 112
Десять рядон в глубину (ПС-10)
ПС-10-100 ПС-10-110 10 11 100 ПО | Для элементов всех типов
ПС-10-120 12 120 | Устройство перегородки в бун-
ПС-10-130 13 130 I кере обязательно
ПС-10-140 14 140
ПС-10-150 15 150 1 Рекомендуется устройство
ПС-10-160 16 160 1 двух бункеров в секции
475
IV. РАЗДЕЛЕНИЕ ГАЗОВЫХ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ
В элементах с направляющим аппаратом типа «розетка» газ очищается от
пыли лучше, чем в элементах с направляющим аппаратом типа «винт».
23. Батарейные циклоны с элементами диаметром 100 мм используются для
очистки газа от топкой пыли при расходе газа не менее 2500 м3/ч, с элементами
диаметром 150 мм—при расходе газа не менее 7500 мл/ч, с элементами диамет-
ром 250 мм — при расходе газа не менее 25 000 м3/ч.
24. Рекомендуемое число элементов в прямоугольных секциях батарейных
циклонов указано в табл. 1V-7.
25. По степени слипаемости различают четыре группы пылей, отделяемых от
газов в батарейных циклонах (табл. IV-8). Однако для улавливания пыли чет-
вертой группы установка батарейных циклонов не рекомендуется.
Таблица IV-S
Группы слипаемости различных видов пыли (циклоны БЦ)
Неслипающне- ся пыли (группа I) Слабослнпаю- щиеся п-ыли (группа II) Среднее л ипаюшиеся пыли (группа III) Сильнослипаютиеся пыли (группа IV)
Г линоземная пыль Шлаковая пыль Летучая зола с недожогом более 30% при пылевид- ном сжигании каменных углей Летучая зола при слоевом сжигании лю- бых углей Коксовая пыль Магнезитовая пыль (сухая) Сланцевая пыль Доменная пыль (после пер- вичных пыле- ос адителей) Апатитовая пыль (сухая) Летучая зола без не- дожога (подмосков- ные углн) Торфяная зола Магнезитовая пыль (влажная) Пыль концентратов цветных металлов и железного колчедана Окиси цинка, свинца, олова (предваритель- но скоагулирован- ные) Пыль из вращающихся и шахтных печей це- ментного производ- ства'- Цементная пыль (из сухого воздуха) Сажа (скоагулирован- ная) Торфяная пыль Цементная пыль (из влажного воздуха) Гипсовая и алебастро- вая пыль Пыль глины, коалина и мергелей (мелкая) Огарковая пыль», (при температуре "^-500° С) Мучная пыль Волокнистая пыль (ас- бест, хлопок, шерсть и т. п.) Зола с недожогом ме- нее 25% при сжига- нии антрацитового штыба
26. Допускаемая запыленность газа слабослипающимися пылями (группа II)
указана в табл. IV-9.
Для пылей I группы допускаемая запыленность может быть увеличена
в 2—3 раза. Для пылей III группы допускаемая запыленность должна быть
уменьшена в 2 раза против указанной в табл. IV-9.
27. Режим работы батарейного циклона существенно влияет на эффектив-
ность пылеулавливания; поэтому следует проектировать аппараты с несколькими
секциями для возможности отключения или включения их при изменении на-
грузки.
28. Каждая секция батарейного циклона снабжается отдельным бункером
; с пылевым затвором. Температура газа должна быть выше точки росы по край-
ней мере на 20—25 град, чтобы избежать конденсации водяных паров на стей-
ках аппарата и на частицах пыли.
476
ОЧИСТКА ГАЗОВ В ЦИКЛОНАХ
Таблица IV-9
Допускаемая запыленность газа (содержание слабослипающихся пылей) для элементов
батарейного циклона при 0° С и 760 мм рт. ст.
Тип направляющего аппарата Диаметр элемента, мм Допускаемая запыленность газа, г/жЗ, не выше Тип направляющего аппарата Диаметр элемента, мм Допускаемая запыленность газа, г/л/З, не выше
Винт 100 25 Розетка 100 15
» 150 50 » 150 35
» 250 100 » 250 75
29. Средняя производительность элементов батарейного циклона указана в
табл. IV-ГО.
Таблица IV-10
Средняя производительность элементов батарейного
циклона
Тип направляющего аппарата Диаметр элемента, мм Производи- тельность на один элемент, м^/ч
Винт (а = 25°) . . 100 112
254 760
Розетка (а=25°) . . 150 256
254 730
Для очистки газов от пыли, вызывающей износ крыльчаток вентиляторов, ба-
тарейные циклоны устанавливают перед вентиляторами.
30. Конструкции, приведенные в каталоге [IV-6], рассчитаны на давление
(разрежение) до 250 мм вод. ст. и температуру газа не выше 400° С.
Батарейные циклоны изготовляют обычно с прямоугольными корпусами и
прямоугольными распределительными камерами, хотя конструкции с клиновид-
ными камерами имеют несколько меньшую высоту и меньший вес. Для равно-
мерного распределения воздуха по всему сечению камеры газ должен подводить-
ся через диффузор. Ширина диффузора должна быть не меньше, чем расстояние
между осями крайних элементов в поперечном ряду, высота должна равняться
высоте распределительной камеры; угол раскрытия равен 15°. Требования к гер-
метизации установок такие же, как и при установке одиночных циклонов ЦН.
Подробнее о батарейных циклонах см. [IV-5, IV-6].
КОЭФФИЦИЕНТ ОЧИСТКИ циклонов ЦН
31. Коэффициентом очистки (эффективностью) называется отношение коли-
чества пыли, уловленной в циклоне Gy.-i. к количеству пыли, поступившей за это
же время в циклон GBB4:
^Гул , ^иач ^кои ,
I) = —— 100 =---------------100 % (IV-2)
^нач ^нач
где GK0H — количество пыли в газе на выходе из циклона.
477
IV. РАЗДЕЛЕНИЕ ГАЗОВЫХ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ
32. Фракционным коэффициентом очистки называется отношение количества
уловленной пыли данной фракции к количеству пыли той же фракции, посту-
пившей в циклон за это же время:
^фр-ул °фр. нач °фр. кон
Пфр = -с----- 100 =-------;----------100 %
О'фр. нач е>фр. иач
33. Коэффициент очистки может быть подсчитан с достаточной для практи-
ческих целей точностью по фракционному составу пыли в газе и по фракционным
коэффициентам очистки:
^фр,0! ПфйФ2 ПфрпФ„
100 + 100 + ••• + 100
(IV-3)
(IV-4)
где п — число фракций пыли: т]ф₽ , т]фр ... — фракционные коэффициенты очист-
ки газа в данном циклоне, %; Фь Фа — — относительное количество пыли дан-
ной фракции (процентное содержание по отношению к общему количеству пыли).
Рис. IV-7. Фракционные коэффициенты очистки газа
от пыли в циклоне ЦН-15.
Условия очистки: £>=600 лек; р = 1930 кг/л8; -^- = 75 м;
т Ptg
7 = 210° С; р0 = 1,32 кг/м* (при нормальных условиях); начальная
концентрация пыли 1,7 г/кЕ.
Расчетное значение будет близким к фактическому его значению только
при наличии точных данных о дисперсном составе пыли.
34. На рис. 1V-7 приведены фракционные коэффициенты очистки газа от
пыли в одиночном циклоне ЦН-15 (0=600 мм) для определенных условий. Этот
график является исходным для определения коэффициента очистки в циклонах
других типов и размеров.
35. Коэффициент очистки ц для циклонов ЦН рассчитывается в следующем
порядке. По рис. IV-7 определяют значения фракционных коэффициентов очистки
•]Фр для исходного дисперсного состава пыли, после чего вычисляют по формуле
478
ОЧИСТКА ГАЗОВ В ЦИКЛОНАХ
(1V-4) коэффициент очистки т] для условий, указанных на рисунке. Затем зна-
чение 1] пересчитывают на заданные условия и для различных типов и диаметров
циклона, применяя следующие графики: а) график для пересчета коэффициента
очистки газа ч при переходе от одного типа циклона к другому (рис. IV-8);
б) график зависимости коэффициента очистки газа ч от диаметра циклона D
D. мм
Рис. IV-8. Изменение коэффи-
циента очистки газа т] в зависи-
мости от типа циклона.
Пример. Для циклона ЦН-15
найдено 4 = 90% (точка А). Чтобы опреде-
лить значение 4 для циклона ЦН-24, из
точки А проводим вертикаль до пересе-
чения с линией ЦН-24. В точке В нахо-
дим 4 й 82.7%.
Рис. IV-9. Изменение коэффициента очистки
газа Ч в зависимости от диаметра ци-
клона ЦН.
Пример. Для циклона с Z) = 900 мм найдено
4=85% (точка А). Чтобы определить значение 4 для
£) = 500 мм, находим иа той же кривой точку В,
ордината которой дает искомое значение 4 = 88%.
(рис. IV-9); в) график зависимости коэффициента очистки газа ч от плотности
пыли рт (рис. IV-10); г) график зависимости коэффициента очистки газа ч от
отношения гидравлического сопротивления циклона (в н/м2) к плотности газа прн
рабочем давлении и данной температуре bp/ptg (рис. IV-11).
Таблица IV-1
Расчетная таблица для подбора типа и диаметра циклона ЦН при очистке газа
от летучей золы
Тип циклона Диаметр циклона, мм
100 200 300 400 500 600 700 800 1000
Коэффициент очистки 4
ЦН-11 97,0 96,0 95,0 94,0 93,0 92,0 91,5 91,0
ЦН-15 96,5 94,5 93,0 91,8 90,8 89,0 88,5 88,0 .
ЦН-15у . 95,5 93,0 91,0 89,0 88,0 86,0 85,5 84,5 —
ЦН-24 94,0 91,0 88,0 85,5 84,0 81,5 81,0 80,0 75,5
479
IV. РАЗДЕЛЕНИЕ ГАЗОВЫХ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ
Рис. IV-10. Изменение коэффициента
очистки газа ч в зависимости от
плотности пыли рт для циклонов ЦН.
Пример. При рт=2700 кг/м* найдено
т)=70Х (точка А). Чтобы определить значе-
ние т)при РТ = 15ОЭ кг/м', находим точку В иа
пересечении соответствующей кривой с вер
тикалью рт = 1500 кг!м\ Ордината точки £
дает искомое значение ц=60%
Рис. IV-11. Изменение коэффициента
очистки газа т] в зависимости от
отношения kplvtg Для циклонов ЦН.
Пример. При ^- = 75 ж найдено
т)=85% (точка А). Чтобы определить значе-
ние п при - — = Ю ж, находим точку В
Vtg
на пересечении соответствующей кривой с
вертикалью =40 ж. Ордината точки В
дает искомое значение т)=80я.
Таблица IV-12
Приближенные значения коэффициентов очистки п (в %) для циклонов ЦН и элементов
батарейных циклонов / плотность пыли 2300 кг[мъ, £ = 76 л< j
Тип циклона Диаметр циклона, мм Размер пылииок, мк
5 10 20
IJH-15 800 50 85 97,5
ООО 55 87 98
400 69 89 98,5
200 77 93 99
100 83 95 99,5
UH-15V 800 40 81 97
200 70 91 99
ПН-24 1000 30 70 96
500 41 79 97
ЦН- 1 800 65 90 98
100 85 97 99,8
Винт 250 63 78 91
БЦ Розетка 250 72 84 93
». • . . . . 150’ 78 88 95
» 100 82 91 96
480
ОЧИСТКА ГАЗОВ В ЦИКЛОНАХ
Расчет заканчивается составлением таблицы зависимости коэффициента
очистки от диаметра и типа циклона. Пример такой таблицы для частного случая
улавливания летучей золы при сжигании угля марки АРШ приведен
в табл. IV-11 [IV-З]. <
Коэффициент очистки для группы циклонов ЦН принимается такой же, как
для одиночного циклона. '
Приближенные значения коэффициентов очистки приведены в табл. IV-12.
Если дисперсный состав пыли неизвестен, то для приближенного расчета
можно воспользоваться данными табл. IV-13 [IV-4].
Таблица IV-1
Характеристика пылей, образующихся при некоторых технологических процессах
Наименование оборудования Материал, из которого образуется пыль (ылеииость га- на входе, г/м$ и 0° С и мм рт. ст.) Размер пылинок, мк S ч 3 о О Я
Ю 1 О 5-10 SI-0I 15—20 20-30 30-40 40-60 1 06-09 8 А
|§&s СО Фракционный состав уноса, масс. %
Шаровая мельница Цемент — 16,6 11,8 34,0 16,6 11,8 3,1 2,9 2,3 0,9 2,9
Вращаю- щаяся це- ментная об- жиговая печь (мок- рый способ) Компоненты це- ментного сы- рья, зола топ- лива н т. п. 24,2 18,1 2,2 26,8 13,3 10,4 2,9 2,1 2,7
Углесу- шильный барабан Трубчатая печь для об- жига магне- зита Каменный уголь — 17,5 20,3 11,8 10,3 17,0 9,7 10,2 1,0 2,2 1,6
Каустик ~60,0 и.о 16,0 17,0 10,0 15,0 10,0 6,0 10,0 5,0 2,56
Г енератор водяного газа Кокс -3,6 3,7 4,3 1,9 2,7 3,0 3,8 6,6 11,3 62,7 1,9
Печь для обжига гип- са во взве- шенном состоянии Алебастр 6,0 19,0 18,0 10,0 11,5 6,5 14,0 7,5 7,5 2,4
Шахтная мельница Г ипс — 9,1 15,1 1,9 6,2 8,8 11,1 12,5 17,7 17,6 -2,4
Сушильный барабан Апатитовый концентрат 20—12С 27,5 25,5 5,5 9,7 19,2 7,7 4,С 0,8 0,1 3
КОЭФФИЦИЕНТ ОЧИСТКИ БАТАРЕЙНЫХ ЦИКЛОНОВ ВЦ
36. На рис. IV-12 приведены фракционные коэффициенты очистки газа от
пыли в батарейном циклоне, имеющем элементы диаметром £> = 250 мм с направ-
ляющим аппаратом типа «винт» (а=25°). Этот график является исходным для
определения коэффициента очистки в циклонах других типов и размеров.
16 Зак. 134
481
с1т,мк
Рис. IV-12. Фракционные коэф-
фициенты очистки газа от пыли
в батарейном циклоне.
Условия очистки: £> — 250 жл; напра-
вляющий аппарат типа „винт" (а=25°);
р =2209 кг/м”; ^- = 80 м; ( = 180'С;
т р(е
ро=1,32 kz;Mz (при нормальных условиях);
начальная концентрация пыли 18 г£м8.
мости от типа и диаметра эле-
мента батарейного циклона:
/ — „розетка-, 0=40 мм, а = 25“; 2 —„ро-
зетка", £>=60 мм, а = 25°; 3 — „розетка",
D = 10Эмм, а = 25°; 4 — „розетка", £> =
г=150 мм, а=25°; 5 — „розетка", D=250 мм,
а = 25°; 6— „винт**, £) = 250 мм, а = 25°;
7 —„розетка", £>=250 мм, а = 30°.
Пример. Для циклонного эле-
мента 5 иайде jo т) = 90 % (точка Л). Что-
бы определить значение т] для эле-
мента о, из точки А проводим вертикаль
до пересечения с линией 6 (точка В).
Ордината точки В дает искомое значение
т] И 86,5%.
Рис. 1V-14. Изменение коэффициента
очистки газа ц в зависимости от
плотности пыли рт для батарейных
циклонов (пример см. рис. IV-10).
bp/.Pt 9’м
Рис. 1V-15. Изменение коэффициента
очистки газа ц в зависимости от от-
ношения \piptg Для батарейных ци-
клонов (пример см. рис. IV-11).
482
ОЧИСТКА ГАЗОВ В ЦИКЛОНАХ
37. Коэффициент очистки (эффективность) т) для циклонов БЦ рассчитывает-
ся в следующем порядке. По рис. IV-12 определяют значения фракционных ко-
эффициентов очистки т)Ф₽ для исходного дисперсного состава пыли, после чего
вычисляют по формуле (IV-4) коэффициент очистки г) для условий, указанных на
рисунке. Затем значение г] пересчитывают на заданные условия для различных
типов и диаметров элементов циклона, применяя следующие графики: а) график
для пересчета коэффициента очистки газа г) при переходе от одного типа ци-
клона к другому (рис. IV-13); б) график зависимости коэффициента очистки
газа т] от плотности пыли рт (рис. IV-14); в) график зависимости коэффициента
очистки газа г) от отношения Др/р<£ (рис. IV-15).
Приближенные значения коэффициентов очистки см. в табл. IV-12.
ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ЦИКЛОНОВ
38. Гидравлическое сопротивление циклонов ЦН (рис. IV-1), группы цикло-
нов ЦН (рис. IV-2) или батарейного циклона БЦ (рис. IV-4) определяется по
формуле:
А 7- Н
2 Ж*
(IV-5)
где t,— коэффициент гидравлического сопротивления циклона (между его па-
трубками), рассчитанный по фиктивной скорости Шф (табл. IV-14); pt — плот-
ность газа при рабочем давлении и тем-
пературе t в циклоне, кг/м3-, w$ — фик-
тивная (условная) скорость газа, полу-
чаемая как отношение секундного объ-
емного расхода газа к полному внутрен-
нему поперечному сечению корпуса цик-
лона.
Фиктивная скорость:
, Усек -Ч /ТА/
ф~ 0.785D2 сек (IV'6)
где Усек — объем газа, проходящего че-
рез один циклон, м3/сек-, D — внутрен-
ний диаметр корпуса циклона, м.
Фиктивная скорость в элементе дол-
жна быть не меньше 2,2—2,5 м/сек, что-
бы исключить возможность забивания
его пылью.
39. Оптимальные условия работы
обычного и батарейного циклонов обе-
спечиваются при
-^- = 55 -=-75 м (IV-7)
Выше этих значений будет иметь
место значительный перерасход энергии
Таблица IV-14
Гидравлическое сопротивление циклонов,
рассчитанное по фиктивной скорости
Тип циклона 1
ЦН-15 105
ЦН-15у 110
ЦН-24 60
ЦН-11 180
( Розетка (а = 25°) 90
БЦ { Розетка (а = 30°) 65
( Винт (а = 25°) 85
Примечания. 1. Для группы ци-
клонов ЦН гидравлическое сопротивление
принимается на 10% больше, чем для оди-
ночного циклона.
2. Приведенные в таблице данные учи-
тывают сопротивление только самого цикло-
на. Подводы и отводы газа должны учиты-
ваться отдельно (табл. 1-7).
при почти постоянном коэффициенте
очистки; ниже этих значений коэффициент очистки будет заметно снижаться.
ПОРЯДОК РАСЧЕТА ЦИКЛОНОВ
40. Основные исходные данные для расчета циклонов:
а) объем очищаемого газа, приведенный к нормальным условиям, м3/ч;
б) температура газа на входе в циклон, °C;
483
IV. РАЗДЕЛЕНИЕ ГАЗОВЫХ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ
ОЧИСТКА ГАЗОВ В ЦИКЛОНАХ
в) точка росы, °C;
г) плотность газа при нормальных условиях, кг/м3;
д) содержание водяных паров в газе, кг/кг (или %);
е) запыленность газа на входе в циклон при нормальных условиях, г/м3;
ж) дисперсный состав пыли по фракциям, масс. %;
з) сведения о слипаемости пыли;
и) плотность и насыпная плотность пыли, кг/м3-,
к) давление газа на входе в циклон, н/м2 (или мм рт.ст.);
л) требуемый коэффициент очистки газа, %.
41. При проектировании циклонов расчет ведут в следующей очередности.
а) Устанавливают группу слипаемости пыли по аналогии с данными, приве-
денными в табл. IV-5 и IV-8. Проверяют соответствие начальной запыленности
газа и максимально допустимой (табл. 1V-6 и 1V-9).
б) Для определения коэффициента очистки необходимо знать дисперсионный
состав пыли. Если он неизвестен, то для приближенного расчета можно пользо-
ваться данными, приведенными в табл. IV-13.
в) Устанавливают ожидаемый коэффициент очистки в зависимости от типа
и диаметра циклона, применяя рис. 1V-7—IV-11 или IV-12—1V-15, а затем выби-
рают отвечающий заданию тип и диаметр циклона ЦН или элемента циклона БЦ.
г) Установив тип и диаметр циклона, определяют объем газа, число цикло-
нов и фиктивную скорость газа.
Рабочий объем газа, проходящего через один циклон ЦН или через один эле-
мент циклона БЦ:
VceK = 0,785и>ф£)2 = 3.48D2 ~ (IV-8)
ИЛИ
Усек = 5.8D2 -\7~^(273 + Z)- Jfl (IV-9)
V P0gpKi сек
где Шф — фиктивная (условная) скорость газа, м)сек; D — внутренний диаметр
циклона ЦН или элемента батарейного циклона БЦ, м; р0 и р( — плотность газа
при нормальных и рабочих условиях, кг/м3; £ — коэффициент гидравлического
сопротивления циклона (табл. IV-14); Др — гидравлическое сопротивление цик-
лона, н/м2 [формула (IV-5) ]; рк — абсолютное давление рабочего газа в распредели-
тельной камере (на входе в циклон), мм рт.ст.;1— рабочая температура газа, °C.
Приближенные значения производительности для одиночного циклона ЦН
можно определить по рис. IV-16, а для элементов батарейного циклона — по
рис. IV-17.
Число циклонов (элементов):
»г У об. сек о ос-7 Уоб. сек "I / _л 170 ^б. сек -./ Ро№? nvim
= “Усек = ’ —2 - У — = 0,172 —ОТ- |/ Др(273 р) ( )
где Гое. сек — общий объем очищаемого влажного воздуха прн рабочих усло-
виях, мР/сек.
Фиктивная скорость газа может быть вычислена по формуле:
w. = Усек _ -•/ 2А1 (IV-11)
* 0,7б5О2 V р£ сек U ’
Подробнее расчет циклонов см. [IV-1, IV-3—IV-6].
Другие аппараты для сухой очистки воздуха (газов) от пыли см. [IV-1, IV-2,
1V-8, 0-2].
484
1000 3000 5000 7000 3C00 11000 13000 15000 17000 & и L соответствуют производительностям
2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 циклонов различных типов.
Производительность одного циклона, м3/ч
IV. РАЗДЕЛЕНИЕ ГАЗОВЫХ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ
Очистка газов в пенных аппаратах
42. Из аппаратов для мокрой очистки газов все более широкое применение
находят пенные газоочистители ЛТИ [IV-9].
Пенные аппараты используются на предприятиях химической промышлен-
ности для очистки вентиляционного воздуха,
газов различных примесей, для нагревания
при их непосредственном контакте, для аб-
сорбции и десорбции газов, для концентри-
рования жидкостей и т. п.
Схема однополочного пенного аппара-
та показана на рис. 1V-18, схема трехпо-
лочного аппарата — на рис. 1V-19, схема
свободного слива пены — на рис. IV-20.
Выход газа
Выход суспензии
Рис. IV-18. Схема однополочного
пенного аппарата:
г —корпус: 2— решетка; 3 —бункер;
4 —приемная коробка; 5—вход запылен-
ного газа; 6— штуцер для выхода очи-
щенного газа; 7 —порог; 8— сливная
коробка; 9— трубопровод для слива су-
спензии; 10— штуцер для выхода су-
спензии.
для улавливания нз технологических
или охлаждения газов и жидкостей
Рис. 1V-19. "Схема трехполоч-
ного пенного аппарата:
1 — корпус; 2—решетка; 3 — вход
запыленного газа; 4— штуцер для вы-
хода очищенного газа; 5 — штуцер
для входа жидкости; 6 — приемная
коробка; 7 —порог; 8 — сливная ко-
робка; 9 — гидравлический затвор;
10— штуцер для выхода суспензии.
Пенные аппараты могут быть круглого или прямоугольного сечения. В круг-
лом аппарате обеспечивается лучшее распределение газа по сечению, в прямо-
угольном — лучшее распределение жидкости.
Метод расчета пенных аппаратов см. [IV-7],
Нормали на пенные газоочистители прямоугольного сечения составлены со-
вместно институтом «Гипрогазоочистка» и ЛТИ им. Ленсовета (табл. 1V-15, IV-16
и IV-17). В этих нормалях приведены данные для очистки от пыли нейтральных
газов, не образующих в процессе водной промывки кристаллизующихся солей.
43. Конструкции пенных газоочистителей, приведенные в нормалях, рассчи-
таны на очистку газа при температуре до 100° С и запыленности не выше 200—
300 г/м3. Пенные газоочистители могут работать и при более высокой темпера-
туре, но тогда в рекомендуемые нормы расхода воды необходимо вводить по-
правки согласно тепловому балансу аппарата. При температуре газа выше
400 С конструкция аппарата должна обеспечить соответствующую прочность и
487
IV. РАЗДЕЛЕНИЕ ГАЗОВЫХ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ
отсутствие тепловых деформаций; должно учи-
тываться также изменение объема газа, а сле-
довательно и его скорости в результате охла-
ждения или нагрева.
Приведенные в нормалях конструкции рас-
считаны на избыточное давление (разрежение)
не более 200 мм вод. ст. [IV-9].
44. В нормалях приведены однополочные и
двухполочные пенные газоочистители двух ти-
пов;
а) аппараты с отводом воды через слив-
ное устройство над решеткой — ПГС (табл.
IV-15 и IV-17);
Рис. IV-20. Схема свободного слива пены
с решетки пенного аппарата.
- Таблица IV-15
Основные данные для выбора однополочных пенных газоочистителей с отводом воды через
сливное устройство над решеткой (аппараты ПГС-ЛТИ)
Обозна- чение аппа- рата Расход газа Расход воды Ско- рость газа в аппа- рате Гидравли- ческое сопроти- вление полки аппарата Высота пены Пло- щадь сече- ния решет- ки Высо- та по- рога Выс >та аппа- рата
м^/ч мЫсек л>м^ -«З/ч м/сек мм воО. сгп. мм л<2 мм мм
2 100 0,58 1,4 31 73
3 3000 0,83 0,2 0,6 2,0 36 90 0,42 60 2 195
3 900 1,08 2,6 44 105
3 850 1,07 1,4 31 73
5,5 5500 1,53 0,21 1,15 2,0 36 90 0,77 60 2 460
7100 1,97 2,6 44 105.
7 000 1,94 1,4 31 75
10 10 000 2,78 0,23 2,3 2,0 36 90 1,40 55 2 920
13000 3,61 2,6 44 105
16 12 000 3,33 1,5 32 80
16 000 4,45 0,25 4,0 2,0 36 90 2,24 55 3 420
20 000 5,55 2,5 43, 100
18 500 5,14 1,6 36 82
23 23 000 6,39 0,25 5,75 2,0 41 90 3,22 55 4 490
28500 7,9) 2,5 49 100
24 000 6,66 1,6 36 82
30 30 000 8,33 0,28 8,4 2,0 41 90 4,2 50 4 950
37 500 10,41 2,5 49 100
33000 9,61 1,65 37 83
40 40 000 11,11 0,3 12,0 2,0 41 •90 5,60 50 5750
48 000 13,33 2,4 47 100
42 500 9,16 1,7 38 85 •
50 50 000 11,11 0,3 15,0 2,0 41 90 7,00 50 6 030
60 000 13,33 2,4 47 100
488
ОЧИСТКА ГАЗОВ В ПЕННЫХ АППАРАТАХ
Таблица IV-1
Основные данные для выбора однополочных пенных газоочистителей с полным протеканием
воды через отверстия решетки (аппараты ПГП-ЛТИ)
Обо- значе- ние аппа- рата Расход газа Расход воды Ско- рость газа в аппа- рате Гидравли- ческое сопроти- вление полки аппарата Высота пены Пло- щадь сече- ния решет- ки Высота аппарата
.адЗ/ч м^/сек л!м$ жЗ/ч м!сек мм вод. ст. мм Ж2 мм
2400 0,67 1,6 30 70
3 3 000 0,83 0,8 2,4 2,0 34 90 0,42 2275
3 600 1,00 2,4 40 120
3600 1,00 1,6 30 70
4.5 4 500 1,25 0,8 3,6 2,0 34 90 0,63 2 410
5 400 1,50 2,4 40 120
5 300 1,48 1,65 31 75
6,5 6 500 1,80 0,82 5,33 2,0 34 90 0,91 2660
7 800 2,16 2,4 40 120
7600 2,12 1,7 31 75
9 9 000 2,50 0,82 7,4 2,0 34 90 1,26 2920
10 500 2,92 2,35 39 120
10200 2,84 1,7 31 75
12 12000 3,33 0,85 10,2 2,0 34 90 1,68 3180
14 000 3,81 2.3 38 НО
13600 3,78 1,7 31 75
16 16000 4,45 0,85 13,6 2,0 34 90 2,24 3510
18 400 5,11 2,3 38 ПО
17 900 4,97 1,7 31 75
21 21000 5,83 0,87 18,3 2,0 34 90 2,94 4220
24000 6,72 2,3 38 ПО
23 800 6,60 1,7 31 75
28 28000 7,78 0,87 24,4 2,0 34 90 3,92 4 730
32 000 8,93 2,3- 38 ПО
30 000 8,33 1,7 31- 75
35 35000 9,72 0,9 31,5 2,0 34 90 4,90 5160
40 000 11,11 2,3 38 НО
38 000 10,56 1,7 31 75
45 45000 12,50 0,9 40,5 2,0 34 90 6,30 5680
52 000 14,45 2,3 38 ПО
б) аппараты с полным протеканием воды через отверстия решетки (про-
вальные)— ПГП (табл. 1V-16).
Общая степень очистки для обоих типов пенных аппаратов, при прочих рав-
ных условиях, одинакова.
Аппараты ПГС позволяют работать с малым удельным расходом воды и
при весьма больших колебаниях нагрузки по газу и жидкости. Аппараты
ПГП имеют более простую конструкцию и немного меньшее гидравлическое
сопротивление; они применяются при возможности работы с повышенным расхо-
дом воды н при малых колебаниях нагрузки.
489
IV. РАЗДЕЛЕНИЕ ГАЗОВЫХ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ
45. Выбор числа полок в пенном аппарате зависит от двух факторов: от
требуемой степени очистки газа и от его начальной запыленности. При началь-
ной запыленности до 15—20 г/м3 следует применять однополочные аппараты
ПГС и ПГП. При большей начальной запыленности (до 300 г/м3) применяют
двухполочные аппараты.
Таблица IV-17
Основные данные для выбора двухполочных пенных газоочистителей с отводом воды
через сливное устройство над решеткой (аппараты ПГС-ЛТИ-11)
Обо- значе- ние аппа- рата Расход газа Расход воды Ско- рость газа в аппа- рате Гидравли- ческое сопроти- вление двух полок аппарата Высота пены Пло- щадь сече- ния решет- ки Высота порога Высота аппа- рата
м&/ч м^/сек л/м^ жЗ/ч м/сек мм вод. ст. мм JW2 мм мм
3 2 100 3000 3 900 0,58 0,83 1,08 0,2 0,6 1,4 2,0 2,6 67 77 93 73 90 105 0,42 60 2595
5,5 3 800 5 500 7 100 1,07 1,53 1,97 0,21 1,15 1,4 2,0 2,6 67 77 93 73 90 105 0.77 60 2860
10 7 ОЙО 10 000 13 000 1,94 2,78 3,61 0,23 2,3 1,4 2,0 2,6 67 77 93 73 90 105 1,40 55 3 320
16 12 000 16 000 20 000 3,33 4,45 5,55 0,25 4,0 1,5 2,0 2,5 69 77 90 80 90 100 224 55 3 820
При заданной степени очистки газа число полок в аппарате определяют рас-
четом, учитывая эффективность улавливания пыли, достигаемую на каждой
полке.
46. Выбор типа однополочного пенного газоочистителя производят, исходя
из заданной начальной производительности при скорости газа 2 м/сек и высоте
слоя пены 90 мм.
В нормалях приведены данные для пенных газоочистителей производитель-
ностью до 50 000 м3/ч. Если заданная производительность больше 50 000 м3/ч,
то устанавливают несколько аппаратов, сгруппированных в батарею.
47. В табл. IV-18 приведены геометрические параметры решеток. Оптималь-
ная толщина решеток находится в пределах 4—6 мм. При необходимости тол-
щину решеток можно увеличить до 15 мм.
В зависимости от заданной степени очистки газа шаг и диаметр отверстий
могут быть изменены [IV-9], Так, в аппаратах ПГП можно увеличить свободное
сечение решетки, что целесообразно при очистке сильно запыленных газов, но
связано с увеличением расхода воды; прн необходимости снизить расход воды
можно уменьшить свободное сечение решетки, если начальная запыленность газа
невелика. В аппаратах ПГС увеличение свободного сечения решетки при одно-
временном уменьшении диаметра отверстий позволяет несколько снизить гидра-
влическое сопротивление (в случае небольшой начальной запыленности газа).
При улавливании хорошо растворимой пыли можно применять решетки
с диаметром отверстий 3—4 мм при свободном сечении 20—23%.
При изменении характеристики решетки необходимо рассчитать связанное
с этим изменение показателей гидродинамического режима — высоты пены, гидра-
влического сопротивления и т. д.
490
ОЧИСТКА ГАЗОВ В ПЕННЫХ АППАРАТАХ
Геометрические параметры решеток
Таблица 1V-18
Шаг, мм Диаметр отверстий, мм Теоретические свободные сечения, % Шаг, мм Диаметр отверстий, мм Теоретические свободные сечения, %
6 3 22,6 12 5 15,7
8 4 22,6 12 6 22,6
9 4 17,9 13 5 13,4
10 5 22,5 13 6 19,3
10 5,5 27,2 14 6 16,7
11 5 18,7 16 7 17,4
11 6 27,1 18 8 17,9
РАСЧЕТ ПЕННЫХ АППАРАТОВ
48. Площадь поперечного сечения:
.Кнач. м2
(IV-12)
где Пнач — начальный объем поступающего в аппарат газа, м3/сек-, w — скорость
газа, рассчитанная на полное сечение аппарата над решеткой, м/сек.
Скорость газа w принимается в пределах от 1 до 3 м/сек. При меньших
скоростях исчезает пенообразование, при больших — струйный прорыв газа раз-
рушает пену, что увеличивает брызгоунос. Если по условиям производства воз-
можно небольшое колебание подачи газа в аппарат, то целесообразно принимать
среднюю расчетную скорость го=2 м/сек.
49. Количество улавливаемой пыли определяется следующим образом.
Если газ поступает в пенный аппарат холодным, то, пренебрегая изменением
количества газа за счет испарения воды, конечную концентрацию пыли в газе на-
ходят по формуле:
,. . кг
С., ~ cv (1 — П)—Г
Укон Унач ' М3
(IV-13)
где гУна_ — начальная концентрация пыли при 0°С и 760 мм рт.ст., кг/м3',
с _____ конечная концентрация пыли при 0° С и 760 мм рт. ст., кг/м?-, т] — сте-
Укон
пень очистки газа, доли единицы; величиной т] задаются по аналогии со степенью
очистки подобных действующих установок или же ее рассчитывают по формуле
Количество улавливаемой пыли:
________________________________ _ М?
G == V / су -су )—- (IV-14)
>л ( Унач Укон/ Ч
где V — объем газа перед аппаратом, приведенный к нормальным условиям, м3/ч.
50. Количество подаваемой жидкости (воды) определяется из уравнения теп-
лового баланса и зависит от ряда гидродинамических факторов.
Для того чтобы отверстия решетки в пенных аппаратах не забивались густой
суспензией, необходима утечка жидкости через отверстия с целью смывания осев-
шей пыли (на нижней стороне решетки и в отверстиях).
491
IV. РАЗДЕЛЕНИЕ ГАЗОВЫХ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ
Пыль, уловленная в пенном аппарате, удаляется частично с жидкостью, уте-
кающей через отверстия решетки (LyT), а частично с пеной, удаляемой через
сливные устройства (7.сл)-
Концентрацию пыли в жидкости, утекающей через отверстия решетки, при-
нимают в пределах Х = Т : Ж от 1:5 до 1 : 20, причем для пылей, не склонных
к цементации и налипанию, принимают Т : Ж= 1 : 5-=-1 : 10, а для цементирую-
щихся — Т : Ж до 1 : 20 [IV-7].
Количество жидкости, утекающей через отверстия решетки, колеблется в ши-
роких пределах. Обычно принимают, что через отверстия утекает ~50% жидко-
сти, поступающей на решетку. В этом случае количество жидкости, подаваемой
на решетку, определяется по формуле:
L = L ---- (IV-15)
0,5 X сек
где L — количество жидкости, которое должно подаваться на решетку, кг/сек;
LYt — количество жидкости, утекающей через отверстия решетки, кг/сек; Lcn —
количество жидкости, стекающей в виде пены в сливную трубу, кг/сек; Оул —
количество уловленной пыли, кг/сек-, X — концентрация пыли в жидкости, уте-
кающей через отверстия решетки, кг/кг; Кр — коэффициент распределения улов-
ленной пыли между £ут и Z-сл, выраженный отношением количества пыли, по-
падающей в жидкость, утекающую через решетку, к общему количеству уловлен;
ной пыли. Величину /<Р принимают по опытным данным (в среднем 0,7).
51. Высота пены на полке Н для аппаратов, приведенных в нормалях
(табл. IV-15 — 1V-17), определяется по формуле:
И = 4,35 • 10“5-------------- м (IV-16)
(_£_V'3vo.25
\ 9,81 ) ж
где Но — высота исходного слоя жидкости, м; w — скорость газа, рассчитанная
на полное сечение аппарата, м/сек; о — поверхностное натяжение жидкости, н/м;
viK — кинематический коэффициент вязкости жидкости, м2/сек.
Для системы воздух—вода высоту пены можно определить в зависимости от
свободного сечения решетки [IV-10]:
а) для решеток со свободным сечением So до 18%
И = 0,35w (Но + 0,075) + 2W0 (IV-17)
б) для решеток со свободным сечением S0=18-=-30%
Н = 0,65w (Нв 0,015) + 2//0 (IV-18)
Здесь Н — высота пены, м; w — скорость газа, рассчитанная на полное сече-
ние, м/сек; Но — высота исходного слоя жидкости, м.
52. Высота исходного слоя жидкости над порогом:
hc = (3,15 — 0.005Z) № ~ 3 frl2 мм (IV-19)
где i — интенсивность потока жидкости, м3/(м-ч).
Интенсивностью потока называется отношение объема жидкости, стекающей
в сливную трубу, к длине сливного отверстия:
/ / и3
/ = ~ _5------— (IV-20)
^слРж 26слрж М Ч
где 4>сл—длина сливного отверстия, м (при прямоугольном сечении аппарата
Ьсп обычно равняется ширине решетки); L—количество жидкости, поступающей
на тарелку, кг/ч [формула (IV-15)]; рН!—плотность жидкости, кг/м3.
492
ОЧИСТКА ГАЗОВ В ПЕННЫХ АППАРАТАХ
53. Высота порога:
Лп = —*——-л
,,0,6
/уо
(1V-21)
где Н — высота пены, м\ Но — высота исходного слоя жидкости на решетке, лг,
hc — высота исходного слоя жидкости над порогом, м.
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПЕННЫХ АППАРАТОВ
54. Общая степень очистки, или эффективность, определяется по формуле
(1V-2) из материального баланса [IV-9].
55. Фракционная степень очистки определяется отношением количества улов-
ленной пыли данной фракции к количеству пыли той же фракции, внесенной
в аппарат [формула (IV-3)].
56. Если известны фракционные степени очистки, то общую степень очистки
можно приближенно рассчитать по формуле:
п . ,
’-155 2 "Ф-Л ) (IV-Z!>
I ' '
или по формуле (IV-4).
Здесь i — порядковый номер фракции: — степень очистки для i-й фрак-
ции, %; Ф,-— процентное содержание i-й фракции, причем
Ф1-|-Н-••• _b®n=100%
57. Значения т)фр при расчетном режиме работы нормализованных пениых
газоочистителей (и>=2 л/сек, Я=90 мм) можно определить с достаточной точ-
ностью по графикам в зависимости от свойств пыли, диаметра частиц dT и их
плотности Рт- ’
1) По рис. IV-2I:
а) для гидрофильной пыли (SiO2, СаСО31 AI2O3, BaSO4, СиО и др.);
б) для гидрофобной пыли (древесный и каменный уголь, S, ZnS, FeS2, PbS
и др.).
2) По рис. IV-22 для гидрофобной пыли.
Фракционные степени очистки определяются по среднему размеру частиц во
фракции. Например, для фракции 0-=-5 мк 1)фР определяется как для частиц с
dT = 2,5 мк.
58. Если гидродинамический режим значительно отклоняется от расчетного
(w=2 м/сек, Н=90 мм), что может иметь место при изменениях нагрузки аппа-
рата по газу и жидкости или' при специальном увеличении высоты пены Н с
целью повышения эффективности пылеулавливания, то величина г)д определяется
по формуле:
Пд = М% • (IV-23)
Здесь Цд — действительная степень очистки газа; л — степень очистки газа
при расчетных условиях, определенная по рис. IV-21 или IV-22; А — поправоч-
ный коэффициент:
А = 0,717 ]/Г2 — °,2~ (IV-24)
где Н — высота пены, м; ш — скорость газа, м/сек.
Формула (IV-24)применима в пределах® = 1,3 -t-З м/сек и Н — 0,04 ч-0,2 м
59. Для улавливания пыли при небольшой ее концентрации обычно доста-
точно одной полки. Только для улавливания весьма дисперсной пыли (или при
493
IV. РАЗДЕЛЕНИЕ ГАЗОВЫХ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ
большой начальной запыленности газа) применяют более высокий слой пены или
же устанавливают несколько полок. Однако повышение степени очистки при уве-
личении числа полок весьма незначительно.
Рис. 1V-21. Фракционная степень очистки для гидрофильной пыли при
pTd^ > 1 и для гидрофобной пыли при pTdJ > 43,5.
Фракционные степени очистки на т-й полке можно определить по формуле:
ПФРт = ’1фрВ (IV-25)
где т)фр — фракционная степень очистки на т-й полке, %; т]фР — фракционная
степень очистки в однополочном аппарате (рис. IV-21 и IV-22), %; В — попра-
вочный коэффициент, определяемый по табл. IV-19.
Таблица IV-19
Поправочный коэффициент В для многополочного пенного газоочистителя
Номер полки по ходу газа Диаметр частиц фракции, мк
0-2,5 2,5—5 5-7,5 7,5-10 10—15 15—20 20—30 > 30
Вторая полка .... 0,124 0,46 0,5 0,63 0,65 0,78 0,81 1
Третья полка . . . 0,108 0,31 0,4 0,55 0,58 0,75 —
Четвертая полка , . 0,05 0.2 0,38 0,5 — — — —
494
ОЧИСТКА ГАЗОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ
60. Режим работы пенного газоочистителя существенно влияет на эффектив-
ность пылеулавливания; поэтому следует проектировать аппараты с несколькими
секциями для возможности отключения или включения их при изменении на-
ность жидкости, кг/л3; g— ускорение силы тяжести, м.1сек2,Нй — высота исходно-
го слоя жидкости на тарелке, л; а — поверхностное натяжение жидкости, н/м.
Гидравлическое сопротивление жалюзийных брызгоотбойников:
. _ p_wn н
ДРотб = п (0,07 + O,O3wo + O,13wcso + O,6So + 1,3S*) —г (1V-30)
где п — число рядов уголков; — скорость газа в свободном сечении ряда,
м!сек-, So — свободное сечение ряда, л2.
Очистка газов в электрическом поле
62. Обычно электрофильтры рассчитываются по практическим данным о ско-
рости газа, при которой достигается требуемая степень очистки. Подробнее
см. [IV-IJ.
В настоящее время широко используются каталоги, выпущенные Всесоюзным
трестом «Газоочистка» (табл. IV-20).
495
IV. РАЗДЕЛЕНИЕ ГАЗОВЫХ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ
Таблица IV-20 .
Электрофильтры
№ каталога Конструкция электрофильтров Марка
2-А Вертикальные пластинчатые ВП
3-А Кислотные трубчатые кт
4-А Мокрые м
5-А Мокрые трубчатые мт
6-А Цилиндрические мокрые вертикальные трубчатые ЦМВТ
9-А Мокрые кислотные с шестигранными электродами шмк
10-А Сажевые горизонтальные СГ
11-А Содовые мокрые со скруббером СМС
12-А Доменные мокрые дм
13-А Смоляные С
14-А Пылевые газогенераторные пг
15-А Цементные ц
16-А Угольные вертикальные пластинчатые УВП
17-А Дымовые вертикальные пластинчатые ДВП
18-А Дымовые вертикальные пластинчатые с батарейными ДВПбц
циклонами
19-А Дымовые горизонтальные пластинчатые двухпольные ДГПГ-2
20-А Дымовые горизонтальные пластинчатые трехпольные дгпи-з
21-А Электрофильтры с раздельной ионизацией РИОН
24 Трубчатые сухие ТС
26 Горизонтальные пластинчатые гп
27 Горизонтальные пластинчатые с карманными электро- ГПК
дами
28 Комбинированные пылевые газогенераторные кпг
29 Смоляные уксусные СУ
63. Другие типы аппаратов для мокрой очистки газов (циклоны ЛИСТ с
водяной пленкой, скрубберы ВТИ с водяной пленкой, циклоны-промыватели,
струйный скруббер Вентури или мокрый батарейный трубчатый пылеотделитель
и др.) см. [Q-1, 0-2, IV-1, IV-2, IV-8J.
V. РАЗДЕЛЕНИЕ ЖИДКИХ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ
Характеристика жидких неоднородных систем
1. Неоднородные системы, состоящие из жидкой и твердой фаз, в зависимо-
сти от размера твердых частиц условно подразделяются на четыре группы [0-1,
0-2]:
Грубые суспензии .
Тонкие суспензии , .
Мути..............
Коллоидные растворы
более 100 мк
0,5—100 мк
0,1—0,5 мк
менее 0,1 мк
2. Суспензии в производственной практике часто классифицируются (в зави-
симости от размера зерен) следующим образом [V-2]:
Грубые . . . .
Тонкие . . . .
Весьма тонкие
более 100 мк
5—100 мк
менее 5 мк
3. При центробежном разделении неоднородных систем пользуются также
следующей условной классификацией суспензий и осадков по размерам частиц
[V-17]:
Крупнозернистые
Среднезернистые
Мелкозернистые
Тонкие .......
Коллоидные .
более 1 мм
1 мм—100 мк
100—5 мк
5мк—100 ммк
100—1 ммк
4, Под размерами зерен подразумеваются размеры как первичных частиц,
гак и их агрегатов.
Броуновское движение начинает препятствовать осаждению твердых частиц,
когда их размеры составляют 0,1—0,5 мк [О-1].
5. Неоднородные системы, состоящие нз двух несмешивающихся жидкостей
(эмульсии), могут расслаиваться под действием силы тяжести при сравнительно
крупных капельках дисперсной фазы. Эмульсии приобретают устойчивость лишь
при размерах капелек дисперсной фазы менее 0,4—0,5 мк или при добавлении
стабилизаторов. С увеличением концентрации дисперсной фазы, когда появляется
возможность непосредственного соприкосновения отдельных капель, может про-
изойти обращение фаз, т. е. капельки дисперсной фазы сольются друг с другом
и образуют сплошную фазу, а прежняя сплошная фаза, раздробившись на мел-
кие капельки, станет дисперсной.
6. В химической технологии для разделения суспензий применяются процес-
сы отстаивания, классификации, фильтрования и центрифугирования. Выбор опре-
деляется главным образом размерами и физической структурой твердых частиц.
Для разделения эмульсий, не расслаивающихся под действием силы тяжести,
применяют центробежное разделение (сверхцентрифуги, сепараторы).
497
V. РАЗДЕЛЕНИЕ ЖИДКИХ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ
Отстаивание
7. Процесс отстаивания зерен твердой фазы под действием силы тяжести
применяется для сгущения или классификации суспензии. Конструктивно сгусти-
тели и классификаторы (отстойники) выполняются аналогично (рис. V-1).
8. В сгустителях производятся следующие операции:
а) отделение большей части жидкой фазы суспензии перед фильтрацией —
операция приводит к уменьшению поверхности фильтрации или к увеличению
производительности фильтров по твердой фазе (обычно этот метод экономичнее,
чем удаление части жидкой фазы на фильтрах);
б) декантация осадков;
в) улавливание из сточных вод ценных (или вредных) частиц твердой фазы.
Классификаторы применяются для разделения по крупности зерен твердой
фазы суспензий, например при мокром размоле в замкнутом цикле.
9. Требуемая поверхность осаждения ГОс определяется по формулам:
Foc = 0.785D2 = 1,33°нач (1 — ^.'1 мг (V-1)
Росв^ос. лаб \ хкон /
Осадок
Рис. V-1. Схема сгустителя непрерывного
действия.
ИЛИ
Гос = 0.785D2 =----(1 — л/2 (V-2)
Росв^ос. пр ' -^кои '
Здесь D — диаметр цилиндрической части отстойника, м; Снач — количество
начальной (разбавленной) суспензии, кг/сек-, росв — плотность чистой_(осветлен-
НОЙ) ЖИДКОСТИ, Кг/.мф Хнач. Хион—-
концентрация твердой фазы в на-
чальной и конечной суспензии,
кг твердой фазы 1кг суспензии-,
шос. лаб —скорость осаждения са-
мых мелких частиц, м/сек, опреде-
ленная экспериментально в лабо-
раторных условиях или вычислен-
ная по формулам (Ш-1) — (II1-25);
woc. пр — скорость осаждения са-
мых мелких частиц, определенная
экспериментально в производ-
ственных условиях в отстойниках
тех же размеров и для той же
суспензии, м/сек.
Коэффициент 1,33 в формуле
(V-1) учитывает неравномерность
распределения исходной суспен-
зии по всей площади осаждения
и, следовательно, неравномерность отстаивания, а также вихреобразование и
другие факторы, проявляющиеся при отстаивании в производственных условиях.
Наиболее надежно скорость осаждения можно определить лишь на основе
опытных данных, так как частицы в суспензиях могут агрегировать. Расчет дает
лишь приближенные значения.
10. Отстойники проектируют в расчете на осаждение самых мелких частиц,
находящихся в исходной суспензии. В большинстве случаев для этих частиц
Аг<36, и поэтому приближенный расчет для сильно разбавленных исходных сус-
пензий с шарообразными твердыми частицами осуществляют по формуле (Ш-1).
В случае нешарообразных частиц рассчитывают скорость осаждения по этой же
формуле, но вводят поправочный коэффициент 0,75.
Для концентрированных исходных суспензий определяющим может оказать-
ся процесс стесненного осаждения — тогда скорость осаждения определяют так-
же и по формулам (111-27) или (Ш-28).
498
ОТСТАИВАНИЕ
Ответственным узлом в конструкции отстойников является желоб для слива
осветленной жидкости.
Для обеспечения равномерного стока осветленной жидкости особенно при
малых ее количествах, рекомендуется [V-2] в
кольцевом желобе расположить ряд небольших
отверстий, через которые и будет сливаться
жидкость (рис. V-2). В этом случае легко кон-
тролировать равномерность стока жидкости по
всей длине желоба, что невозможно при стоке
через верхнюю кромку желоба.
Высоту отстойника обычно не рассчиты-
вают, а принимают по нормалям.
Основные характеристики сгустителей при-
ведены в табл. V-1.
11. Классификаторы рассчитываются ана-
логично сгустителям, однако скорость осаж-
дения определяется лишь для тех частиц, ко-
торые преимущественно должны быть в сгу- р11С. у.2. Схема стока освет-
шенной суспензии. Более мелкие частицы из ленной жидкости в желоб,
классификатора идут преимущественно в слив.
Подробнее о сгустителях и классификато-
рах см. [V-1—V-З]. О методах расчета противоточной многоступенчатой про-
мывки осадка см. [V-1, V-4—V-6].
Основные характеристики сгустителей
Таблица V-1
Основные размеры, мм Площадь аеркала, м2 Продолжительность оборота грабель
диаметр , высота
Сгустители с низкой фермо й
1800 1800 2,54 1 мин 35 сек
3600 1800 10,2 2 » 35 »
6 000 3 000 28,2 3 » 20 »
9000 3600 63,9 6 » 40 »
12 000 3500 ИЗ 5 » 16 »
12000 3 600 ИЗ 5 » 19 »
15000 3 600 176,5 5 » 19 »
Сгустители с периферическим приводом
15000 3600 176,6 8 мин 30 сек
12 » 42 »
17 » 24 »
15 000 3 200 176,6 5 » 12 »
18000 3 200 254 8 » 00 »
8 » 30 »
9 » 30 »
14 » 30 »
19 » 30 »
24000 3600 452 12 » 36 »
30000 3600 706,5 12 » 36 »
Двухъярусные сгустители с центральным приводом
12000 4500 113 5 мин 18 сек
15 000 4500 176,6 6 » 15 »
499
V. РАЗДЕЛЕНИЕ ЖИДКИХ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ
Фильтрование жидкостей
12. Закономерности процесса фильтрования для каждой суспензии находятся
экспериментально, так как гидравлическое сопротивление фильтра зависит от
многих факторов.
Ниже приводятся методы расчета наиболее широко распространенного про-
цесса фильтрования при постоянной разности давлений.
О фильтровании с постоянной скоростью см. [V-7, V-8].
МЕТОДЫ РАСЧЕТА ПРОЦЕССА ФИЛЬТРОВАНИЯ ПРИ ПОСТОЯННОЙ
РАЗНОСТИ ДАВЛЕНИИ
13. Наиболее часто применяются два метода расчета фильтрования при по-
стоянной разности давлений с предварительным экспериментальным определением
соответствующих констант.
14. Уравнение фильтрования при постоянной разности давлений с образова-
нием осадка для 1 м2 поверхности фильтрации имеет вид [V-7]:
7? (К п
у2 + 2—V = 2—т (V-3)
Г0ф ГофЦ v ’
Здесь V — объем фильтрата, полученный с 1 м2 поверхности фильтра за вре-
мя, т, л3/л(2;п — сопротивление фильтровальной перегородки *, 7/л; г0 — удель-
ное объёмное сопротивление осадка * (сопротивление, оказываемое потоку филь-
трата равномерным слоем осадка толщиной 1 л), 1/м2; <р — отношение объемов
осадка и фильтрата; Ар = Дрос + Дрф. п— общая разность давлений, н/м2-,
Арос— разность давлений по обе стороны осадка, н/м2; Арф.п— разность давле-
ний по обе стороны фильтровальной перегородки, н/м2-, р — вязкость фильтрата,
н сек/м2-, т — время фильтрации, сек.
15. По методу, учитывающему структуру слоя осадка, расчет промышленного
фильтра выполняется на основе опытных данных об удельном сопротивлении
осадка н сопротивлении фильтровальной перегородки [V-7, V-П]. Так как экспе-
риментально доказано, что удельное сопротивление каждого осадка практически
зависит только от разности давлений и не зависит от того, как образовался
осадок, то по данному методу определяется не скорость фильтрования, а ско-
рость проницания чистого фильтрата через предварительно образованный слой
осадка.
Уравнение скорости проницания слоя осадка чистым фильтратом имеет вид:
М (г0Лос + Яф.п) ' ’
Здесь hnc — толщина слоя осадка, м.
Опыты проводились с твердыми частицами размером 1—350 мк.
16. Если сопротивлением фильтровальной перегородки можно пренебречь
(7?Ф. п=0), то производятся обычное фильтрование суспензии с отложением на
фильтре слоя осадка при постоянной разности давлений Арос, затем при той же
разности давлений через образованный слой высотой йос пропускается чистый
фильтрат. Во время опыта замеряются Vi, ть Ар0С1, йос, р и вычисляется Г{
из уравнения:
ДА>с, М
Win —--------= 7 1-- ---------------------- \V-5)
р • вЛ0С/1 сек
* Определяется только экспериментально.
500
ФИЛЬТРОВАНИЕ ЖИДКОСТЕЙ
Здесь шПр — скорость проницания чистого фильтрата через предварительно
образованный слой осадка, м!сек; V] — объем фильтрата, собранного с 1 м2 по-
верхности фильтрования за время т>, м3/м2; Ti — время проницания чистого филь-
трата, сек; АрОС1 — постоянная разность давлений по обе стороны осадка, н/л!2;
р — вязкость фильтрата, н • сек!м2; Лос — постоянная толщина слоя осадка на
фильтровальной перегородке, м; rt — удельное сопротивление слоя, равное:
5 (1 — Е) )4 • Sip? J
(V-6>
где 81 — порозность слоя при разности давлений Арос ; Si удельная поверх-
ность частиц слоя*, т. е. поверхность частиц, приходящихся на-единицу объема
твердых частиц слоя при разности давлений Арос , м21м3; рт — плотность твер-
дых частиц слоя, кг/м3; рН1—насыпная плотность слоя (частное от деления
массы высушенного осадка на объем, который занимал слой в момент измерения
скорости проницания чистого фильтрата при данной разности -давлений АрОС1)т
кг/м3.
Из первого опыта находят рН|, вычисляют и по формуле (V-5) и опреде-
ляют 8] из выражения [V-11]:
(V-7)
Затем из формулы (V-6) находят St:
''Ж,
5(1-Ч)4Р?
(V-8)
Для несжимаемого осадка на этом экспериментальные определения заканчи-
ваются, так как в этом случае величины е, S и г постоянны и расчет скорости
проницания чистого фильтрата через предварительно образованный слой несжи-
маемого осадка при очень малом сопротивлении фильтровальной перегородки
производится по формуле (V-5) при любых Арос.
Для сжимаемых осадков е, рн, S и г зависят от ДрОс, поэтому опыт повто-
ряют при другой разности давлений, например при Ap0Cj, находят р„2 и вычис-
ляют е2 по формуле (V-7).
Удельную поверхность S2 находят из уравнения:
S]PT (1 сг)
S2
Рн,
(V-9)
По найденным значениям 8]
е3
и
е3
и е2 вычисляют величину тт-----гу
(1 8)
график ц____= f (Арос) в логарифмических координатах. Через две опытные
точки проводят прямую. Построив график, можно при любом значении Дрос, Н8
4
пример Арос определить и вычислить удельное сопротивление осад-
ит V
ка гп по формуле (V-6).
строят
* Может не соответствовать действительной удельной поверхности отдельных твердых
частиц, а представлять собой некоторую фиктивную величину, определяемую опытным путем.
501
V. РАЗДЕЛЕНИЕ ЖИДКИХ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ
Скорость проницания чистого фильтрата шпр через предварительно образо-
ванный (стационарный) слой сжимаемого осадка при очень малом сопротивлении
фильтровальной перегородки определяют по формуле (V-5) при данном Арсс
Полученное значение шпр составляет 55—65% от средней скорости фильтра-
ции суспензии с растущим слоем СР при той же разности давлений Ар [V-12],
Иначе говоря, при одинаковой Ар средняя скорость фильтрации с растущим
слоем составляет И1ф. ср= (1,54-г-1,82) wnp.
17. Если сопротивление фильтровальной перегородки соизмеримо с сопротив-
лением слоя осадка, то вся замеряемая при опыте разность давлений Др расхо-
дуется на преодоление сопротивления осадка Арос и сопротивления перегородки
ДРф.п- т. е.:
Ар = Арос + Арф.п
В этом случае удельное сопротивление осадка надо относить не к полному
значению Др, а к разности давлений на границах осадка Арос. При этом:
АР _ Аф
Арос А
(V-10)
Здесь Хф — фиктивный коэффициент трения в слое осадка, рассчитанный на
Ар; X — действительный коэффициент, рассчитанный на Арос.
Значение критерия Re для Хф и X принимается одинаковым.
Величина Re определяется из выражения:
4ржта„р
р(1 —е) S
Значение Хф находят из формулы:
. 8е3
Аф — 2 с
Рж^ос^пр^
(V-11)
(V-12)
а X — по следующей формуле [V-11J:
160
(V-13)
Затем по формуле (V-10) определяют Арос. Исходя из найденного значения
Арос, производят расчет, как указано в п. 16 для случая Арф.п = 0.
18. Сопротивление фильтровальной перегородки нельзя определять независи-
мо от процесса фильтрования, так как во время фильтрования поры перегородки
забиваются твердыми частицами и ее сопротивление возрастает в несколько раз.
Если применяется несжимаемая фильтровальная перегородка с большим со-
противлением, то удельное сопротивление осадка Го можно найти по данным
двух опытов проницания чистой жидкости через предварительно полученные
слои осадка Лос. Значения Арос и го определяют по формулам [V-7]:
Здесь
А _ А _ ГО^ОС
АРос — Ар , , п
го“ос “Г ''ф.п
— R2 —
° АОс,-*ос.
(V-14)
(V-15)
(V-16)
А*ф. П-
^ОС2 Рос,
502
ФИЛЬТРОВАНИЕ ЖИДКОСТЕЙ
а значения общего сопротивления при фильтровании й, и ft в первом и втором
опытах находятся из выражений:
я.-Цр- и (v-17)
19. Уравнение фильтрования при постоянной разности давлений с образова-
нием осадка (V-3) преобразуется к виду [0-5, V-7]:
V24-2KC = Kt (V-18)
Здесь V — объем фильтрата, полученный с 1 м2 поверхности фильтра за
время т, м3/м2; С — константа фильтрации, характеризующая гидравлическое со-
противление фильтровальной перегородки, м3/м2; К — константа фильтрации, учи-
тывающая разность давлений при фильтровании, физическую структуру осадка
и вязкость жидкости, м2/сек.
Константы К и С определяются опытным путем. Для этого производят филь-
трование с образованием осадка в течение времени Ti и замеряют объем филь-
трата Vi, собранного за время Ti, затем фильтрование продолжают, например,
до истечения времени т2 от начала фильтрования и замеряют весь собранный
объем фильтрата Vj, после чего решают систему уравнений:
V? + 2V1C = Kt1 I
K]4-2V2C = Kt2 j
Константа фильтрации К'.
К = м2/сек (V-19)
Здесь Др — общая разность давлений на фильтре, н/л2; ц— динамический
коэффициент вязкости, и • сек/м2; г — удельное сопротивление осадка на 1 кг
содержащегося в нем твердого вещества, м!кг\ c=GCyxlV$— количество сухого
твердого вещества, отлагающегося на фильтре при прохождении через фильтрую-
щую поверхность 1 л:3 фильтрата, кг/м3.
Величину с можно также определить из следующей зависимости [0-4]:
с = —(V-20)
1 — тх
рж—плотность фильтрата, кг/л3; Jf=GCyx/GCyCn— концентрация твердой
фазы в суспензии, кг сухого вещества'кг суспензии-, т = Овл. oc/Gcyx — количе-
ство влажного осадка на 1 кг содержащегося в нем сухого вещества; GcyXr
Gun. ос и Gcycn — соответственно количество сухого вещества, влажного осадка
п суспензии, кг; Кф— объем фильтрата, м3.
20. Определив экспериментальным путем К, можно вычислить удельиое со-
противление г осадка для той же суспензии при тех же Др и х:
г=2Ьр(\-тх) (V2J)
/"Рж*
Константа фильтрации С:
с = Гф. п = Гф, „ (1 --mx) (V-22)
ГС грукх
где Гф.п — удельное сопротивление фильтровальной перегородки (ткани) на 1 я2
поверхности фильтрации, 1 /я. Остальные обозначения см. формулы (V-19) н (V-20).
503
V. РАЗДЕЛЕНИЕ ЖИДКИХ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ
21. Определив экспериментальным путем С, можно вычислить удельное со-
противление фильтровальной перегородки для даниого Др:
Гф. п
Орж*
1 — тх
Скорость фильтрования в данный момент составляет:
dV _ К м
dr 2(V-f-Q сек
(V-23)
(V-24)
22. Если вязкость промывной жидкости и фильтрата одинакова и они прохо-
дят в фильтре один и тот же путь, то скорость промывки равняется скорости
фильтрования в последний момент процесса и определяется по уравнению (V-24),
в которое для этого подставляется весь объем V фильтрата, собранного за
время фильтрования т.
Если промывная жидкость проходит в фильтре тот же путь, что и филь-
трат, но вязкость их различна, то:
Здесь
I dV \
\ dr /Пр
— скорость промывки; Цф и Рпр — вязкость фильтрата и
пр
промывной жидкости;
(V-25)
I — скорость фильтрования в последний момент.
Ф
23. Если промывная жидкость движется в ином направлении, чем фильтрат,
то скорость промывки будет отличаться от скорости фильтрования в последний
момент. Например, в периодически действующих фильтрпрессах скорость про-
мывки составляет [0-5]:
~ 2 HD ±1
dr /пр 4 \ dr / ф рПр
(V-26)
Зная скорость и продолжительность промывки, можно определить расход
промывной жидкости. Время промывки определяется, как правило; опытным пу-
тем. Обычно промывка продолжается до тех пор, пока содержание фильтрата
в осадке не снизится до заданного предела.
Подробнее о промывке осадков при соприкосновении с ними слоя промывной
жидкости и о промывке осадков при движении в их порах двухфазного потока
жидкость — воздух см. [V-1, V-2, V-4 — V-7].
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПРОЦЕССА ФИЛЬТРОВАНИЯ
24. Плотность суспензии определяется из зависимости:
п 4-1
Рсусп ~ 1 । »
• Рт Рж
РжРт (и А- 1)
Рж + «Рт
(V-27)
1
м
где п — количество массы жидкой фазы на единицу массы твердой фазы
(Т:Ж=1 :п) ; Рсусп, рт и рж — плотность суспензии, твердой и жидкой фаз
соответственно, кг!м3.
По этой же формуле можно определить плотность влажного осадка рос,
рассматривая его как концентрированную суспензию (рОс = Рсусп).
25. Содержание (концентрация) твердой фазы в суспензии равно:
(Рсусп Рж) Рт
(Рт Рж) Рсусп
кг сухого вещества
кг суспензии
(V-28)
504
ФИЛЬТРОВАНИЕ ЖИДКОСТЕЙ
а в 1 л3 суспензии:
— 1 Рсусп кг сухого вещества
х~ п.1 ~ п 1 м3 суспензии
Рж Рт '
(V-29)
26. Количество сухого вещества G в осадке, получаемом на фильтре, нахо-
дится двумя способами:
1) если известен начальный объем суспензии УНач. сусп и концентрация
твердой фазы в ней Сх, то
G = Уцач. сусп^сх кг (V-30)
2) если известно количество собранного фильтрата Уф, то из формулы
(V-20):
G= Уф
Рж*
1 — тх
кг
(V-31)
О других методах расчета процесса фильтрации см. [V-2, V-7, V-8, V-1OJ.
ФИЛЬТРОВАЛЬНЫЕ ПЕРЕГОРОДКИ
27. Выбор фильтровальных перегородок зависит от свойств фильтруемой
суспензии, от температуры и давления фильтрования, от конструкции фильтра и
химической стойкости материала перегородки.
28. Гибкие металлические фильтровальные перегородки представляют собой
тонкие перфорированные листы и сетки из нержавеющей стали, алюминия, нике-
ля, меди, латуни, серебра и пр.
29. Гибкие неметаллические перегородки [V-7], в основном ткани, весьма раз-
нообразны.
Асбестовые ткани. Обладают «тонкостью к действию кислот (антофиллит)
и щелочей (хризотил), но механическая прочность их недостаточна.
Стеклянные ткбни. В зависимости от агрессивных свойств суспензий подби-
рается состав стекла. Ткань можно сшивать в виде мешков. Под стеклянную
ткань обычно подкладывают резиновые маты, что удлиняет срок службы ткани
Можно также покрывать ее сверху металлической сеткой или фильтровальной
6j магой, чтобы избежать повреждения ткани при удалении осадка.
Хлопчатобумажные ткани. Используются наиболее часто. Применимы для
разделения нейтральных и слабощелочных суспензий. При низкой температуре
применимы также и для слабокислых суспензий. Вода и водные растворы серно-
кислого алюминия вызывают усадку хлопчатобумажной ткани.
Обычно ./применяют бязь, миткаль, диагональ, бельтинг, а в качестве’ под-
кладки под более тонкие ткани используют парусину.
Нитрованные хлопчатобумажные ткани. Сопротивление разрыву этой ткани
на 30—20% меньше сопротивления хлопчатобумажной ткани, из которой она по-
лучена, но от нее легче отделяется осадок. Нитроткань огнеопасна. Она устой-
чива к действию концентрированных серной и азотной кислот и их смесей, со-
ляной кислоты, растворов гипохлорита кальция, гипохлорита натрия и хлори-
стого цинка.
Однако под действием омыляюших и восстанавливающих веществ или рас-
творителей ткань разрушается.
Ткани из овечьей шерсти (сукно, байка, войлок). Более устойчивы, чем хлоп-
чатобумажные, к действию растворов кислот и кислых солей прн температуре
до 40—50° С, но разрушаются в растворах щелочей и при более высокой темпе-
ратуре.
Резиновые перегородки из листов резины различной толщины с отверстиями
0,1—0,3 aim. Число отверстий от 180 до 1000 на 1 cai2 поверхности. Применяются
при температуре до 90е С.
505
V. РАЗДЕЛЕНИЕ ЖИДКИХ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ
Поливинилхлоридные ткани. Устойчивы к действию кислот, солей, минераль-
ных масел и микроорганизмов при температуре до 60° С. Под действием окис-
лителей и концентрированных растворов щелочей разрушаются.
Перхлорвиниловые (хлориновые) ткани. Обладают высокой стойкостью к
действию кислот и щелочей при температуре до 60° С. Не воспламеняются, не
гниют и не набухают в воде.
Виньоновые ткани. Устойчивы к действию многих агрессивных жидкостей.
Совиденовые (сарановые) ткани. Устойчивы к действию кислот и щелочей
при температуре до 75° С.
Нитроновые (орлоновые) ткани. По сравнению с вышеупомянутыми перего-
родками из синтетических материалов обладают повышенной теплостойкостью,
так как при 150° С ткань сохраняет 50% прочности, свойственной ей при 25° С.
Полиамидные ткани. Устойчивы к действию щелочен при температуре до
100° С и выше и разбавленных кислот при нормальной температуре. Исполь-
зуются в фильтрпрессах.
Лавсановые (териленовые, дакроновые) ткани. Устойчивы к действию окис-
лителей, кислот и других реагентов, кроме горячих концентрированных растворов
щелочей. В воде не набухают.
Нетканые фильтровальные перегородки. Перегородки из механически связан-
ных синтетических волокон получают, прокалывая слой волокон иглами (160 про-
калываний иа 1 см2) и затем обрабатывая его горячей жидкостью, вызывающей
сокращение волокон.
Перегородки из синтетических волокон, соединенных связующим, получают,
прессуя волокна со связующим (натуральным каучуком, синтетическим каучу-
ком, синтетическими полимерами). Такие перегородки обладают небольшой по-
ристостью, устойчивы к действию агрессивных жидкостей.
Нетканые перегородки применяются в рамиых фильтрпрессах, патронных и
барабанных фильтрах.
30. Негибкие жесткие перегородки применяются в виде дисков, плиток, пат-
ронов различной пористости.
Перегородки из металлических порошков получаются путем спекания порош-
ков углеродистой, нержавеющей или жароупорной стали, бронзы, латуни, никеля,
серебра и других металлов, иногда после предварительного прессования.
Керамические перегородки. Перегородки из шамота устойчивы к действию
разбавленных и концентрированных минеральных кислот и водных растворов их
солей и малоустойчивы к действию щелочей.
Перегородки из измельченного кварца устойчивы к действию концентриро-
ванных минеральных кислот, но нестойки к действию слабощелочных пли ней-
тральных водных растворов солей.
Угольные перегородки получают из измельченного кокса и антраценовой
фракции каменноугольной смолы путем их прессования, сушки и нагревания
в восстановительном пламени. Они устойчивы к действию кислот и щелочей, об-
ладают механической прочностью.
Эбонитовые перегородки устойчивы к действию кислот, растворителей и ще-
лочей.
31. Негибкие и нежесткие перегородки представляют собой слой зернистых
материалов (каменного угля, кокса, кизельгура, песка и др.).
Применяются только при наличии горизонтальной опорной перегородки и в
том случае, если относительное содержание твердой фазы невелико по сравнению
.с жидкой и осадок не представляет ценности.
Подробнее о фильтровальных перегородках см. [V-7, V-10, V-13],
ТИПОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ ФИЛЬТРОВ [V-9, V-101
32. Барабанные ячейковые вакуум-фильтры с наружной фильтрующей по-
верхностью — наиболее универсальные, т. е. пригодные для разделения разно-
образных суспензий, и наиболее распространенные фильтры непрерывного дей-
506
ФИЛЬТРОВАНИЕ ЖИДКОСТЕЙ
ствия. Изготовляются из материалов, стойких в химически агрессивных средах,
отличаются легкостью обслуживания.
Основные недостатки — сравнительно высокая стоимость и трудность тща-
тельной промывки и осушки осадка [0-2].
33. Барабанные вакуум-фильтры с наружной фильтрующей поверхностью
выпускаются с поверхностью фильтрации 0,25, 1, 3, 5, 7, 10, 20, 25, 40, 50, 60, 70,
75 .и2; проектируется фил1Ггр с поверхностью фильтрации 85 м2.
34. Барабанные фильтры, работающие под давлением, применяются для раз-
деления труднофильтруюшихся суспензий с тонкодисперсной твердой фазой, при
высокой вязкости жидкой фазы, при легко возникающей кристаллизации пересы-
щенной жидкой фазы. Они имеют небольшую поверхность фильтрации и отли-
чаются сложностью устройства.
35. Барабанные фильтры с внутренней поверхностью фильтрации предназна-
чаются для разделения суспензий с твердой фазой средней крупности при боль-
шей плотности твердой фазы (без промывки осадка) и применяются главным
образом для обезвоживания металлических обогащенных руд.
По металлоемкости, занимаемой площади -и расходу энергии эти вакуум-
фильтры находятся на уровне барабанных и значительно уступают вытесняющим
их дисковым вакуум-фильтрам.
36. Дисковые вакуум-фильтры из всех фильтров непрерывного действия наи-
более эффективны по металлоемкости, занимаемой площади и расходу энергии,
но малая эффективность промывки осадка ограничивает их применение.
Выпускаются дисковые фильтры с поверхностью фильтрации 9, 18, 27, 34,
51. 68, 85, 102 м2 и с дисками диаметром 1,8 и 2,5 м. Намечены к освоению
фильтры с дисками диаметром 3,5 м (поверхность фильтрации 100, 135, 170 Л12).
37. Наливные промывочные фильтры непрерывного действия, к которым отно-
сятся тарельчатые, карусельные и ленточные вакуум-фильтры, находят все более
широкое применение в промышленности.
Горизонтальное положение поверхности фильтрации и направление движения
жидкости сверху вниз способствуют образованию благоприятной структуры
осадка (при быстро осаждающейся твердой фазе) и высокой эффективности его
промывки.
На этих фильтрах промывка осуществляется противотоком, без промежуточ-
ного взмучивания осадка.
38. Тарельчатые вакуум-фильтры применяют для обезвоживания и промывки
осадков с крупнодисперсной твердой фазой, мало забивающей поры ткани, а
также для разделения быстро осаждающихся суспензий, образующих пористые
осадки (например, крупнозернистых концентратов руд и других ископаемых и для
обезвоживания органических продуктов — полиэтилена, ионитов и др.). Для раз-
деления тонкодисперсных суспензий тарельчатые вакуум-фильтры непригодны.
В нормали НИИХИММАШа включен ряд тарельчатых фильтров с поверх-
ностью фильтрации 0,25, 1,5, 10, 16 л|2.
Однако выпуск тарельчатых вакуум-фильтров весьма ограничен, так как
большинство обрабатываемых на них продуктов может быть со значительно бо-
лее высокой эффективностью обработано на непрерывнодействующих центри-
фугах.
39. Карусельные вакуум-фильтры применяются в экстракционных процессах
химических и гидрометаллургических производств для различных по фильтруе-
мости суспензий, но при условии образования компактного, хорошо отделяюще-
гося от ткаии осадка. Хотя они громоздки, тяжелы и дороги, применение их
оправдывается высокой эффективностью противоточной промывки осадка, кото-
рая может производиться многоступенчатым способом (до девяти промывочных
ступеней).
В Советском Союзе изготовлены пока только опытные образцы карусельных
вакуум-фильтров.
40. Ленточные вакуум-фильтры, благодаря возможности полного съема
осадка и хорошей регенерации ткани, более универсальны, чем тарельчатые и
507
V. РАЗДЕЛЕНИЕ ЖИДКИХ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ
карусельные: на них могут разделяться как грубо-, так и тонкодисперсные сус-
пензии.
Освоено производство ленточных фильтров с поверхностью фильтрации 1.6;
2,5; 4 и 10 м2.
41. Автоматические фильтрпрессы с горизонтальными плитами и удалением
осадка бесконечной тканевой лентой, перемещающейся в момент выгрузки, могут
заменить обычные фильтрпрессы, а в ряде случаев — вращающиеся вакуум-филь-
тры непрерывного действия. От последних они отличаются более высоким давле-
нием фильтрования и простотой настройки на оптимальный режим. Соотношение
времени фильтрования, промывки и просушки может выбираться любое, в то
время как на вращающихся фильтрах возможность изменять это соотношение
крайне ограничена.
В настоящее время осуществляется модернизация фильтров этого типа.
42. Нутч- и друк-фильтры представляют собой емкости, имеющие фильтро-
вальную перегородку. Они работают под давлением или под вакуумом. Приме-
няются главным образом для фильтрации небольших количеств суспензий.
43. Фильтрпрессы с ручной выгрузкой осадка пока довольно широко приме-
няются, что объясняется их технологической универсальностью.
В производствах, где выгрузка производится редко, фильтрпрессы часто
предпочитают другим фильтрам, ввиду минимального веса, стоимости и занимае-
мой площади на единицу рабочей поверхности по сравнению с фильтрами других
типов, простоты устройства и наблюдения за процессом.
Фильтрпрессы с ручной выгрузкой осадка выпускаются 26 размеров (макси-
мальная поверхность фильтрации 140 м2) с рамами четырех размеров (толщина
40 и 25 мм). Материал рам и плит — чугун, кислотостойкая сталь, силумин и
дерево. Осваивается изготовление плит и рам из пластмасс. Зажим для малых
фильтрпрессов ручной, для средних и крупных — электромеханический или гид-
равлический.
44. Листовые фильтры периодического действия предназначены для разде-
ления суспензий с невысокой концентрацией твердой фазы и для осветления
растворов. Во многих случаях листовыми фильтрами с успехом заменяются
фильтрпрессы. Листовые фильтры бывают с неподвижными или с вращающи-
мися дисками, открытые или закрытые. Они работают под вакуумом или под
гидростатическим давлением столба суспеизии (до 0,5 ат), а также под давле-
нием (до 5 ат), создаваемым насосом. При просушке осадка давление создается
сжатым воздухом. По расположению корпуса фильтры могут быть горизонталь-
ными и вертикальными.
Современные листовые фильтры — это механизированные и автоматизиро-
ванные аппараты с автоматическим сбросом осадка. Осадок сбрасывается толч-
ком воздуха, вибрацией дисков или смывается струями воды из сопел, разме-
шенных на вращающейся и одиовременно возвратно-поступательно движущейся
трубе смывного устройства. На фильтрах с вращающимися дисками труба имеет
только возвратно-поступательное движение.
Из листовых фильтров в СССР освоены или осваиваются в настоящее время
вертикальные с поверхностью фильтрации 40, 50, 100 и 130 (125) м2, горизон-
талБные с поверхностью фильтрации 44 м2 (типа «свитланд») и 50 м2,
фильтры с вращающимися дисками (10 и 26 м2) и гравитационные
(40 и 80 мг).
45. Дисковые фильтры периодического действия с вертикальными дисками
применяются как сгустители, главным образом в сахарной промышленности, а
также в таких случаях, когда возможна гидравлическая выгрузка осадка. В по-
следнее время их начали использовать также и для фильтрования с получением
компактного влажного осадка (так называемая сухая выгрузка).
В отечественной сахарной промышленности в настоящее время подобными
фильтрами заменяют фильтрпрессы.
46. Дисковые фильтры периодического действия с горизонтальными дисками
могут быть выполнены либо с центробежным периодическим или непрерывным
508
ФИЛЬТРОВАНИЕ ЖИДКОСТЕЙ
сбросом осадка, либо с Непрерывным смывом осадка струями суспензии, посту-
пающей через сопла на медленно вращающиеся диски.
Представляется наиболее перспективным применять эти фильтры для освет-
ления растворов, так как сгущение рациональнее осуществлять с помощью диско-
вых фильтров с вертикальными дисками.
47. Свечевые или патронные фильтры. В последнее время кроме обычных ме-
таллических патронов с перфорированными отверстиями появились металлр-кера-
мические и щелевые металлические патроиы. У последних поверхность образована
тонкими металлическими круглыми пластинками, собранными с зазором, или спи-
ральной навитой на цилиндрический стержень проволокой. Через зазоры между
дисками или витками проволоки фильтрат проходит в дренажные каналы стержня.
Этн фильтры работают главным образом как намывные, с подслоем диатомита,
активированного угля, целлюлозы или других вспомогательных фильтрующих
сред. Сброс осадка производится обратным током фильтрата или, реже, отдувкой.
Для тонкой фильтрации применяют также слоисто-щелевые патроны, набран-
ные из картонных, бумажных или пластмассовых круглых пластинок, стянутых
пружиной. При отдувке усилие затяжки пластинок уменьшается, зазоры увели-
чиваются и твердые частицы свободно рыходят из них.
Патронные сгустители с металлическими трубчатыми патронами, обтянутыми
фильтровальной тканью, применяются в глиноземном и некоторых обогатитель-
ных производствах (конструкция института «Механобр»).
УКРНИИХИММАШ разработал типовой ряд патронных (свечевых) керами-
ческих фильтров с поверхностями фильтрации 0,2, 1, 2, 5, 10, 20, 40, 63 м2 при
диаметрах патронов 90 и 120 мм.
Опыты показывают, что свечевые керамические фильтры работают во много
раз интенсивнее фильтрпрессов при фильтровании, например, вискозных раство-
ров, серной кислоты, кобальтовой взвеси, железистой взвеси, азотной кислоты
н др.
Работа свечевых фильтров может быть автоматизирована. По весу и зани-
маемой площади на единицу рабочей поверхности патронные фильтры принадле-
жат к самым экономичным.
48. Конструкцию фильтра следует выбирать в зависимости от вида процесса:
а) Для разделения суспензии с образованием слоя осадка (обычно при на-
чальной концентрации суспензии не меиее 10%) применяются вакуум-фильтры
непрерывного действия — барабанные, дисковые, внутренние, тарельчатые.
б) Для осветления растворов без образования существенного слоя осадка
применяются главным образом фильтры периодического действия — фильтрпрес-
сы, мешочные и листовые фильтры. Для уменьшения забивки ткани на нее иног-
да наносят слой диатомита, целлюлозы и т. п. (фильтры с намывным слоем).
Непрерывнодействуюшие фильтры непригодны для процесса осветления, так
как в этом случае концентрация твердой фазы недостаточна для образования
необходимой толщины осадка. Лишь в случае применения вспомогательных
фильтрующих добавок можно использовать для осветления жидкостей и непре-
рывнодействующие фильтры.
в) Для сгущения суспензии путем фильтрования части жидкой фазы, т. е.
с выделением из суспензии жидкого компонента, используются патронные или ди-
сковые фильтры-сгустители.
Фильтрующая поверхность остается все время погруженной в суспензию.
Фильтрат отводится, образующийся осадок периодически отдувается обратно
в суспензию, а сгущенная суспензия отводится из нижней части сгустителя.
Данные для рационального выбора фильтров различных конструкций в за-
висимости от концентрации суспензии (концентрация и крупность твердой фазы
Даны в порядке убывания), требований к промывке осадка, характера процесса
(непрерывный или периодический) и направления фильтрации приведены
в табл. V-2 и V-3. В этих таблицах не учтен ряд факторов, например соотноше-
ние плотностей твердой и жидкой фаз, требуемая степень разделения, коррози-
онные условия и т. д, поэтому они носят ориентировочный характер.
509
ns
Осветление суспензий с волокнистой твердой фазой Разделение суспензий с волокнистой твердой фазой Осветление или сгуще- ние Разделение 1
Менее 0,1 3—0,1 1 Менее 0,05 0,2—0,05 ( < с лЗ D О Л 14—4 I
Менее 0,1 1*0—1 | Менее 0,01 1 Менее 0,01 ю‘о—Го Менее 0,01 0,1—0,01 Менее 0,01 0,1—0,01 1—0,1 I Менее 0,01 0,1—0,01
О р я О О О Я о я о Я о я о я о Я о я о
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 + т 1 1 >>
1 1 1 1 1 1 1 ++ ++ 4- + ++ “Н"
1 1 1 1 1 1 1 1 1 ++ >> >0 ++
1 1 1 1 1 1 1 1 I 1 1 о 1 1 1 1 1 +
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 +1
! 1 1 1 1 1 + 1 + 1 + 1 + + 1 1 1 1
1 + 1 1 1 1 1 1 ++ ++ 1 ++ -j—h
1 1 1 1 1 1 1 1 ++ 1 1 1 1 +-г 1 1
+ + 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 + + + ++ ++ >> 1 1 1 1 1 1 1
1 + - 1 + 1 1 + i 1 1 1 1 1 1 1 1
1 + + + 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
i 1 1 1 1 1 1 1 о 1 + 1 j 1 + 1+ ..
1 1 1 £ [_ 1 1 1 + । Г" 1 j 1 + 1 1
: 1 1 1 1 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 1 1 1
И31Э0М₽ИЖ аИН¥Я0<ИЯ1ГИФ
015
Разделение Обезвожива- ние
Си ? Более Более
Сл СП О СП О
1 Е 3. п> о । т ?
о е 0,01 1 о 2 о 1
Я О р я Я о я о я О р я
++ + 1 1 1 1 4~ь +
+4" > —1_ ++ +4- 0
++ О ОО +4- +4- 0
1 + 1 1 1 1 + 1 + 1
1 + 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
++ 1 +4- ++ 1 1 1
1 1 |_ +4- 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 -
11 1 1 1 1 1 1 1 j
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 + 1 + 1 + 1 1 1
1 1 1 1 + 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
11 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Вид процесса
концентрация, % Твердая фаза 1
крупность, мм
Обработка осадка
тарельчатый вакуум-фильтр направление фильтрации вниз Основные типы промышленных фильтров
ленточный вакуум-фильтр
карусельный вакуум-фильтр
внутренний ваккум-фильтр
барабанный вакуум-фильтр с верхней подачей
дисковый фильтр-сгуститель ’"с горизонтальными дисками
барабанный вакуум-фильтр направление фильтрации вверх
барабанный фильтр под давлением
барабанный гравитационный фильтр
барабанный вакуум-фильтр с намывным слоем
барабанный фильтр под давлением с намывным слоем
барабанный гравитационный фильтр с намывным слоем
дисковый вакуум-фильтр направление фильтрации горизонтальное
дисковый фильтр под давлением
дисковый фильтр-сгуститель с вертикальными дисками
свечевой (патронный) фильтр-сгустнтель вакуум- ный
Таблица V-2
Применение фильтров непрерывного действия (V-9]
В таблице приняты следующие обозначения: о —только отжим осадка; п — отжим с промывкой осадка; 4-фильтр может применяться;
Л применение фильтра возможно, но не эффективно; — фильтр не применяется.
игаюиэ XHHitrodOHffoaH химсиж aHHairatfevd л
V. РАЗДЕЛЕНИЕ ЖИДКИХ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ
2 Таблица V-3 ю Применение фильтров периодического действия [V-9] В таблице приняты следующие обозначения: о —только отжим осадка; п — отжим и промывка осадка; -f-фильтр может применяться Л применение фильтра возможно, но не эффективно; —фильтр не применяется Основные типы промышленных фильтров направление фильтрации горизонтальное б141гиф упнноипвхиевёа уоаохэи1г-оньошэи | 1 1 | | 1 1 1 1 1 1 1
иэииэ1гавг Von бхягиф цняээьнЛгнигип | 1 1 | | 1 1 1 1 1 1 4 1
ИЭННЭ1Г8В1Г гон Й1Ч1ГИф уоеаьаээ 1 1 1 1 1 1 1 1 +1 -г +
йхчииф -иллж.’Я уоаэьэаэ | 1 1 1 1 1 1 1 1 + 1 1 + ; 1
(11Ч.1ГНф ^кнч1ге1ноеийол уганьохнги 1 + 1 + 1 1 1 + 1 4-1 4- 1
ёхчриф иннч1гвхихйэа ЦИНЬОХН1ГЦ 1 + 1 + 1 1 1 + 1 4-1 4- 1
ээа dudiqir иф 1 + ++ 4- I
1 Т 1 1
: направление фильтрации вниз 1 йхчгиф унн -hOirOII-pllhOIT^dEX 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Г 4" 1
иаинэггавЯ тгои diqifH$ yiqHqirBiHOEHdoJ 1 ++ 1 1 4- 1 1 “Н" 1 1
(-ыЛн) diqL-иф-кХХяЕа у1яня1гвхноеиёол 4- J 1 + + 4- 4- 1 1 1 1
1 1 1 1
мивхири нмганчтгвх -ноеиёол э эээйи -йхчтгиф иннйэивх цихэаьихвиохав < 44- <1 4-4- + 4- 4-4- 4-4- 1 1
влтгвоо EMiogEdgo о, П I о с о, п | о с С | о, п 1 о с о с о о
Твердая фаза 1 крупность, мм 0,1—0,01 | Менее 0,01 f т—« 0,1—0,01 Менее 0,011 Г 0,1—0,01 Менее 0,01 [ Менее 0,1 Менее 0,1
го а Е К X о X 50—15 4 3-0,25 । Менее 0,2 | Менее 0,1
3 3 S3 а с ч S щ Разделение | Разделение или сгущение Осветление I Осветление сус- пензии с во- локнистой твердой фазой
Гидроциклоны
49. Гидроциклоны (рнс. V-3) просты по конструкции, занимают мало места,
дешевы и удобны в эксплуатации.
50. Для классификации суспензий гндроциклоны применяются главным обра-
зом в тех случаях, когда размер частиц находится в пределах 15—100 мк. Для
шущення суспензий гидроцнклоны применяются обычно в тех случаях, когда не
требуется полного осветления жидкости.
Твердая фаза в гидроциклонах выделяется благодаря действию центробеж-
ной силы, возникающей при тангенциальной подаче питания.
Выбор н примерный гидравлический расчет гидроциклона сводятся к следую-
щему [V-14J.
51. Крупность граничного зерна б для цикло-
нов с углом конусностн 20° определяется по фор-
муле:
Рис.
б « о,9 /сл ^Dxii-------- мк (V-32)
д V// Р^рт ~ Рж
Здесь dcл—диаметр сливного^ патрубка, см;
D — диаметр гидроциклона, см; х — содержание
твердой фазы в питании, %; ц— вязкость жид-
кости, мн-сек/м2 (или спз); Д — диаметр песко-
вой насадки, см; Н — избыточное давление на
входе в гидроциклон, ат; рт и р« — плотность
твердой и жидкой фаз, г!см?.
При классификации обычных суспензий в слив
уходи г некоторое количество частиц крупнее гра-
ничного зерна.
Верхней или максимальной крупностью слива
бмакс принято называть размер таких зерен,
крупнее которых уходит в слив ~5%. Обычно
бмахс = (1,5ч-2,0)б.
Если в питании очень много зерен крупнее
граничного зерна б, то верхняя крупность слива
может превышать 2d.
52. Производительность V одного гндроциклона с углом конусиостн 20° на-
ходится по формуле [V-14]: ___
V = 5б?вхс(сл VgH л/#ан
V-3. Схема гидроци-
клона.
(V-33)
Здесь — диаметр питающего патрубка (входа), см; — диаметр слив-
ного патрубка, см; Н — избыточное давление на входе в гидроциклон, ат.
53. Число циклонов в батарее определяется как частное от деления общей
производительности на производительность одного циклона.
54. При большой производительности и значительной крупности выбирают
гидроциклоны большого диаметра, а при необходимости получить тонкий слив —
гндроциклоны малого диаметра, устанавливая их батареями [V-14],
Для получения крупного слива возможна работа при низких давлениях на
входе и высокой плотности суспензии (пульпы), а для получения тонкого слива
требуется повышенное давление на входе и малая плотность суспензии.
В среднем нижние допустимые пределы давления для гидроциклонов диа-
метром 500 мм при различной крупности слива и средней плотности суспензии
характеризуются следующими значениями:
Содержание класса
—74 мк в сливе, % . 60 70 80 90 и более
Избыточное давле-
ние на входе в гид-
роциклон, аг . . . 0,4—0,7 0,5—1,0 0,7—1,2 1,2 и более
17 Зак, 134
513
V. РАЗДЕЛЕНИЕ ЖИДКИХ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ
Для больших гидроциклонов требуется создавать давление на входе не-
сколько выше указанного, а для меньших — ниже.
55. Ориентировочные данные для выбора гидроциклонов приведены в табл.
V-4. Для получения более тонких сливов следует выбирать наименьшую вели-
чину йсл, а для более крупных — наибольшую.
Таблица V-4
Ориентировочные данные для выбора гидроциклонов
Диаметр гидро циклона £), мм Угол конус- ности а, град Диаметр сливного патрубка ^сл’ в долях от D Экви- валентный диаметр питающего отверстия dBX- в долях от4сл Диаметр пескового отверстия А, В ДОЛЯХ 0Tdc., Средняя производи- тельность при УУ— 1 ат, л/мин Диаметр нагнета- тельного патрубка насоса, мм Крупность, слива, мк
15 20 0,3—0,5 1,0—0,5 0,2—0,7 2,5—50 8—25
25 20 0,3—0,5 1,0—0,5 0,2—0,7 7,5—15,3 . 13—38
50 20 0,2—0,5 1,0—0,5 0,2—0,7 30—60 25 18—50
75 20 0,2—0.5 1,0—0,5 0,2—0,7 60—125 25—50 22—60
125 20 0,2—0,4 1,0—0,5 0,2—0,7 125—250 25—50 26—80
150 20 0,2—0,4 1,0—0,5 0,2—0,7 200—350 25—50 28—95
250 20 0,2—0,4 1,0-0,5 0,2—0,7 450—850 50—100 37—135
350 20 0,2—0,4 1,0—0,5 0,2—0,7 850-1500 75—150 44—180
500 20 0,2—0,4 1,0—0,5 0,2—0.7 1500—3000 150—200 52—240
700 20 0,2—0,4 1,0—0,5 0,2—0,7 3500—6500 200 73—340
1000 20 0,2—0,4 1,0—0,5 0,2—0,7 6200—10000 250—300 —
56. Уфимским заводом горного оборудования выпускаются гидроциклоны:
а) из отбеленного чугуна, диаметром 75, 150, 250, 350, 500 и 700 мм;
б) футерованные резиной, диаметром 150, 250, 350 и 500 мм;
в) футерованные базальтом, диаметром 150, 250, 350 и 500 мм.
Подробнее о гидроциклонах см. [V-14—V-16].
Центрифугирование
57. Центрифугирование представляет собой процесс фильтрования или от-
стаивания (осаждения) в поле центробежных сил.
Создаваемая в центрифуге напряженность центробежного поля характери-
зуется фактором разделения (или, что то же, центробежным критерием Фруда
Fru).
58. Фактор разделения Ф показывает, во сколько раз ускорение центробеж-
ного поля, развиваемое в данной центрифуге, больше ускорения силы тяжести:
ф = ^.
g
(V-34)
Здесь R — радиус барабана, м; g — ускорение силы тяжести, м/сек?; <в —
т’гловая скорость вращения барабана центрифуги, рад/сек.
514
ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕ
Если известно число оборотов центрифуги в минуту п, то со определяется
по формуле:
0 = ^- (V-35)
Значения числа оборотов и фактора разделения, подсчитанного по боль-
шему внутреннему радиусу ротора, приведены в каталоге [V-20].
Номограмма для определения фактора разделения Ф и окружной ско-
рости аУокр приведена на рис. V-4.
Рис. V-4. Номограмма для определения фактора разделения и окружной
скорости центрифуг.
Пример. Дано: D = 0,6 м\ п = 1440 об/мин. ___
Решение-. Ф = ~ 700; ®окр = 45 м/сек.
59. В зависимости от величины фактора разделения промышленные центри-
фуги условно разделяются на нормальные (Ф<3500) и сверхскоростные центри-
фуги (Ф>3500); последние называются также сверхцентрифугами, суперцентри-
фугами, ультрацентрифугами.
Роторы нормальных центрифуг имеют относительно большие размеры и
часто являются фильтрующими.
Сверхцентрифуги применяются главным образом для обработки суспензий
низкой концентрации и эмульсий. Роторы их всегда сплошные и небольшого
диаметра.
60. Области применения различных технологических процессов центрифуги-
рования и соответствующие центрифуги указаны в схеме на стр. 516.
515
V. РАЗДЕЛЕНИЕ ЖИДКИХ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ
Области применения технологических процессов центрифугирования
Выгрузка осадка из ба- Пульсирующими поршнями
16
ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕ
РАСЧЕТ ЦЕНТРИФУГ
61. Индекс (параметр) производительности 2 определяют как произведение
цилиндрической, поверхности осаждения F (ai2) на фактор разделения центри-
фуги Ф:
2 = РФ м2 (V-36)
Параметр 2 представляет собой «эквивалентную поверхность осаждения»,
т. е. поверхность осаждения под действием силы тяжести такого отстойника,
который для той же суспензии обеспечивает ту же производительность, что и
данная центрифуга.
Параметр 2 зависит от формы ротора (барабана) центрифуги и от харак-
тера процесса отстаивания или фильтрации.
Параметр производительности является важнейшей характеристикой раз-
деляющей способности как осадительных, так и фильтрующих центрифуг.
62. Для ламинарного режима осаждения (Rea<l) расчет параметра произ-
водительности 2 можно осуществить по следующим формулам [V-17].
а) Для осадительных (осветляющих) центрифуг с трубчатым ротором:
лА (/?2 — г2) и2
g In--
' о
(V-37)
Здесь L — длина зоны осаждения ротора*, л; R — наружный радиус ци-
линдрического слоя жидкости в роторе центрифуги*, м- гв—внутренний радиус
цилиндрического слоя жидкости в роторе центрифуги или радиус свободной по-
верхности жидкости, м; w — угловая скорость вращения барабана центри-
фуги, рад/сек; g — ускорение силы тяжести, м/сек2.
Для коротких роторов осадительных центрифуг можно приближенно при-
нимать
2 л Аг? со2
2 =------—
g
(V-38)
б) Для осадительных центрифуг с коническим ротором поверхность осажде-
ния является функцией радиуса данного коаксиального слоя жидкости и его
длины. Приближенно:
лАг,2®2
2 =----— (V-39)
g
Величина 2, определенная по этой формуле, несколько занижена по срав-
нению с действительной.
в) Для осадительных центрифуг с роторами цилиндро-конической формы
v . лАгрО» Г2 . h ZK + 2/a 1 ft2 /З/ц-Нк VI 0)
2g [ r0 2L 6 Гц V L 'J
Здесь А — длина зоны осаждения *, м; 1п — длина конического участка зоны
осаждения *, м; 1Ц — длина цилиндрического участка зоны осаждения *. м.
го — радиус сливной поверхности, м; h — высота сливного порога, м; <о — угло-
вая скорость вращения барабана центрифуги, рад/сек-, g— ускорение силы тя-
жести, м/сек2.
г) Для тарельчатых центрифуг:
2 = 2лг//г2 — (V-41I
ч> g
* Берется по каталогу [V-20J.
517
V. РАЗДЕЛЕНИЕ ЖИДКИХ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ
Здесь
Гер ~ 0,7гмакс
Гмакс — максимальный радиус тарелки, м; Н — высота тарелки; м; г — число
тарелок.
д) Для фильтрующих центрифуг с цилиндрическим ротором:
S = --—(V-42)
gln-f-
г о
Здесь й = л (/?2—г2) L — рабочий объем барабана (ротора), л3; R — вну-
тренний радиус ротора, л; г0 — внутренний радиус кольцевого слоя суспензии
в роторе, jh; L — длина ротора *, м; <о — угловая скорость вращения ротора,
рад/сек; g — ускорение силы тяжести, м/сек2.
63. Коэффициент (показатель) эффективности работы центрифуги £ учиты-
вает отличие действительного процесса осадительного центрифугирования от тео-
ретического:
C = (V-43)
у т
Здесь Уд и VT—действительная и теоретическая производительность цен-
трифуги, м3/сек.
64. Теоретическая производительность рассчитывается без учета следующих
факторов, влияющих на процесс осаждения в реальных условиях:
а) жидкость, поступающая в ротор, не сразу приобретает скорость его вра-
щения и в течение некоторого времени скользит относительно стенки ротора;
б) уже осевшие частицы могут быть вновь унесены потоком из-за его тур-
булентности, кроме того, поток может волочить их по стенке ротора;
в) при наличии транспортного шнека может сказаться влияние его пере-
мешивающего действия;
г) в тарельчатых центрифугах может сказаться влияние непостоянства за-
зора между тарелками и т. п.
65. Коэффициент эффективности £ может быть определен по формуле:
£=AFr*Re*(^P-V (V-44)
Здесь Fru— критерий Фруда для поля центробежных сил:
V2
^Гц~ 2 з»з (V-45)
СО Г
Re4 — критерий Рейнольдса для определения режима движения жидкости в ба-
рабане:
Reu
Урж
2 лг qP
(V-46)
Ар Рд Рж А
---__ — симплекс Архимеда.
Рж Рж
Величины А, х, у, г для осадительных центрифуг с короткими цилиндриче-
скими роторами равны:
А = 9, х=0,1, {/=—0,1, г=2,04
* Берется по каталогу [V-20J.
518
ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕ
Для осадительных центрифуг со шнековой выгрузкой осадка:
Л=9,52, х=0,16, {/=—0,151, z=0,286 1
Подробнее о величине £ см. [V-17].
66. Число осветления центрифуг В представляет собой отношение объемной
производительности осадительной центрифуги V (м3/сек) к параметру произво-
дительности 2 (л2). При ламинарном режиме осаждения:
B = -J<woc (V-47)
Здесь Woe — скорость осаждения частиц суспензии в поле сил тяжести,
м/сек.
Число осветления В полностью характеризует теоретическую способность
осадительных и осветляющих центрифуг производить разделение.
Величина В характерна для данного типа и размера центрифуги [V-17].
Так, для сверхцентрифуги С-150 В=0,0125, а для сверхцентрифуги С-45
В=0,0005 (при вычислении В производительность центрифуги условно принята
по воде).
Из формулы (V-47) следует, что для предварительного выбора осветляю-
щих и осадительных центрифуг необходимо знать скорость осаждения частиц
суспензии в поле сил тяжести.
Данные для неламииарного режима осаждения см. [V-17].
67. Производительность центрифуги или скорость отделения жидкой фазы
при центрифугировании для фильтрующей центрифуги определяется по фор-
муле [V-17]:
V = (V-48)
для осадительной центрифуги:
V = £«ioc2 (V-49)
Здесь V — действительная производительность центрифуги, которая обычно
определяется объемом жидкости (фильтрата, фугата), удаляемой из ротора,
м3/сек-, р — коэффициент, зависящий от степени заполнения осадком ротора
фильтрующей центрифуги; К — константа фильтрации, зависящая от свойств
осадка и определяемая опытным путем [О-2]; £ — коэффициент эффективности
осадительной центрифуги [формулы (V-43) — (V-46)]; woc— скорость осаждения
частиц разделяемой суспензии в поле сил тяжести, м/сек [формулы (1U-1)—
(111-28)]; 2 — параметр производительности, зависящий от типа центрифуги.
В химической технологии в большинстве случаев процессы- осадительного
центрифугирования осуществляются при ламинарном режиме, тогда для расчета
2 могут быть применены формулы (V-37)—(V-41).
Расчет для случая -RetI> 1 см. [V-17].
Следует иметь в виду, что в зависимости от физико-механических свойств
обрабатываемых суспензий и осадков производительность центрифуг может
быть различной и отличаться от приведенных в каталоге величин даже для той
же самой жидкости.
68. Выбор центрифуги для конкретного технологического процесса и устано-
вление оптимального режима ее работы не всегда могут быть выполнены на ос-
нове теоретических расчетов и аналогий и часто требуют проведения предвари-
тельных экспериментальных исследований на лабораторных или производствен-
ных установках.
Расход энергии обычно не рассчитывается, так как центрифуги комплек-
туются электродвигателями, мощность которых приводится в каталогах. Об
определении расхода энергии см. [V-17, V-18].
519
V. РАЗДЕЛЕНИЕ ЖИДКИХ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ
ТИПОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ ЦЕНТРИФУГ
69. Наиболее широко распространены в химической промышленности пред-
ставленные в каталоге [V-20] центрифуги периодического и непрерывного дей-
ствия следующих основных типов.
70. Центрифуги периодического действия подвесные с верхним приводом.
Эти фильтрующие центрифуги с нижней выгрузкой осадка приводятся во вра-
щение от специальных многоскоростных электродвигателей. Суспензию загру-
жают при пониженном числе оборотов.
Осадок из центрифуг АПН (автоматических) и ПН (с полуавтоматическим
управлением) выгружается при помощи ножа (число оборотов ротора при вы-
грузке понижается, благодаря чему кристаллы осадка не измельчаются).
Из центрифуг ПС осадок выгружается при остановленном роторе под дей-
ствием собственного веса, а из центрифуг ПМ — вручную также при остановлен-
ном роторе.
Подвесные центрифуги применяются для обработки суспензий со среднезер-
нистой твердой фазой, например аскорбиновой кислоты, хлористого цинка, крем-
нефтористого натрия, паранитробензойиой кислоты, сахара и др.
71. Центрифуги периодического действия, подвешенные иа колонках. Цен-
трифуги ОТВ и ОТН—-осадительные, ТВ и TH — фильтрующие. В центрифугах
типа ТВ и ОТВ осадок выгружается вручную через верх ротора, а в центри-
фугах TH и ОТН — через окна в ступице ротора.
Применяются преимущественно в малотоннажных производствах для раз-
деления суспензий со средне- и мелкозернистой твердой фазой, а также для от-
деления жидкости от пряжи, ткани и т. п. >•
72. Центрифуги периодического действия автоматические, горизонтальные.
Осадок срезается ножом, причем несколько измельчается.
Фильтрующие центрифуги типа АГ применяются для разделения суспензий
со средне- и мелкозернистой (20—150 мк) преимущественно растворимой твер-
дой фазой, например сульфата натрия, железного и никелевого купороса, соды,
борной кислоты, поваренной соли, крахмала. Степень обезвоживания и промывки
осадка высока.
Осадительные центрифуги типа АОГ применяются преимущественно для
разделения суспензий с мелкозернистой и тонкоизмельчениой (5-—40 Л1к) нерас-
творимой твердой фазой. Промывка осадка неэффективна, конечная его влаж-
ность сравнительно высока.
Характеристики центрифуг периодического действия приведены в табл. V-5.
73. В фильтрующих горизонтальных центрифугах непрерывного действия
с пульсирующей выгрузкой осадка применяется каскадный ротор, состоящий из
двух или более соосно расположенных обечаек (каскадов).
Центрифуги типа НГП предназначены для разделения хорошо фильтрую-
щихся концентрированных суспензий, а в случае необходимости — для промывки
твердой фазы. Работа этих центрифуг эффективна при концентрации твердой
фазы в суспензии ие менее 40% й величине частиц свыше 0,1 мм.
Содержание твердой фазы в фугате относительно высоко (свыше 3—5%).
Центрифуги типа НГП применяются для обработки кристаллических про-
дуктов: сульфата аммония, медного купороса, поваренной соли, нитрата натрия,
поташа, мочевины, алюминиевых квасцов, глауберовой соли и др. Можно обра-
батывать также коротковолокнистые и аморфные продукты, например' ацетил-
целлюлозу, этилцеллюлозу, нитроклетчатку, перхлорвиниловую смолу и т. п.
Характеристики этих центрифуг приведены в табл. V-6.
74. Центрифуги непрерывного действия осадительные горизонтальные шнеко-
вые (НОГШ) предназначены, главным образом, для разделения суспензий с не-
растворимой твердой фазой. Осадок не промывается, влажность его относительно
высока.
Центрифуги НОГШ с фактором разделения Ф>1000 (крупность разделения
до 3—15 мк) используются для разделения полихлорвиниловой смолы, слюды.
520
ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕ
диатомита, муравьинокислого кальция, угольно-графитового шлама и других
продуктов, а с ФС1000 (крупность, разделения ~50 мк) — для разделения
угольных суспензий.
Характеристики этих центрифуг приведены в табл. V-7.
Таблица V-5
Центрифуги периодического действия
Тип Внутрен- ний диаметр ротора, мм Емкость, л Предель ная загрузка, кг Число оборотов в минуту Наиболь- ший фактор . разделе- ния Мощность электро- двига- теля *, кет
Подвесные с верхним приводом
ПН-1000 1000 300 450 1450 1180 40
ПМ-1200 1200 300 450 960 620 20
ПС-1200-2 1200 325 500 975 640 40
АПН-1250 1250 470 650 1460 1500 90
Подвешенные на колонках с верхней (ТВ, ОТВ)
и нижней (TH, ОТН) выгрузкой
ТВ-450, ОТВ-450 450 20 40 2000 1000 1,7
ТВ-600, ОТВ-600 600 45 100 1420 670 2,8
ТВ-1200-2 1200 250 250 1000 670 7
ТВ-1500-2 1500 400 400 750 470 10
ТН-800, ОТН-800 800 90 180 1250 700 2,8
TH-1000 1000 160 240 1270 900 7
TH-1200 1200 250 375 950 605 7
Автоматические горизонтальные со съемом
осадка ножом
АГ-600-4, АОГ-600-4 600 33 40 2500 2090 20+0,6
АГ-800-4, АОГ-800-4, 800 95 120 1700 1300 28+2,3
АГ-1200-4, АОГ-1200-4 1200 260 320 1100 810 40+1,7
А Г-1200-5 1200 240 300 430 125 10+2,3
АГ-1200-6 1200 260 320 980 645 40+2,1
АГ-1800-3, АОГ-1800-3 1800 850 1000 720 520 55+2,3
Таблица V-5
Центрифуги непрерывного действия фильтрующие горизонтальные
с пульсирующей выгрузкой осадка
Тип Внутрен- ний диаметр первого каскада, мм Число кас- кадов Расчетная производи- тельность по осадку, кг/ч Число обо- ротов в минуту Фактор разделения по внут- реннему диаметру первого каскада Мощность электро- двигате- ля *, кет
НГП-2К-400 .... 400 2 до 1000 1000 225 10+2,8
НГП-2К-600 .... 600 2 3000 1000 335 10+4,5
НГП-2К-800 .... 800 2 6000 1200 645 20+11
НГП-4К-650 .... 650 4 6000 (по сахарному песку) 850 260 20+14
* Вторая цифра показывает мощность электродвигателя насоса, входящего в комплект
центрифуги.
521
V. РАЗДЕЛЕНИЕ ЖИДКИХ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ
Таблица V-7
Центрифуги непрерывного действия горизонтальные осадительные шнекового тина
Тип Боль- ший внутрен- ний диаметр, мм Максимальная расчетная производительность Макси- мальное число' оборотов в минуту Фактор разделения по большему диаметру Мощность электро- двигателя, квт
по сус- пензии, по твердой фазе, кг/ч
НОГШ-325 . 325 до 6 ДО 500 3500 2200 7
НОГШ-500-2 .... 500 до 13 ДО 1250 2650 2000 25
НОГШ-600 600 15 5000 1470 725 28
НОГШ-800-2 .... 800 25 8000 1200 650 50+1*
* Мощность электродвигателя насоса.
75. Сверхцеитрифуги трубчатые с осветляющими роторами СГО предназна-
чены для осветления суспензий с тонкодисперсной фазой, содержание которой
не превышает 1 % (лаки, эмали, вакцины, сточные воды в производстве кино-
пленки и т. п.). Центрифуги СГО периодического действия с ручной выгрузкой
осадка.
Сверхцентрифуги с сепарирующим ротором СГС предназначены для разде-
ления сточных эмульсий, например отделения воды от различных жиров.
Центрифуги СГС работают непрерывно.
Основные характеристики сверхцеитрифуг приведены в табл. V-8.
Сверхцентрифуги трубчатые
Таблица V-8
Тип Диа- метр ротора, мм Ем- кость, л Пре- дель- ная за- грузка, кг Число оборотов в минуту Фактор разделе- ния Пропуск- ная спо- собность по воде, л!ч Мощ- ность эле- ктро- двига- теля, квт
СГС-100, СГО-100 . . 100 6 10 15000 13000 до 750 1,7
СГС-150, СГО-150 . . 150 11,2 20 13500 15000 2000 7
С-45-1 . . . ж 45 0,25 — 20000 9850 до 10 0,25
С-45-2* 45 0,25 — 50000 62000 25 —
* Привод турбинный прн помощи сжатого воздуха с избыточным давлением 1,6 ат,
расход воздуха 30 м3!ч.
76. Ниже приводятся схемы расшифровки условных обозначений типов цен-
трифуг (стр. 523) и сверхцеитрифуг (стр. 524).
Подробнее о центрифугах см. [V-17, V-18, V-20],
522
ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕ
Схема расшифровки условных обозначений типов центрифуг
-------------| Центрифуги I— -----------
Н Г П-4К-630 У
t t f
н or ш
Исполнение ротора Цифра
Сдвоенный 2
Характер дейст- вия Индекс —•
Непрерывного действия Автомата ческие Механизир ован- ные Н А М
Принцип действия | Индекс
Фильтрующие Осадительные О
Конструктивная форма Индекс
Горизонтальное расположение оси Вертикальное расположение оси Наклонное рас- положение оси Г В Н
Подвес- ные трехко- лонные с верхней опорой Т П
Способ и напра- вление выгрузки Индекс
Нижняя (ручная или ножом) Верхняя ручная Саморазгрузка Шнеком Пульсирующим поршнем Контейнерная Вибрационная Н В С ш П к в
t t f 800-2Н *
- Индекс Материал ротора
У Н К Г Углеродистая сталь Сталь Х18Н9Т Сталь X17H13M3T и другие специ- альные стали Гуммированная углеродистая сталь
Цифра Модель
! — 2, 3 и т. д. Порядковый номер модели
Цифра Размер ротора
— Диаметр, мм
Индекс Число каскадов
— 2К 4К 6К 1 2 4 6
523
V. РАЗДЕЛЕНИЕ ЖИДКИХ НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМ
Схема расшифровки условных обозначений типов сверхцентрифуг
VI. ПЕРЕМЕШИВАНИЕ В ЖИДКОЙ СРЕДЕ
1. В химической технологии перемешивание жидких сред применяется для
получения гомогенных или квазигомогенных систем твердое—жидкость, жид-
кость — жидкость и газ — жидкость, для интенсификации процессов тепло- и
массообмена, а также при проведении химических реакций.
Основные типы перемешивающих устройств
2. Наибольшее распространение на химических заводах получили механиче-
ские перемешивающие устройства.
Основные типы перемешивающих устройств и области их применения, по
данным НИИХИММАШа [VI-1], приведены в табл. VI-1, а основные параметры
перемешивающих устройств — в табл. VI-2—VI-7.
Эффективность и интенсивность перемешивания
3. Различные конструкции аппаратов с перемешивающими устройствами
можно сравнивать по интенсивности действия и эффективности их при осуще-
ствлении конкретных технологических процессов.
Интенсивность действия мешалки определяется временем достижения за-
данного технологического результата или скоростью вращения мешалки (при
постоянной продолжительности процесса), а эффективность — затратами энер-
гии для достижения заданного технологического результата.
Достаточно падежных данных об интенсивности и эффективности перемеши-
вающих устройств еще нет.
При проектировании перемешивающих устройств для процессов, близких
по своему характеру к гомогенизации легкоподвижных жидкостей в режиме раз-
витой турбулентности, могут быть использованы данные [VI-1] об относитель-
ных интенсивности и эффективности перемешивающих устройств, полученные
в опытах по нейтрализации разбавленного раствора едкого иатра соляной кис-
лотой (табл. V1-8).
Чем меньше относительна^ величина интенсивности и эффективности, тем
больше интенсивность и эффективность мешалок.
525
Таблица Г/-7
Основные типы перемешивающих устройств и области их применения
Типы перемешивающих устройств Эскиз Емкость вертикаль- ных аппаратов, JK8 Динамический коэффициент вязкости, мН'Сек , ——5— (СПЗ) м Окружная скорость концов лопастей. м/сек Область применения
Лопастные - л 1 £ 1—50 1—500 500—3000 1,5—5,0 1,5—3,2 Перемешивание взаиморастворяю- щихся жидкостей; грубое эмульги- рование; взвешивание твердых час- тиц в жидкой среде при их концен- трации до 90%; взвешивание волок- нистых частиц; взмучивание легких осадков; медленное растворение кристаллических, аморфных и во- локнистых веществ; выравнивание температуры среды; перемешивание при кристаллизации
GM
Листовые d 1—50 1—50 0,5—5,0 Растворение жидкостей малой вяз- кости; взвешивание твердых частиц в жидкой среде; растворение кри- сталлических веществ; интенсифика- ция теплообмена
Якорные <?м 1—10 1—10000 0,5—4,0 Перемешивание вязких и тяжелых жидкостей; интенсификация тепло- обмена; предотвращение выпадения осадков на стенках и днище; взве- шивание твердых частиц в вязких средах
- -
1
з
-в
m
3
m
Е
s
ся
я
S
m
сл 1Ю Якорные с подъемом ступицы -—dj _d < J 1—10 1—10000 0,5—4,0
Якорные с перекладиной - с [ 10—50 1—10000 0,5—4,0
Якорные с подъемом сту- пицы и перекла- диной * d L 10—50 1—10000 0,5—4,0
Рамные —dM. 1 _ rf 1—50 1—10000 0,8—7,0 To же
о
п
л
с
со
S
Е
ГВ
ч
S
3
Е
S
са
а
в
S
X
Продолжение
Типы перемешивающих устройств ’ Эскиз Емкость вертикаль- ных аппаратов, лс3
Рамные с подъемом сту- пицы й * j 1—50
Рамные для аппаратов с ко- ническим дни- щем 1—12,5
[
Динамический коэффициент вязкости, мн-сек 5— (спз) м Окружная скорость концов лопастей, м/сек Область применения
1—10000 10000—40000 0,8—7,0 0,8—4,0 Перемешивание вязких и тяжелых жидкостей; интенсификация тепло- обмена; предотвращение выпадения осадков на стенках и днище; взве- шивание твердых частиц в вязких средах
1—10000 10000—40000 0.8—7,0 0,8—4,0
Турбинные закрытого типа JI ^4 Г —t * 1—50 1—1000 1000—25000 2,5—12,0 2,5—7,5
Турбинные открытого типа .rri.tf 1—50 1—100001 2,5—10,0
±1 10000—40000 2,5—7,0
- -1
Растворение и эмульгирование
жидкостей (в том числе существенно
различающихся по плотности); взве-
шивание кристаллических н аморф-
ных твердых частиц при их концен-
трации до 80%; взвешивание волок-
нистых частиц при их концентрации
до 5%; интенсификация теплообме-
на; перемешивание при растворении
газа в жидкости и при экстракции
Растворение и эмульгирование
жидкостей; взвешивание кристалли-
ческих и аморфных твердых частиц
при их концентрации до 80%; взве- шивание волокнистых частиц при их концентрации до 5%; взмучивание твердых частиц при их концентра- ции до 60% и размере до 1,5 мм; выравнивание температур; переме- шивание неньютоновских жидко- стей
Пропеллер- ные 1—50 1—100 3,8—16,0 Растворение и эмульгирование
4» а 2 100—4000 3,8—10,0 жидкостей; взвешивание твердых частиц при их концентрации до 50%; взмучивание шламов при кон- центрации твердых частиц до 10% и размере до 0,1 мм; перемешива- ние волокнистых материалов; вы- равнивание температуры; интенси- фикация теплообмена
Пропеллер- ные с направ- ляющей тру- бой* 1 1—50 1—100 100—4000 3,8—16,0 3,8—10,0
Пропел ле р- ные с направ- ляющей разъ- емной трубой * к 1—50 100—4000 3,8—10,0
* Пропеллерные мешалки с направляющей трубой рекомендуется использовать при удлиненной форме аппарата (H/D > 1,5).
VI. ПЕРЕМЕШИВАНИЕ В ЖИДКОЙ СРЕДЕ S ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ПЕРЕМЕШИВАЮЩИХ УСТРОЙСТВ
VI. ПЕРЕМЕШИВАНИЕ В ЖИДКОЙ СРЕДЕ
Таблица VI-2
Лопастные перемешивающие устройства
Характеристика перемешиваемой среды: для аппаратов без перегородок динамический
коэффициент вязкости ц=1 ч- 3000 мн-сек/м* (или спз), плотность р==800 ч- 1900 кг/м&; для
аппаратов с перегородками ц = 1 м,Н'Сек(м2, р==1900 кг(м%.
Диаметр мешалки d , мм Число оборотов в секунду п Мощность N, кет
аппарат без перегородок аппарат с перегородками аппарат без перегородок аппарат с перегородками
700 1,5 0,58—1,5 0,01—0,43 0,71
850 1,5 0,58—1,5 0,02—0,98 1,87
1000 1,16 0,48—1,16 0,02—1,00 1,92
1250 0,97 0,37—0,97 0,02—1,82 3,4
1600 0,77 0,30—0,77 0,04—2,82 5,9
1900 0,58 0,23—0,58 0,04—2,76 5,0
2240 0,58 0,18—0,58 0,05—5,88 13,7
2650 0,48 0,18—0,48 0,11—7,52 17,8
Таблица VI-3
Листовые перемешивающие устройства
Характеристика перемешиваемой среды: динамический коэффициент вязкости ц =» ® 1 ч- 50 мН'Сек(м^ (или спз), плотность р=800 ч- 1900 кг{м^.
Диаметр мешалки d^, мм Число оборотов в Секунду п Мощность N, кет
аппарат без перегородок аппарат с перегородками аппарат без перегородок аппарат с перегородками
500 630 800 1000 1250 1500 1800 Характеристика = 1ч- мн‘Сек(м 0,77 0,77 0,77 0,77 0,77 0,77 0,48 Якорные п перемешиваемой 2 (ИЛИ спз), ПЛОТНО 0,48—0,97 0,48—0,97 0,48—0,97 0,48—0,97 0,48—0,97 0,48-0,97- 0,48—0,80 еремешивающие у среды: дннамич сть р=800 ч- 1900 к 0,01—0,05 0,01—0,13 0,02—0,36 0,05—0,83 0,13—2,6 0,33—5,3 0,95—10,75 стройства вский коэффнциен г/мз. 0,17 0,52 1,72 5,3 16,2 40,0 28,0 Таблица VI-4 т вязкости ц»
Дна.метр мешалки rfM, мм . Число оборотов в секунду п Мощность 7V, КВТ Диаметр мешалки V ям Число оборотов в секунду п Мощность N, КВТ
800 950 1060 1120 1250 1320 1400 1500 1600 * Данные д устройствам с 0,3—0,97 0,3—0,97 0,3—0,97 0,3—0,97 0,3—0,77 0,3—0,77 0,3—0,77 0,3—0,8 0,3—0,77 дя мешалок диак 1ерекладиной. 0,01—1,43 | 0,01—2,34 0,01—3,02 0,01—4,3 0,02—3,68 0,03—4,82 1 0,03—6,3 0,05—8,6 0,07—11,9 етром 2000 мм 1700 2000* ,2120 2240 2360 2500 2650 2800 и выше относя! 0,3-0,58 0,3—0,77 0,3—0,77 0,3—0,77 0,3—0,58 0,3—0,58 0,3—0,48 0,3—0,48 ся к якорным пер 0,09—6,95 0,2 —16,3 0,27—10,4 0,35—26,6 0,46—15,4 0,61—19,9 0,82—15,5 1,07—20,0 вмешивающим
530
ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ПЕРЕМЕШИВАЮЩИХ УСТРОЙСТВ
Таблица VI-5
Рамные перемешивающие устройства
Характеристика перемешиваемой среды: динамический коэффициент вязкости р.=
= 1,0 -!- 40 000 мн-сек]м2 (или спз), плотность р=800-1- 1900 кг[мЪ.
Диаметр мешалки d’ мм Число оборотов в секунду п Мощность N, кет Диаметр мешалки мм Число оборотов в секунду п Мощность N, кет
800 0,3-1,5 0,01—4,65 1700 0,3—0,97 0,09—32,7
950 03—1,5 0,01—9,55 2000 0,3—0,77 0,20—37,5
1060 03-1,5 0,01—14,1 2120 0,3—0,77 0,27—55,5
1120 0,3-1,5 0,01—17,8 2240 0,3—0,77 0,35—63,8
1250 0,3—1,5 0,02—27,9 2360 0,3—0,58 0,46—32,6
1320 0,3—1,16 0,03—19,0 2500 0,3—0,58 0,61—51,5
1400 0,3—1,16 0,04—22,9 2650 0,3—0,48 0,82—43,2
1500 0,3-1,16 0,05—32,5 2800 0,3—0,48 1,1 —54,5
1600 0,3-1,16 0,07—43,0
Таблица VI-6
Турбинные перемешивающие устройства
Характеристика перемешиваемой среды: плотность р==800 -z- 1900 кг/лсЗ; для аппарате » без
перегородок динамический коэффициент вязкости ц = 1 -ь 4000 мн-сек'м2 (или спз), для аппа-
ратов с перегородками ц = 1 мн-сек!м^.
Диаметр мешалки dM, мм Устройство закрытого типа Устройство открытого типа
число оборотов в секунду п мощность N, кет число оборотов в секунду п мощность N, кет
аппарат без перегородок аппарат с перегород- ками аппарат без пере- городок аппарат с пере- городками
300 3,0—10,5 0,06—8,56 5,85 3,0—6,67 0,6 —5,8 8,45
400 3,0—6,67 0,24—8,0 12,5 3,0-6,67 0,24—10,5 10,5
500 3,0—6,3 0,75—21,1 33,0 3,0—6,3 0,7 —27,0 33,6
600 2,0—4,5 0,95—17,7 29,5 2,0-4,5 0,5 —24,3 23,8
700 2,0-4,5 2,12—37,8 18,7 2,0—4,5 1,0 —45,4 48,5
800 2,0-4,5 2,46-83,4 37,2 2,0—3,0 2,1 —26,7 30,5
900 2,0—3,0 2,96—36,6 20,1 2,0—3,0 3,9 —49,1 55,6
1000 2,0—3,0 3,6 —51,5 33,5 2,0—3,0 6,5 —76,6 93,8
Таблица VI-7
Пропеллерные перемешивающие устройства
Характеристика перемешиваемой среды: динамический коэффициент вязкости p. = l-f
-*• 4000 мн-сек/мЪ (или спз), плотность р=800 1900 кг/м$.
Диаметр мешалки dM, мм Числю оборотов в секунду п Мощность N, кет
аппарат без перегородок аппарат с перегородками аппарат без перегородок аппарат с перегородками
-300 16,7 4,5—16,7 0,04—6,05 7,0
400 10,5 4,5—10,5 0,17—6,3 7,4
500 10,5 3,0—10,5 0,16—17,2 ' 21,8
600 8,33 3,0—8,33 0,67—23,2 28,4
700 6,67 3,0—6,67 0,4 —27,0 31,6
800 6,3 3,0—6,3 1,8 —45,0 52,1
900 4,5 2,0—4,5 0,96—28,1 34,2
1000 4,5 2,0-4,5 1,6 —46,5 56,8
531
VI. ПЕРЕМЕШИВАНИЕ В ЖИДКОЙ СРЕДЕ
Таблица VI-8
Сравнительные данные по иитенсивиостн и эффективности
перемешивающих устройств
(за эталон сравнения принята работа пропеллерного перемеши
вающего устройства в аппарате диаметром D)
Перемешивающее устройство D/dM Относи- тельная интенсив- ность Относительная эффективность
Турбинное закрытого типа 3—4 0,51 1,00
открытого типа 3—4 0,76 0,94
Пропеллерное с диф- фузором 3—4 0,76 0,88
Листовое 2 0,86 0,14
Пропеллерное . . . 3—4 1,00 1,00
Лопастное 1,5 1,58 0,14
Якорное 1,15 1,78 0,78
Критерии подобия при перемешивании
4. Центробежный критерий Рейнольдса:
Re„ =
р«4
и
(VI-1>
Здесь р — плотность жидкости или смеси, кг/м3; п — число оборотов пере-
мешивающего устройства, об/сек; dM—диаметр перемешивающего устройства, м;
р. — динамический коэффициент вязкости среды или смеси, н сек/м2.
Если плотности перемешиваемых компонентов различаются не более чем
на 30%, то в формулу (VI-1) подставляется плотность основной жидкости.
В остальных случаях подставляется средняя плотность смеси, вычисленная по
формуле:
Р = Рфф + Pc (1 ~ ф) кг/м3
(V1-2)
где рф и рс—плотность дисперсной фазы и среды; <р— объемная доля дисперс-
ной фазы.
При эмульгировании (вне зависимости от вязкости перемешиваемых жид-
костей и при ф><0,3), перемешивании взаиморастворимых жидкостей (когда вяз-
кости различаются не более чем в 2 раза, а 0,4) и получении взвесей
(ф<0,2) в формулу (V1-1) рекомендуется подставлять динамический коэффи-
циент вязкости сплошной фазы, т. е. среды, р.с (для Re4>103).
В остальных случаях подставляется среднее значение динамического коэф-
фициента вязкости смеси jx, вычисляемое по следующим формулам.
532
КРИТЕРИИ ПОДОБИЯ ПРИ ПЕРЕМЕШИВАНИИ
а) При эмульгировании, если вязкость дисперсной фазы больше вязкости
среды и объем среды составляет 40% общего объема эмульсии и больше:
р = -j-----
1 —q>
6<рр.ф \ н • сек
Ис + Рф / Я2
(VI-3)
Если вязкость дисперсной фазы меньше вязкости среды и объем среды со-
ставляет 40% общего объема эмульсии и больше:
Нс
ii=t=v
1,5фрф
Нс + Нф
н сек
м2
(Vl-4>
б) При перемешивании взаиморастворимых жидкостей:
(1 — mk.cn w * С&К
" — М-с М-ф
м2
(VI-5)
в) При взвешивании твердых частиц в жидкости, когда объемная концен-
трация твердой фазы меньше 10%:
р. = Рс (1 +2,5ф)
н сек
м2
(VI-6)
когда объемная концентрация твердой фазы выше 10%:
И — Pc (1 + 4,5ф)
(V1-7)
В формулах (VI-3) — (V1-7) рф и рс—динамический коэффициент вязкости
дисперсной фазы и среды; <р — объемная доля дисперсной фазы.
5. Центробежный критерий Архимеда:
Здесь Др — разность плотностей смешиваемых веществ, кг/м3.
6. Центробежный критерий Фруда:
n2dM
(V1-9)
7. Центробежный критерий Вебера:
(Vl-10>
Здесь а — межфазное натяжение, дж/м2.
8. Критерий мощности:
N
~ „„3.5
Здесь N — мощность, расходуемая иа перемешивание, вт.
(VI-11>
533
VI. ПЕРЕМЕШИВАНИЕ В ЖИДКОЙ СРЕДЕ
9. Симплексы геометрического подобия:
Г (V1-12)
. D
dM (VI-13)
г*>“ <!„ (VI-14)
Г Г*м = ам (VI-15)
Здесь d4 — диаметр твердых частиц, м; dM— диаметр перемешивающего
устройства, м; D — диаметр аппарата, м\ hB — глубина воронки в жидкости, м;
hK — высота расположения перемешивающего устройства над дном, м.
Выбор угловых скоростей перемешивающих устройств [VI-1]
ПОЛУЧЕНИЕ СУСПЕНЗИИ (ВЗВЕСЕЙ)
10. Определяющее число оборотов мешалки п0, при котором достигается прак-
тически равномерное распределение дисперсной фазы во всем объеме аппарата,
может быть приближенно найдено из следующей критериальной зависимости:
Ке^^АгДТЙ (VI-16)
откуда
По=С -- (VI-17)
Рс “м
Обозначения см. формулы (V1-1) — (VI-15).
Таблица V1-9
Коэффициенты и показатели степени к формулам (V1-16) и (VI-17)
Тип перемешивающего устройства rD Ci -И с2 У1
Турбинное закрытого типа Пропеллерное 1,5—4,0 4,7 1,0 14,7 2,0
1,5—5,0 6,6 1,0 20,6 2,0
Лопастное 1,33—1,5 14,8 0,0 46,4 1,0
Уравнения (VI-16) и (VI-17) применимы в следующих пределах:
Re„ = 5-102->1,3-105
Агц = 2,4 104 ч-4,1 • 10"
Гдч = 2,33-104-=-1,2-10-2
Погрешность расчета колеблется в пределах 20—30%.
ЭМУЛЬГИРОВАНИЕ
И. Определяющая скорость может быть найдена из формулы:
I Ро2 \0’185
_ г Лг°-3151 “I
Кец— С3Агц \WeJ 1 О
откуда
\сц /
Др0.315р0,185рх,
"° G Р°’5^
Обозначения см. формулы (VI-1) — (VI-15).
(VI-18)
(VI-19)
634
ВЫЕОР УГЛОВЫХ СКОРОСТЕЙ перемешивающих устройств
Таблица VI-10
Коэффициенты и показатели степени к формулам (VI-18) и (VI-19)
Тип перемешивающего устройства Гд с3 ^2 с4 У2
Турбинное закрытого типа 2—4 2,3 0,67 4,72 1,54
Пропеллерное 2—4 2,95 0,67 6,05 1,54
Лопастное 1,33—4 1,47 1.3 3,02 2,17
Уравнения (VI-18) и (V1-19) применимы в следующих пределах:
Reu = 5 • 102-=-2 • 105
Агц = 8,9 • 10*-г-3,4 • 1010
Re*
=тЛ- = 6,15-4-1,18.107
Wen
Погрешность расчета колеблется в пределах 15—20%.
ГОМОГЕНИЗАЦИЯ ЛЕГКОПОДВИЖНЫХ ЖИДКОСТЕЙ
12. Выбор угловых скоростей перемешивающих устройств для случая вырав-
нивания концентрации или температур взаимосмешивающихся жидкостей в усло-
виях развитой турбулентности можно сделать иа основании зависимости:
т = Сх = const (VI-20)
где п — число оборотов, об/сек\ т — время, сек.
Значения Сх для различных типов перемешивающих устройств приведены
в табл. VI-11.
Таблица VI-11
Значение Сх в формуле (VI-20)
Тип перемешивающего устройства Гд Ст=тп
Турбинное закрытого типа 3 46
4 81,5
открытого типа 3 56
4 99,5
Листовое 2 20,5
Лопастное 1,5 20,7
Пропеллерное 3 96,5
4 170
Пропеллерное с диффу- з - 66,2
зором 4 118
Якорное 1,15 30
ПОГЛОЩЕНИЕ ГАЗА ЖИДКОСТЬЮ
13. При механическом перемешивании и подаче газа под мешалку рекомен-
дуется выбирать угловую скорость, при которой Reu«2 • 105.
Диапазон применяемых окружных скоростей указан в табл. VI-1.
535
VI. ПЕРЕМЕШИВАНИЕ В ЖИДКОЙ СРЕДЕ
Расчет глубины воронки
14. Перемешивающие устройства в аппаратах без отражательных перегоро-
док следует рассчитывать так, чтобы воронка не достигала ступицы.
Глубину воронки Лв можно определить по следующим формулам.
Для турбинного перемешивающего устройства закрытого типа:
ГЛв = 0,31 Re0’26 Fr0,6S Гр°-54Г^5 (VI-21)
Для пропеллерного перемешивающего устройства:
ГЛ = 0,03 Re0’32 Fr°-52 Г^0’24^ °’25 (VI-22)
Для лопастного перемешивающего устройства:
ГЛ = 0,06 Re®-30 Fr°’78F50’37 (VI-23)
Пределы применимости формул (VI-21)— (VI-23) указаны в табл. VI-12.
Таблица Vi-12
Пределы применимости формул (VI-21) — (V1-23)
Тип перемешивающего Допустимые пределы изменения критериев
устройства %
Турбинное закрытого типа Пропеллерное Лопастное 6,5- 10" 2—8,5-10"1 9,5- 10~2—2,4 5,2- КГ2—2,1 1,5- 10s—9,5-104 3,0 • 102—1 105 2,4 • 102—1,5 • 105
Расчет мощности, расходуемой перемешивающими устройствами
15. Мощность, потребляемую перемешивающими устройствами при эмульги-
ровании, получении взвесей твердых частиц и перемешивании взаиморастворн-
мых жидкостей, можно определить по критериальным уравнениям (см., напри-
мер, [VI-1]) или по формуле:
= (VI-24)
(Н \°>5 Н
—£~-1 —коэффициент, учитывающий значение > 1;
Лв у — коэффициент, учитывающий наличие внутренних устройств; Кк — крите-
рий мощности; р — плотность жидкости или смеси; п — число оборотов переме-
шивающего устройства; dM— его диаметр; Им—высота слоя жидкости; D — диа-
метр аппарата.
Для каждого типа нормализованного перемешивающего устройства в аппа-
ратах с отражательными перегородками и без перегородок на рис. VI-1—VI-3
приведена графическая зависимость Kiv=f(Reu, Го) для случая По
этим кривым определяется критерий мощности Kn-
При наличии в аппарате отражательных перегородок присутствие внутрен-
них устройств (гильзы термометров, труба для передавливания и т. п.) не уве-
личивает расхода мощности и feB. у.= 1. В аппаратах без отражательных перего
родок наличие внутренних устройств увеличивает расход мощности. Значения у
для жидкостей с вязкостью до 1 мн- сек/м2 (или спз) приведены в табл. VI-13.
16. Мощность, затрачиваемая иа перемешивание газо-жидкостной системы,
меньше мощности, затрачиваемой на перемешивание жидкости. Подробнее
о расчете мощности на перемешивание газожидкостной системы см. [О-6, VI-1,
VI-2].
536
РАСЧЕТ МОЩНОСТИ. РАСХОДУЕМОЙ ПЕРЕМЕШИВАЮЩИМИ УСТРОЙСТВАМИ
Рис. VI-1. Зависимость KN = /(^ец) для лопастных (кривые 1 и 2, Гд= 1,5)
и листовых (кривые 3 и 4, Гд = 2) перемешивающих устройств:
1 и 3 — аппараты без перегородок; 2 и 4 — аппараты с перегородками.
Рис. VI-2. Зависимость KN — f (Reu) Для пропеллерных (кривые 1—4), а также
якорных и рамных (кривая 5) перемешивающих устройств:
1 — Гд —3, аппарат без перегородок; ?—Гд = 4, аппарат без перегородок; 3— Гд = 3. аппарат
с перегородками; 4—аппарат с диффузором; 5 — Гд—1,15.
537
VI. ПЕРЕМЕШИВАНИЕ В ЖИДКОЙ СРЕДЕ
Таблица V1-13
Значение коэффициента Ав- у для жидкостей с вязкостью 1 мн-сек/м^ •
Внутреннее устройство Перемешивающие устройства, кроме пропеллерного Пропеллерные перемешиваю- щие устройства
Горизонтальный змеевик, размещен- ный у днища аппарата (диаметр трубок 0,030, 0,050) . . . . 2,5—3
Змеевик, размещенный вертикально вдоль стенок аппарата . . . 2 2
Гильза термометра 1.1 1,05
Труба передавливания, устройство замера уровня и т. п 1Д 1,1
Две трубы передавливания, удален- ные друг от друга на расстояние не менее 0,750 1,3 1,15
Детали крепления диффузора . . — 1,05
/ ’10 Ю I01 ю‘ Ю5 10й]
Рец
Рис. VI-3. Зависимость KN~ / (Reu) для турбинных перемешивающих устройств
открытого (кривые I—3) и ‘закрытого (кривые 4—6) типов:
I н 4— Гд = 3, аппарат без перегородок; 2 и 5 — Гр = 4, аппарат без перегородок;
3 и 6—Гд=3 -ь 4, аппарат с перегородками.
17. О выборе привода, методах расчета перемешивающих устройств на проч-
ность и пр. см. [VI-1].
Подробнее о расчете перемешивающих устройств см. [VI-1—VI-9J.
О расчете перемешивания жидкостей сжатым воздухом, циркуляционном пе-
ремешивании см. [V1-2],
538
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
»
Непрерывный установившийся процесс теплообмена
ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ
I. Расчетная формула теплопередачи через плоскую стенку при постоянном
тепловом сопротивлении, установившемся тепловом потоке и полном омывании
поверхности теплообмена теплоносителями имеет вид [VII-1—VII-5]:
Г МсрХ
Q' = KF Мсрх = —-д— дж (VII-1>
где Q' — количество тепла (в дж), переходящее через поверхность теплообмена
F (в л2) за время т (в сек); К — коэффициент теплопередачи, втЦм2 • град); Д/ср —
средняя разность температур, град; F — общее тепловое сопротивление, лг2 • град/вт.
2. Количество тепла Q, передаваемое через плоскую стенку в секунду при
К=const и установившемся тепловом потоке:
Q = KF Мср виг (VII-2)
3. Удельная тепловая нагрузка q, или удельный тепловой поток (тепловое
напряжение) через плоскую стенку, при установившемся тепловом потоке и
A'=const определяется по формуле:
AtCD вт
= (VII-3)
или
4. Общее тепловое сопротивление R рассчитывается по формуле;
где О] и аг — коэффициенты теплоотдачи, вт/(м2 • град); /'загр1 и гэагр2_тепло-
вые сопротивления загрязнений по обе стороны стенки, м2 • град/вт; б — толщина
плоской стенки, м; К — коэффициент теплопроводности стенки, вт/(м- град).
5. Тепловое сопротивление многослойной плоской стенки:
Г5 б _ 6, , б2 , 63 , м2 г рад
bJ А 1 Л2 Л3 ‘ ‘ вт
(VII-6)
где б,, б2, 63... — толщина отдельных слоев многослойной плоской стенки, лц
Ai, А2, А3...— коэффициенты теплопроводности отдельных слоев, вт/(м-град).
539
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
6. Коэффициент теплопередачи К определяется по формуле:
или
вт
м1 •град
(VII-7)
К =
загр.
загр2
(VII-8)
де ------ и----------тепловая проводимость загрязнений по обе стороны
гзагр, '"загр,
стенки, втЦм2 • град).
Тепловая проводимость загрязнений стенок зависит от рода теплоносителя,
его температуры и скорости, а также от материала стенки, температуры нагре-
вающей среды и длительности работы аппарата без очистки, т. е. в конечном
счете от рода осадка или продукта коррозии. Точные данные можно получить
только опытным путем.
Приближенно учесть влияние загрязнений стенок можно, исходя из ориен-
тировочных значений тепловой проводимости загрязнений [VI1-5], приведенных
в табл. VII-1 и VI1-2.
Таблица VII-1
Ориентировочные значения тепловой проводимости
загрязнений стенки
Среда Тепловая проводи- мость загрязнений , вт/(м2- град) гзагр
Органические пары, жидкий бензин ...... Очищенные нефтяные фрак- ции (жидкие), органические жидкости, рефрижератор- ные жидкости, рассолы, пар. загрязненный маслами Промежуточные нефтепродук- ты (р<903 кг!м3), газойль или жидкий лигроии (при К 12 000 6 000
<260° С), поглотительное
масло, рефрижераторные пары, воздух (запыленный) Газойль (при />260°С),расти- тельное масло Жидкий керосин (при t> >260сС), закалочные масла Отбензиненная нефть (р> >903 кг/м3), мазут Крекинг-остатки, коксоваль- ный газ, светильный газ 3 000 1900 1 400 1200 600
540
НЕПРЕРЫВНЫЙ УСТАНОВИВШИЙСЯ ПРОЦЕСС ТЕПЛООБМЕНА
Таблица VII-2
Ориентировочные значения тепловой проводимости загрязнений
выделяющихся из воды (в вт1(м2-град)}
В таблице приняты следующие обозначения: /(. — температура нагревающей среды!
температура воды; wfl — скорость движения воды.
Характеристика воды /с<115° С, /в < 50° С /,. = 115-1- 200° с. /в > ьо° с
wB С 1 м/сек wB > 1 м/сек wB < 1 м/сек wB > 1 м/сек
Дистиллированная . . 12 000 12000 12 000 12 000
Морская Обработанная котель- 12 000 12 000 6000 6 000
ная Обработанная для 6000 12 000 3000 6 000
охладительных колонн Из городского водопро- 6 000 6 000 ' 3000 3000
вода, колодезная . . Солоноватая, чистая 6 000 6 000 3000 3000
речная 3000 6 000 1 900 3000
Грязная, мутная речная Жесткая (содержание 1 900 3000 1400 1 900
солей свыше 4 г/л) 1 900 1900 1200 1 200
Прн редкой чистке аппарата или при сильной коррозии, а также при не-
благоприятных условиях работы аппарата (например, в плохо орошаемых местах
на горячей поверхности в оросительных холодильниках, где вода, частично испа-
ряясь, легко выделяет осадок) тепловая проводимость загрязнений на стенках
может уменьшиться до 500 втЦм2 град) и ниже.
7. Уравнение теплопередачи через цилиндрическую многослойную стенку при
постоянном тепловом сопротивлении и при установившемся тепловом потоке Q
(в дж/сек) имеет вид:
Q = KLMcpL вт
(V11-9)
Здесь Kl — коэффициент теплопередачи трубы (цилиндра) длиной 1 м,
вт/(м • град); L — длина трубы, м.
Величина Ль показывает, какое количество тепла в секунду проходит через
цилиндрическую стенку из п слоев длиной в 1 м при разности температур
1 град (VII-3):
____________________________3,14
Z = n 1
_______I. ГзагР1 I V —— In + 1 I Гзагрг I 1
aidx dt I}., di dn+i o.2dn+t
/ = 1
etn
м град
(VI1-10)
Здесь гзагр1 и r3arpi — тепловые сопротивления загрязнений внутри и сна-
ружи цилиндра, м1 • град/вт; dx и dn+x — внутренний и наружный диаметры ци-
линдра, jh; d{ и d,+l — внутренний и наружный диаметры каждого слоя, м; Л,- —
теплопроводность соответствующего слоя, вт/(м- град); ах и а,— коэффициенты
теплоотдачи, вт/(м2 • град).
541
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
В случае теплопередачи через однослойную стейку трубы формула (V11-I0)
упрощается:
ь-___________________________3,14________________________ вт /VII-111
L~ 1 '•зато 1 ''заго, 1 м'-град
________|_ загр1 ।____кар । за» Ра ।______________*
U\dBB dBB 2Z dBH ^нар °2^нар
Здесь dsn и rf,iap — внутренний и наружный диаметры трубы, м. При
rfBB>0,5dHap расчет теплопередачи для труб можно производить по формуле
для плоской стенки, определяя поверхность теплообмена F по среднему диа-
метру dcp=0,5(rfBB+rfiiap). При этом, по-
грешность расчета ие будет превышать
4%.
8. На рис. VII-1 дана схема процесса
теплопередачи в многослойной плоской
стенке. Расчет температур в плоскостях со-
прикосновения слоев и температур поверх-
ностей загрязнений по этой схеме при уста-
новившемся процессе и постоянном коэф-
фициенте теплопередачи (/(=const) произ-
водится по уравнению:
q = К (t, - /в) = а. (/, - /2) = =
Г 3arpt
Рис. VII-1. Схема процесса тепло-
передачи.
— (4--4) — - — а2 (^7 — 4)
Лз 'загр;
(VII-12)
Здесь /| и te — средние температуры
обоих теплоносителей, °C; t2 и <?—-
температуры наружных поверхностей загрязнений стенок, °C; ts, tf, t5 и tR — тем-
пературы в плоскостях соприкосновения слоев, °C. Остальные обозначения см.
формулу (VI1-5).
КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ
9. Значения коэффициентов теплопроводности берутся из справочников.
Кроме того, они могут быть рассчитаны по приближенным формулам.
10. Коэффициент теплопроводности капельных жидкостей равен:
8/~ р
Л = Лер у
вт
м град
(VII-13)
где / — коэффициент, зависящий от степени ассоциации жидкости: для неассо-
циированных жидкостей (бензол, толуол и другие углеводороды) /=4,22- Ю*8,
для ассоциированных жидкостей (вода, спирты и др.) / = 3,58-10~8; р — плот-
ность жидкости, кг/м3-, с — теплоемкость жидкости, дж1(кг-град)-, М — моле-
кулярный вес.
Значения л для некоторых жидкостей приведены на рис. VI1-2. Кроме того,
см. «Справочник химика», 2-е изд., т. I, стр. 918 и т. 111, стр. 642.
Теплопроводность жидкостей лишь в незначительной степени зависит от
давления. Так, при повышении давления до 2000 ат теплопроводность жидкостей
увеличивается в среднем на 10—15% [О-5].
542
НЕПРЕРЫВНЫЙ УСТАНОВИВШИЙСЯ ПРОЦЕСС ТЕПЛООБМЕНА
Рис. VII-2. Коэффициенты теплопроводности для некоторых жидкостей:
Вешество
Кривая
Вещество
Кривая
Аммиак, 26% ..................
Анилин .......................
Ацетон ♦......................
Бензол .......................
Бутиловый спирт ...........
Вазелиновое масло ............
Вода ...................'.....
Гексан ....................
Глицерин безводный . ’.....
Глицерин, 50% .............
Диэтиловый эфир ..............
Изопропан ....................
Касторовое масло..............
Керосин ...................
Ксилол .......................
Метиловый спирт, 100% \ \ I . .
Метиловый спирт. 40% .........
31
6
8
12
9
15
16
26
1
25
29
11
5
28
14
3
32
Муравьиная кислота ............
Нитробензол ...................
Октан..........................
Серная кислота, 98% . .........
Сероуглерод ..............
Соляная кислота, 30% ..........
Толуол ...................
Уксусная кислота ......... ...
Хлористый кальций, 25% . . . .
Хлористый натрий, 25% . .......
Четыреххлористый углерод . .
Этиловый спирт, 100% ..........
Этиловый спирт, 80 % ..........
Этиловый спирт, 60% ...........
Этиловый спирт, 40% ...........
Этиловый спирт, 20% ...........
7
17
18
24
4
19
20
21
22
Пересчет в СИ: I ккалЦм ч гр«б)-|,|63 втЦм град).
543
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
непрерывный установившийся процесс теплообмена
11. Коэффициент теплопроводности газа (при невысоких давлениях) может
быть вычислен по формуле:
X = Bcvp. втЦм град) (VII-14)
СРЕДНЯЯ РАЗНОСТЬ ТЕМПЕРАТУР
Определение средней разности температур при прямотоке
и противотоке
Где Сг_ массовая теплоемкость газа при постоянном объеме, дж/(кг - град)-
р — динамический коэффициент вязкости газа, н* сек/м2; d — ,
й= ——показатель адиабаты (для газов данной атомности отношение ср/г„ есть
Г)
величина приблизительно постоянная). Значения В составляют:
для одноатомных газов............ 2,5
» двухатомных » ........... 1.9
» трехатомных » 1/2
13. Средняя разность температур при установившемся непрерывном про-
цессе теплообмеиа в случае прямотока или противотока определяется по фор-
муле:
^6
2.3 !g^
(VII-15)
Здесь Д/с и Д/м — большая и меньшая разность температур между тепло-
носителями, град.
При Д/с <2Д/М среднюю разность температур в теплообменном аппарате
с достаточной точностью можно определять как среднюю арифметическую:
12 Для смеси газов коэффициенты теплопроводности ХСм ориентировочно
можно вычислить по формуле (VII-14), подставив в иее теплоемкость и вяз-
кость смеси, — пример см. [0-4]. Теплопроводность газов ^Дамеиия ^Pa*™-
чески ие зависит, за исключением очень г
ких
Д/Ср = 0,5 (Д/б-|-Д/м)
(VH-16)
(меньше 20 мм рт. ст.) давлений.
высоких (больше 2000 ат) и очень низ-
Рис. VII-3. Коэффициенты теплопро-
водности для газов:
Газ Кривая
Азот ....................
Аргон ............... * •
Водяной пар .............
Воздух ..................
Двуокись углерода .......
Кислород ................
Пересчет в СИ: 1 ккалЦм• ч град) —
= 1,163 вт1(м • град).
Средняя логарифмическая разность температур может быть определена по
номограмме (рис. VII-4).
14. Для аппаратов, в которых жидкости движутся по обе стороны поверх-
ности теплообмеиа перекрестным или смешанным током, средняя разность тем-
ператур при тех же начальных и конечных температурах ниже, чем при противо-
токе, но выше, чем при прямотоке (параллельном токе).
Графическое определение средней разности температур
для смешанного и перекрестного тока [VII-1, VI1-6]
15. В уравнении
Д^ср — Б Д/ср. прот
(VII-17)
Д/ср. прот — средняя разность температур, вычисленная как для противотока
[формула (VII-15)]; б — коэффициент, зависящий от схемы движения теплоноси-
телей и от вспомогательных величин Р и Р, равных:
/ня„ —/„,,„ охлаждение горячего теплоносителя
* \ ' “* j j
*кон2 — ‘нач2 нагревание холодного теплоносителя
(VII-18)
Коэффициенты теплопроводности некоторых газов можно определить по
рис. VI1-3. См. также «Справочник химика», 2-е изд., т. I, стр. 927.
„ tKn„ —t„.a нагревание холодного теплоносителя
I) __ nvrlj ___
/НЯЧ1—^нач2 разность начальных температур теплоносителей
(VII-19)
544
18 Зак. 134
545
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
Здесь /иач , <наЧ2, <кон, и ^кон2—начальные и конечные температуры горячего
и холодного теплоносителя соответственно, °C.
Рис. VII-4. Номограмма для определения средней логарифми-
ческой разности температур.
Коэффициент е определяется по графикам рис. VI1-5—VII-17.
Если график не охватывает заданных исходных величин, экстраполировать
его за пределы кривых не следует.' В этом случае производится расчет темпера-
турного поля для каждого участка в отдельности, причем температуры обеих
сред в месте перехода с прямотока на противоток определяются путем подбора.
546
непрерывный установившийся процесс теплообмена
Рис. VII-5. Зависимость е = f (R, Р) при С — 1.
Рис. VII-6. Зависимость £ = /(/?, Р)
при С = 2. Схему теплопередачи
см. на рис. VII-5.
Рис. VII-7. Зависимость е = f (R, Р)
при С = 3. Схему теплопередачи
см. иа рис. VII-5.
Рис. VII-8. Зависимость е = f (R, Р) при С = 1.
547
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
Рис. VII-9. Зависимость е — f (R, Р) при С = 1.
Рис. VII-11. Зависимость е = f (R, Р) при С=1.
548
непрерывный установившийся процесс теплообмена
Рис. VII-12. Зависимость е = / (/?, Р) при С = 1.
Рис. VII-13. Зависимость е = f (R, Р) при С = 1.
Рис. VI1-14. Зависимость е — f (R, Р) при С = 1.
649
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
Рис. VII-16. Зависимость e, = f(R, Р)
при
С= 1
^нача
550
НЕПРЕРЫВНЫЙ УСТАНОВИВШИЙСЯ ПРОЦЕСС теплообмена
При расчете теплообменников с неравными поверхностями нагрева для про-
тивоточных н прямоточных ходов необходимо учитывать следующее отношение
[VII-6]:
£ А-прот^прот
А-прям^прям
(VH-20)
Здесь Кпрот и Гпрот — коэффициент теплопередачи и поверхность нагрева
ДЛЯ противоточных ХОДОВ; Кирям и Кирям—То же для прямоточных ходов. Од-
нако обычно С=1.
При всех схемах смешанного тока безразлично, какой из теплоносителей
(холодный или горячий) пропускается по трубному пространству, а какой — по
межтрубному.
Если температура одного из теплоносителей остается постоянной (например,
при кипении или конденсации), го все виды движения (противоток, прямоток,
смешанный и перекрестный ток) равноценны.
Если число ходов в трубах и в межтрубном пространстве одинаково, то
Д/Ср такая же, как соответственно при простом противотоке или прямотоке.
Аналитическое определение средней разности температур
для смешанного и перекрестного тока [VII-7]
16. При простом смешанном токе, когда в межтрубном пространстве имеется
один ход, а в трубном — несколько ходов, среднюю разность температур можно
определить по уравнению:
М
д<ср-смеш = д/б+д<м+лг (VIb21)
’ g Д/б + Д/м- м
Здесь М = У(/наЧ1 — /КОН1)2 + (/КОИ2 — <нач2)2; и Д<м — большая н мень-
шая разности температур при противотоке.
При многократном смешанном токе с N ходами в межтрубном пространстве
и с четным мулой: числом ходов в трубном пространстве можно пользоваться фор- Д*ср. смеш л/яд (VII-22)
Здесь Д/ = (Д/б - Д/М) -^ + VVm- /д^-VXi
При перекрестном токе, когда один из теплоносителей движется раздель-
ными потоками (по трубам), а другой — общим потоком (в межтрубном про-
странстве), средняя разность температур определяется по уравнению:
Д/то
Д/ср. пер ---------------Ц--------------- (VH-23)
2,3 1g ----J7-------------Т-,-Г-
l+^L.2.3.g
тмтр \ Д^нач /
где Д^Тр и Д/мтр — изменение температуры теплоносителей в трубном и меж-
трубном пространстве (например, Д/тр = /наЧ1 — <кон, и Д/мтр = /1;01,2 — *наЧ2)
Д^нач= ^нач, — ^нача — разность начальных температур горячего и холодного
теплоносителей.
551
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
Конечные температуры теплоносителей выбирают, исходя из того, что сред-
нюю разность температур между теплоносителями в обычных случаях ие сле-
дует принимать меньше 10—30 град во избежание чрезмерного увеличения
поверхности теплообмена. Температуру охлаждения воды ие следует принимать
ниже 40—50° С во избежание значительного выделения растворенных в воде со-
лей и образования накипи.
СРЕДНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕЙ
В инженерных расчетах применяют усреднение температур каждого тепло-
носителя (жидкости) по длине теплообменника.
17. При определении коэффициентов теплоотдачи для приближенного рас-
чета находят среднюю арифметическую температуру того теплоносителя, абсо-
лютное изменение температуры которого наименьшее. Так, если (fHa4l— ^кон,) <
Скон2 ^нач2)> т0
*СР1= 0,5 (*наЧ1+/Кон,) (VII-24)
Среднюю температуру другого теплоносителя /ср] находят по формуле
[VII-2]:
*cpj = /cpi±A/cp (VII-25)
где Д/ср— средняя разность температур между теплоносителями, определяемая
по формуле (VII-15).
Если температура одного теплоносителя остается постоянной (например, при
конденсации пара), то принимают:
'ср.-'конд и 'ср^конх-Чр (VII-26)
Следует отметить, что небольшая неточность в определении средней тем-
пературы теплоносителя незначительно влияет иа величину коэффициента тепло-
отдачи, если коэффициент теплопередачи К мало изменяется с изменением тем-
пературы [VII-6].
18. Если известна температура поверхности стенки, соприкасающейся с жид-
костью, то средняя температура жидкости определяется по формуле [VI1-2]:
/ж = <ст±Д/ср (VII-27)
Здесь <ст — температура стенки, °C; Д/Ср— средняя разность температур
между стенкой и жидкостью, определяемая по формуле (VI1-15).
При небольшом изменении температуры жидкости допустимо определять
среднюю температуру жидкости по формуле:
Ак = 0,5(ZHa4 + 4oH) (VII-28)
Здесь /Нач и /кон — начальная и конечная температура жидкости, °C.
19. Если тепловое сопротивление системы изменяется, пока идет процесс
теплообмена, то уравнение (VII-1) для плоской стенки берется в дифференциаль-
ной форме:
dQ = Gcdt = К' dF (tr — /х)
где G — количество жидкости (газа), кг/сек-, с — теплоемкость, дж/(кг град),
для некоторых жидкостей с ориентировочно определяется по номограмме на
рис. VII-18; F — поверхность теплообмена, л2, tr — температура горячего потока,
°C; /у—температура холодного потока, °C; К.' — коэффициент теплопередачи
в данный момент времени.
552
НЕПРЕРЫВНЫЙ УСТАНОВИВШИЙСЯ ПРОЦЕСС ТЕПЛООБМЕНА
200—з
Г-0,2
2 >
о
о -
< 3 \
Z-0.3
в 11
о , о
К! °30
12
1б236> 0,4
19 о„
° 1Л
1°2122
'24 25 ° °°7 _
33с 0 ° о °22 — —
-26—-
"*32 3> о34
-50Ц
-ЮО^
Рис. VII-18. Номограмма для определения теплоемкости жидкостей:
Вещество Точка | Вещество Точка Вещество Точка
Амилацетат 12 1 Изопропиловый спирт (от —50 до 0° С) . . Йодистый этил .... Ксилол (о- Н М-) . . . п-Ксилол . . .' Уксусная кислота, 100%
Анилин . . . . 14 27 16
Ацетои 18 5 6
Бензол Бромистый этил . . . 92 1 9 10 Хлористый кальций, 25% 34
Бутиловый спирт . . Вода 24 36 Метиловый спирт • . 23 15 Хлористый натрий 25% Хлористый этил - • - 35
Гептан Глицерии 19 21 Ч Пропиловый спирт Серная кислота. 100% 25 7 П 3
Дифенил 8 1 4 Четыреххлористый уг-
Диэтиловый эфир . - Изобутиловый спирт . Изопентан . . . 17 Соляная кислота. 30% Толуол (от —60 до 40° С) Толуол (от 40 до 100° С) 26
33 Этилапетат 13
20 28 Этиленгликоль • Этиловый спирт. • 22
Изопропиловый СПИРТ (ОТ 0 ДО 5С° С) . . . 32 30 31
джЦкг • град),
СИ: 1 ккал/(кг • град) «4,19 • I03
Пересче! в
553
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
В интегральной форме приведенное уравнение имеет вид [0-1]:
*г2
F = G f м* (V1I-29)
J (*r *x)
'r,
Здесь tr и tT — начальная и конечная температуры горячего потока.
Это уравнение решается методом графического интегрирования, см. [0-1].
Периодический процесс нагревания и охлаждения [0-1]
20. Если холодная жидкость, находящаяся в сосуде, нагревается от темпе-
ратуры tx до <Х2 в течение Т часов горячей жидкостью, протекающей через
змеевик или рубашку, то горячая (греющая) жидкость охлаждается от темпе-
ратуры tr до tT. Конечная температура греющей жидкости tT в периодическом
процессе будет все время увеличиваться по мере повышения температуры нагре-
ваемой (холодной) жидкости. В конце процесса, через т часов, температура tv
станет равной ^Г2-
Уравнение теплопередачи в этом случае примет вид:
Q — KF Д/Ср. нт дж (VII-30)
где К — коэффициент теплопередачи, вт/ (л2 • град); F — поверхность теплопередачи,
л2; Мер. в—средняя разность температур при периодическом нагревании, град.
Средняя разность температур для периодического процесса нагревания жид-
кости в сосуде определяется по формуле:
^Р.н= W -2^4- (VH-31)
2,31g Г|_ Х|
Х2
F— tx
Здесь А = -т----т-1 <х — температура нагреваемой (холодной) жидкости
Гг2 х
в любой момент, °C.
По окончании процесса теплопередачи, протекающего за т часов, fx = fXj
и средняя конечная температура греющей (горячей) жидкости определяется по
формуле:
(VII-32)
Общий расход греющей (горячей), жидкости находится из уравнения тепло-
вого баланса:
Q = °х^х (<х2 - м = °гсг (*г, - *ср. Г2) (VH-33)
Где Gx и Gr — количество нагреваемой (холодной) и греющей (горячей) жид-
кости, кг; и сг— теплоемкость нагреваемой и греющей жидкости,
дж/(кг-грай).
21. Ёсли горячая жидкость, находящаяся в сосуде, охлаждается от темпе-
ратуры tTi до <Г2 в течение т часов холодной жидкостью, протекающей через
змеевик или рубашку, то холодная (охлаждающая) жидкость будет повышать
свою температуру от fx до /х. Конечная температура охлаждающей
жидкости в периодическом процессе будет все время уменьшаться по мере по-
нижения температуры жидкости в сосуде. В конце процесса охлаждения через
т часов температура станет равной <Хз-
554
КРИТЕРИИ ПОДОБИЯ ПРИ конвективной теплоотдаче
Уравнение теплопередачи в этом случае примет вид:
Q = KF A/Cp. охлт дж (VII-34)
где К — коэффициент теплопередачи, вт/(м2 . град); F — поверхность теплопере-
дачи, м2; Д/ср. охл — средняя разность температур при периодическом охлажде-
нии, град.
Средняя разность температур для периодического процесса охлаждения жид-
кости в сосуде определяется по формуле:
А*ср.охл = П t ’ 2.3Л IgTl (VH-35)
Г2 Xj
Величина А постоянна для всего процесса теплообмена. Для любого мо-
мента времени, когда температура охлаждаемой жидкости равна tT:
При расчете поверхности теплообмена принимают tr = t где Yrj — конеч-
ная температура охлаждаемой жидкости.
Средняя конечная температура охлаждающей (холодной) жидкости опре-
деляется по формуле:
^Ч + VuW (VII-36)
Общий расход охлаждающей (холодной) жидкости находится из уравнения
теплового баланса:
Q ~ ^ГСТ (^г, ^г2)= ^хсх (^ср. Х2 М (VII-37)
Обозначения см. формулу (VI1-33).
Критерии подобия при конвективной теплоотдаче
22. Критерий Нуссельта
Nu = ~ (VII-38)
Л
характеризует интенсивность теплообмена на границе поток — стенка.
Здесь а — коэффициент теплоотдачи, вт/(м2 • град); I — определяющий гео-
метрический размер *, -м; Z — коэффициент теплопроводности, втЦм • град)*.
23. Критерий Прандтля
V СрЦ
Pr = - = 4- (VII-39)
характеризует физические свойства потока.
Здесь v = ~---кинематический коэффициент вязкости. мг/сек; а = ---
коэффициент температуропроводности, м2/сек; ср—теплоемкость при постоянном
давлении, джЦкг • град); р — плотность, кг/м3; Ц — динамический коэффициент
вязкости, н сек/м2.
Графически Рг можно определить по номограмме на рис. VII-19.
* Для каждого случая теплообмена указывается, какой именно размер является
определяющим.
555
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
Г,Т
120—
110-
100-
90 —
80-
70-
60 -
50 —
40 —
30-
20 -
10-
0-
-10 -
во
Юо^,
'l2o 9
14°
1б°о
17
-20 -J
36
о
Рг
г 700
-500
— 400
1-300
'^200
20
31
0,3 15#
о %
2018 °22
10^0 24о
19 *3 о32
34°%°33q
2^621
29 о
'=-10
~-5
Г4
Рз
Рис. УП-19. Значения критерия Рг для жидкостей:
Вещество
Точка
Вещество
Точка
Амилацетат ...................
Аммиак, 26% ..................
Анилин .......................
Ацетон .......................
Бензол .......................
Бромистый этил................
Бутиловый спирт ..............
Вода .........................
Гептаи .......................
Глицерин .....................
Днэтнловый эфир ...............
Изоамнловый спирт..............
Изопропиловый спирт ..........
Йодистый этил ................
Ксилол . .....................
Метиловый спирт. 100% ........
Метиловый спирт, 40% .........
Октан........................
31
14
22
29
11
17
32
6
28
3
7
27
19
20
10
33
Пентан .......................
Сериая кислота, 111%...........
Серная кислота, 98% ............
Серная кислота, 60% ............
Сероуглерод ....................
Соляная кислота ................
Толуол .........................
Уксусная кислота. 100% ........
Уксусная кислота, 50% . .......
Хлорбензол .....................
Хлористый кальций. 25% ........
Хлористый натрий, 25%..........
Хлороформ ......................
Четыреххлорнстый углерод........
Этилацетат .....................
Этиленгликоль ..................
Этиловый спирт, 100% ...........
Этиловый спирт, 50%............
26
1
2
4
30
21
23
15
9
35
16
12
34
18
24
36
13
8
556
ТЕПЛООТДАЧА ПРИ ВЫНУЖДЕННОМ ПРОДОЛЬНОМ ТЕЧЕНИИ
24. Критерий фазового превращения
К = ^ (VII-40)
является мерой отношения теплового потока, идущего иа фазовое превращение
вещества, к теплоте переохлаждения (перегрева) одной из фаз (например,
конденсата) при температуре насыщения.
Здесь г — теплота конденсации, дж/кг; Lt — разность между температурой
насыщения и температурой стенки, град.
25. Критерий Рейнольдса
Re=w£=^p_
v р
характеризует соотиошенйе сил инерции и молекулярного трения в потоке.
Здесь w — скорость движения потока, м/сек.
26. Критерий Фруда
Fr = -^J- (VII-42)
gl
является мерой отношения сил инерции и тяжести в однородном потоке.
27. Критерий Галилея
= = (VII-43)
Fr v2 ц2
характеризует соотношение сил молекулярного треиия и тяжести в потоке.
28. Критерий Грасгофа
Or = GaftM = . (VII-44)
характеризует взаимодействие сил молекулярного трения и подъемной силы,
обусловленной различием плотностей в отдельных точках иеизотермического по-
тока.
Здесь ₽ — коэффициент объемного расширения, \/град; Lt — разность тем-
ператур поверхности стенки и жидкости (или наоборот), град; v — ——ки-
й,
нематический коэффициент вязкости, м2/сек; а --------коэффициент темпера-
СрР
туропроводности, м?/сек; ср — теплоемкость (при постоянном давлении),
дж/(кг- град); р— плотность, кг/м3; I — определяющий геометрический размер, эи;
г — теплота конденсации, дж/кг; w — скорость движения жидкости или газа, м/сек.
Физические-величины, входящие в формулы (VII-38)—(VII-44), берутся из
справочных таблиц при так называемой определяющей температуре, которая ука-
зывается для каждого частного случая теплообмена, причем различаются:
средняя температура ‘стенки /Ст; средняя температура жидкости (газа) /ж(г> —
см. формулы (V11-24) — (VII-28); температура пограничного слоя (пленки)
Л = 0,5 (Гж +/ст).
Теплоотдача при вынужденном продольном течении
ТУРБУЛЕНТНЫЙ РЕЖИМ
29. Теплоотдача при развитом турбулентном течении в прямых трубах и ка-
налах (Re> 10000) рассчитывается с помощью формулы:
Nu = 0,0216/ Re0’8 • Рг0-43 • (-^-V’25 (V1I-45)
\ ^гст /
557
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
.. ad= n wd3p . .
где Nu = —г-2-; Ке=-----Рг —критерии Прандтля для потока, вы-
Л |1
численный при средней температуре потока; Ргст — критерий Прандтля для
потока, вычисленный при средней температуре стенки; а — коэффициент тепло-
47
отдачи, вт/(м2-град)-, = ----эквивалентный диаметр, м (для заполнен-
ных труб круглого сечения dB=d); f — площадь живого сечения потока, л2;
П — полный (смоченный) периметр, лг; X — коэффициент теплопроводности,
V
вт/(м-град); W-—--------средняя скорость потока, м/сек; V — секундный рас--
ход жидкости (газа), м3/сек; р — плотность, кг/м3; р — динамический коэффи-
циент вязкости, н - сек/м2; et — поправочный коэффициент, учитывающий влия-
ние отношения длины трубы Z к ее диаметру d (значения е< приведены
в табл. VII-3).
Таблица VI1-3
Значения В/
Re ца
1 2 5 10 15 20 30 40 50
До 2000 1,90 1,70 1,44 1,28 1,18 1,13 1,05 1,02 1
1 • 104 1,65 1,50 1,34 1,23 1,17 1,13 1,07 1,03 1
2 • 104 1,51 1,40 1,27 1,18 1,13 1,10 1,05 1,02 1
5 104 1,34 1,27 1,18 1,13 1,10 1,08 1,04 1,02 1
1 105 1,28 1,22 1,15 1,10 1,08 1,06 1,03 1,02 1
1-Ю6 1,14 1,11 1,08 1,05 1,04 1,03 1,02 1,01 1
Формула (VII-45) справедлива для труб и каналов с поперечным сечением
любой формы — круглым, квадратным, прямоугольным, треугольным, кольцевым
(d2/di = l 4-5,6), щелевым (а/Ь—1 4-40), а также для продольно омываемых пуч-
ков труб.
Влияние направления теплового потока (происходит ли нагревание или
охлаждение) учитывается отношением Рг/Ргст. Приближенное значение Рг для
жидкостей можно определить по номограмме на рис. VII-19, а для воды —
также по табл. VII-4.
Физические величины для подстановки в формулу (VII-45) следует брать:
а) в случае вычисления Ргст — при температуре поверхности стенки, сопри-
касающейся с потоком;
б) в случае вычисления Nu, Re и Рг — при средней температуре жидкости
(газа), равной /ж=0,5(/вач+<ков).
Номограмма для расчетов по формуле (VII-45) приведена на рис. VII-20.
Следует отметить, что поправка, учитывающая направление теплового по-
/ рг \0,25
тока I —I в формуле (VII-45) и в других формулах, приводимых ниже,
при небольших значениях разности (t,K— ZCT) мало отличается от единицы.
У капельных жидкостей с увеличением температуры значение Рг умень-
Рг
шается (рис. VII-19). Поэтому для капельных жидкостей р—->1 при нагре-
г Гст
Рг
вании и -р--< 1 при охлаждении.
нгст
558
теплоотдача при вынужденном продольном течении
Re
woo—J
10000— Ci Сэ Ci °О 45 <*)
—--
200-^i
U-
20000-Я
30000-4 в0~1 60-4
-Ж 50-4
_
40 000 40-4
50000-4 зо~1
— —
60000-4 " -20-z^
70000-4=
боооо-4=
90000-^s
100000—= ’0-4
fi-l
" '4J
6 1
5*—
——
4'—=
200000-^
3—1
—
300000-4 2-4
—
1
:
400000-4 _=
Е
500000-4, 0,8^4
600000-4 •—=
700000-= 0,6-^
800000-^
900000—=
10ОО ООО
РГ
fl
ль
Рг
Ргст
Nu
юоооо
|2 вот
~ -60000
50000
g- 40000
30000
1г- 20000
= wood
?- 6000
э- 6000
5000
Ё— 4000
£- 3000
Е- 2000
g— 1000
=Е 800
!-• 600
ко
Ё- 400
: зоо
g- МО
юо
во
70
50
50
40
30
20
10
Рис. VI1-20. Номограмма для определения коэффициента теплоотдачи в пря-
мых трубах (Re > 10000 ие( = 1).
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
Таблица VI1-4
Значения критерия Прандтля для воды и водяного пара на линии насыщения
t, °C Рабе ат Рг t, °C ₽абе ат Рг
ДЛЯ воды ДЛЯ водя- ного пара ДЛЯ ВОДЫ ДЛЯ водя- ного пара
0 1,03 13,67 190 12,80 0,95 1,30
10 1,03 9,52 — 200 15,86 0,93 1,36
20 1,03 7,02 — 210 19,46 0,91 1,41
30 1,03 5,42 — 220 23,66 0,89 1,47>
40 1,03 4,31 —- 230 28,53 1,54
50 60 1,03 1,03 3,54 2,98 240 250 34,14 40,56 6,87 0,86 1,61 1,68
70 1,03 2,55 — 260 47,87 0,87 1,75
80 1,03 2,21 — 270 56,14 0,88
90 1,03 1,95 — 280 65,46 0,90 1,90
100 1,03 1,75 1,08 290 75,92 0,93 2,01
110 1,46 1,60 1,09 300 87,61 0,97 2ДЗ
120 2,03 1,47 1,09 310 100,64 1,03 2,29
130 2,75 1,36 1,11 320 115,12 1,11 2,50
140 3,69 ' 1,26 1,12 330 131,18 1,22 2,86
150 4,85 1,17 1,16 340 148,96 1,39 3,35
160 6,30 1,10 1,18 350 168,63 1,60 4,03
170 8,08 1,05 1,21 360 190,42 2,35 5,23
180 10,23 1,00 125 370 214,68 6,79 11,10
30. Для змеевиков полученное по формуле (VII-45) значение а (для прямой
трубы) умножают на коэффициент х, учитывающий относительную кривизну
змеевика:
х = 1 + 3,54 А
(V1I-46)
Здесь d — внутренний диаметр трубы змеевика; D — диаметр витка змеевика.
Трубы в змеевиковых теплообменниках обычно имеют большую длину и,
следовательно, большие гидравлические сопротивления. Обычно принимают ско-
рость теплоносителей в змеевиках для жидкостей 0,3—0,8 м/сек, а для газов
при атмосферном давлении 3—10 кг/м^-сек.
31. Для газов формула (VII-45) упрощается, так как в случае одинаковой
их атомности и при невысоких давлениях Рг является величиной приблизи-
тельно постоянной, не зависящей от температуры и давления. Следовательно,
\ Г|ст /газ
Приближенные значения Рг составляют:
для одноатомных газов................0,67
» двухатомных » 0,72
» трехатомных » 0,8
» четырех- и многоатомных газов .... 1
560
ТЕПЛООТДАЧА ПРИ ВЫНУЖДЕННОМ ПРОДОЛЬНОМ ТЕЧЕНИИ
Точные значения Рг для воздуха приведены в табл. VII-5.
Таблица V1I-5
Значения критерия Прандтля для сухого воздуха при р=780 мм рт. ст.
t, °C Рг t, °C Рг t. °C Рг t, °C Рг
—50 0,728 20 0,703 90 0,690 250 0,677
—40 0,728 30 0,701 100 0,688 300 0,674
—30 —20 0,723 0,716 40 50 0,699 0,698 120 140 0,686 0,684 350 400 р
—10 0,712 60 0,696 160 0,682 §00 0,687
0 0,707 70 0,694 180 0,681 600 0,699
10 0,705 80 0,692 200 0,680
*
Таким образом, формулу (VII-45) для газов можно привести к виду:
Nu == Се, Re0’8 (VII-47)
Например, для воздуха:
Nu = 0,018ег Re0-8 (VII-48)
ПЕРЕХОДНЫЙ РЕЖИМ
32. Теплоотдача при переходном режиме (2300<Re<10000) в прямых тру-
бах и каналах нестабильна, так как зависит от многих случайных обстоятельств,
поэтому точность расчета для этой области невелика.
Ориентировочный расчет для переходной области можно произвести, поль-
зуясь наиболее вероятными в этой области значениями комплекса:
(D«> \ —0.25
efl
(VII-49)
Значения Ко в зависимости от величины Re [VII-2]:
Re . . . 2200 2300 2400 2500 3000 4000 5000 6000 8000 10 000
Ко . . . 2,2 3,3 • 3,8 4,4 6,0 10,3 15,5 19,5 27 33,3
Поправочный коэффициент ei для промежуточного режима интерполируется
по данным табл. VII-3.
ЛАМИНАРНЫЙ РЕЖИМ
33. В неизотермических условиях параллельноструйчатое движение в пря-
мых трубах и каналах нарушается, так как возникают конвекционные токн, тур-
булизнрующие поток. Эта турбулизация зависит от того, горизонтально или вер-
тикально расположена труба, совпадают или не совпадают направления сво-
бодного и вынужденного движения жидкостей и т. д. Точно учесть влияние всех
этих факторов весьма трудно. Для практических расчетов прн 10<Re<2000
561
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
рекомендуется во всех случаях пользоваться следующей приближенной формулой
[Vll-2, V11-8]:
Nu = 0,I5ez Re0-33 • Pr°-43 • Or0-1 • (-Д- ]°’25 (VII-50)
\ ” rCT /
ad wdsp gP2₽ M n с M
где Nu = ; Re =------; Or = —----5——; Pr — —r—; p — коэффициент
А |Л J-l A
объемного расширения, \!град; M— разность температур жидкости и стенки
(или наоборот), град; е( — поправочный коэффициент, значения е; для ламинар-
ного режима приведены в табл. VII-3 (первая строка).
4f
Для труб некруглого сечения определяющим размером является ^9==~п"’
(где f — площадь сечения потока, м2; П — смоченный периметр, м).
Физические величины для подстановки в формулу (VII-50) следует брать
те же, что для вычислений по формуле (V11-45) —см. п. 29.
34. Для воды формула (VII-50) приводится к виду:
w0,33 A/0,1 / Рг \°-25с вт
^°,37 \Ргст/ 1 м2-град
(VII-51)
Значения А в зависимости от
ниже:
tB, °C .... 10 20
А........... 144 166
средней температуры воды /в
30 40 60 80 100
183 193 208 221 230
приводятся
200
251
Теплоотдача при вынужденном поперечном обтекании потоком
пучка гладких труб
35. Коэффициент теплоотдачи при поперечном обтекании коридорного пучка
труб для третьего и последующих рядов может быть вычислен по уравнению:
Nu = 0,23£(., Re0,65 Рг0-33 • /-p-V’25 (VII-52)
36. При поперечном обтекании шахматного пучка труб для третьего и после-
дующих рядов уравнение имеет вид:
Nu = 0,41е Re0-6 • Рг0-33 • (-Д-Г'25 (VII-53)
Значения Nu, Re, Рг см. формулы (VII-38) — (VII-41), значение см. п. 37.
В формулах (VI1-52) и (VII-53) в качестве определяющей для Nu, Re н
Рг принята средняя температура жидкости (газа), а для РгСт—температура
поверхности стенки, соприкасающейся с потоком.
В качестве определяющего размера принят наружный диаметр трубы (а ие
эквивалентный).
Скорость потока, входящая в выражение для Re, вычисляется по самому
узкому сечению в пучке.
Установлено, что теплоотдача практически не зависит от относительного рас-
стояния между трубами [VII-1].
37. Коэффициент е<р, учитывающий влияние угла атаки <р (см. рис. VI1-21),
имеет следующие значения:
Ф, гр.-тусы .. 90 80 70 60 50 40 30 20 10
еф ..... . 1 1 0,98 0,94 0.88 0,78 0,67 0,52 0,42
562
ТЕПЛООТДАЧА ПРИ ВЫНУЖДЕННОМ ПОПЕРЕЧНОМ ОБТЕКАНИИ
Формулы (VII-52) и (VII-53) справедливы для любых жидкостей и газов
при Re=200-г-2- 10е.
38. Значение а для труб первого ряда пучка ваходится путем умножения а,
определенного по формулам (VII-52) и (VII-53), на коэффициент еа=0,60.
Для труб второго ряда пучка при коридорном их расположении еа=0,90,
а при шахматном еа=0,70.
39. Средняя величина аПуЧ для всего пучка в целом определяется по фор-
муле:
апуч
(V1I-54)
где <Х|, аг, Оз... — коэффициенты теплоотдачи каждого
ряда; Fi, F2, Fa—поверхности нагрева всех труб в каж-
дом ряду. При достаточно большом числе рядов
СЕпуч~ Оз.
40. Для газов формулы (VII-52) и (VII-53) упро-
щаются. Так, для воздуха при коридорном расположе-
нии труб
Nu = 0,21г({, Re0'65
(VII-55)
при шахматном расположении труб
Nu = 0,37еф Re0-6
Рис. VII-21. Угол
атаки.
(VII-56)
41. В кожухотрубных теплообменниках при размещении труб по шестиуголь-
никам шахматное расположение их обеспечено, если основания сегментов (пере-
городок) параллельны одной из диагоналей шестиугольника, а ось штуцера, под-
водящего теплоноситель в межтрубное пространство, перпендикулярна этой диа-
гонали. Для осуществления коридорного расположения основания сегментов
(перегородок) должны быть перпендикулярны одной из диагоналей, причем ось
штуцера будет совпадать с ней.
42. Расчет кожухотрубных теплообменников с поперечными перегородками
представляет значительные трудности, так как еще нет достоверных формул. Вы-
вод таких формул осложняется тем, что теплоноситель в межтрубном простран-
стве теплообменника часть пути движется поперек труб, а часть — вдоль. Кроме
того, теплоноситель может протекать через щели между поперечными перегород-
ками и кожухом и между поперечными перегородками и трубами.
Для приближенного расчета можно использовать формулы (VII-52), (VII-53),
(VII-55) и (VII-56), принимая еф=0,6 [VII-9, VII-10].
Подробнее о расчете кожухотрубных теплообменников с поперечными пере-
городками см. [VII-10].
Теплоотдача при вынужденном поперечном обтекании пучка
труб с ребрами
43. Расчетная формула для определения коэффициента теплоотдачи имеет
следующий вид [VII-11]:
, -0,54 , г, \ -0,14
Nu=c(yj (у) Re"Pr0’4 (VII-57)
Здесь d—наружный диаметр несущей трубы, м; t — шаг ребер, м;
h=0,5(D — d) —высота ребра, м; D —диаметр ребра, м (см. рис. VII-22).
Для коридорных пучков коэффициент С=0,116, показатель степени п=0,72;
для шахматных пучков С=0,25, п=0,65. Значения Nu, Re, Рг см. формулы
(VII-38) — (VII-41). Физические величины следует брать при средней темпера-
туре потока.
563
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
В формулы для Nu и Re в качестве определяющего линейного размера под-
ставляется t — шаг ребер; скорость потока вычисляется по наиболее узкому се-
чению.
Формула (VII-57) применима при Re=3000-;-25 000 и 3< у <4,8.
44. По вычисленному из уравнения (VII-57) конвективному коэффициенту
теплоотдачи а определяют по графику (рис. VI1-23) так называемый приведеи-
Рис. VII-22. Труба с поперечными ре-
брами.
Рис. VII-23. Зависимость апр
от а.
иый коэффициент теплоотдачи апр, который и подставляют в формулу для коэф-
фициента теплопередачи (отнесенного к полной наружной поверхности Лар):
К = -,------s------------,вт - (VII-58)
1 1 Лар м2-град
апр а2 Лн
где Лар — полная наружная поверхность оребренной трубы (включая поверх-
ность ребер) на единицу длины, м2; Лн — внутренняя поверхность несущей тру-
бы, м2- аг — коэффициент теплоотдачи внутри трубы, втЦм2 град).
Теплоотдача при продольном течении потока вдоль
плоской стенки [VII-1]
45. Если поток течет между двумя близко расположенными плоскостями, то
теплоотдачу рассчитывают по формуле (VII-45); если же поток течет вдоль пло-
скости стенки, а по другую его сторону пространство не ограничено, то расчет
производят по следующим формулам.
а) Для Re>4-104 применяется приближенная формула:
Nu = 0,037Re°*8Pr°-43 )°’25 (VII-59)
где Nu = -^-; Re = -^-; Рг = —.
Л v а
Для воздуха формула (VI1-59) упрощается:
Nu = 0,032Re°’8 (VII-60)
Физические величины для подстановки в уравнения (VII-59) и (VII-60) надо
брать при начальной температуре потока.
В качестве определяющего линейного размера, входящего в Re и Nu, берется
длина I теплоотдающей стенки по направлению движения потока.
564
ТЕПЛООТДАЧА ПРИ СВОБОДНОМ СТЕКАНИИ ЖИДКОСТИ ПО СТЕНКЕ
Для расчетов можно использовать номограмму рис. VI1-20, умножая полу*
.. 0,037
ченное значение Nu иа величину = 1,76 [формулы (VII-45) и (VII-59)].
б) Для Re<4-104 применяется следующая формула [VII-1]:
Nu я 0,76Re0,5Pr0’43 )°’25 (VII-61)
\ * I'd /
Для воздуха эта формула упрощается:
Nu = O,66Re0’5
(VII-62)
Формулы (VII-59) — (VII-62) не учитывают начальной турбулентности по-
тока, а при Малых скоростях — влияния свободного движения.
В случае возможности возникновения свободных токов следует проводить
поверочный расчет для свободного движения и принимать большее из двух зна-
чений коэффициента теплоотдачи.
Теплоотдача при перемешивании жидкостей мешалками
46. Для определения коэффициента теплоотдачи в аппаратах со змеевиками,
рубашками и лопастными мешалками можно воспользоваться формулой:
Nu = С Rem Рг0-33 рЦ0,14 (VII-63)
\Рст/ ' '
aD pnd2 ср1л
Здесь Nu = —f—J Re = —; Pr = —т—; a — коэффициент теплоотдачи,-
A |Х A
вт/ (м2 • град); D — диаметр сосуда, м; Л — коэффициент теплопроводности жид-
кости, вт/ (м • град); р — плотность жидкости, кг/м3; п — число оборотов мешалки
в секунду, 1/сек-, d — диаметр лопасти мешалки, м; ср — теплоемкость при посто-
янном давлении, дж/(кг-град); |ЛСТ — вязкость жидкости при температуре tCt
стенки рубашки или змеевика со стороны жидкости, кг/ (м • сек); р — вязкость
жидкости при средней температуре <ср=0,5(<ж+/Ст);
Для аппаратов с рубашками коэффициент С=0,36, показатель. степени
Щ=0,67; для аппаратов со змеевиками С=0,87, «г=0,62.
Значения физических констант надо брать при средней температуре жидко-
сти в сосуде t№.
Формула (VII-63) получена из опытов при rf=0,6£>, £>3м=0,8£>, /7зм=0,48£>
и £><300 мм.
О расчете коэффициента теплоотдачи для других типов мешалок см. [VII-17].
Теплоотдача при свободном стекании жидкости по стенке
под влиянием силы тяжести
47. При стекании жидкости пленкой по вертикальной поверхности расчетные
формулы теплоотдачи имеют следующий вид.
При турбулентном стекании пленки, т. е. при Re>2000:
Nu = 0,01 (GaPrRe)'/s (VII-64)
При ламинарном стекании пленки, т. е. при Re<2000:
Nu = 0,67 (Ga2Pr3Re),/l (VII-65)
565
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
аН H3p2g см 4Г
Здесь Nu = —т—•; Оа=-----------5—; Рг = -г-т—; Re =—
X ц2 -л ц
а — коэффициент
теплоотдачи, вт/(м2 • град); Н — высота поверхности теплообмена, м; Z— коэф-
фициент теплопроводности жидкости, вт/(м- град); р — плотность жидкости,
кг/м3; g— ускорение силы тяжести, м/сек2-, р— динамический коэффициент вяз-
кости, н-сек/м2', ср—теплоемкость жидкости, дж/ (кг • град) -, Г= = — плотность
орошения*, кг/(м-сек). т. е. количество жидкости, стекающей в единицу вре-
мени через 1 м смоченного периметра П в сечении, нормальном к направлению
движения потока; G — масса жидкости, стекающей по вертикальной поверхности
в единицу времени, кг/сек.
Для случая стекания жидкости пленкой по внутренней поверхности верти-
кальных труб смоченный периметр П = лсйг (где d—внутренний диаметр верти-
кальных труб, м-, п — число труб).
G „ 4G
В этом случае Г= и Re =—-—.
J лап л а пи
Физические величины для подстановки в формулы (VII-64) и (VII-65) сле-
дует брать при средней температуре пограничного слоя (пленки) <пл =
=0,5(/Ст+/ж).
48. В некоторых источниках [0-2, VII-5, VII-10] зависимости (VII-64) и
(VI1-65) представлены в другом виде.
При турбулентном течении:
Nunjl = 0,01 (Re • Рг)'/з (V1I-66)
При ламинарном течении:
Ицпл = 0,67 Re'/s • Pr'/s(~)
(VII-67)
абпр / v2 \ /s
Здесь Nuni = —т—; 6пр = I-----I —комплекс, характеризующий толщину
Л \ g /
пленки, или приведенная толщина пленки, имеющая размерность длины; v — ки-
нематический коэффициент вязкости, м2/сек.
49. Для воды, стекающей пленкой по внутренней поверхности вертикальной
трубы при Re>2000 и при средней температуре пограничного слоя ~90°С, фор-
мула (VII-64) принимает следующий вид [VII-5, VII-9J:
а = 9150Г,/з вт/(м2 град)
(VII-68)
50. При стекании жидкости пленкой по горизонтальным трубам (в ороси-
тельных теплообменниках) коэффициенты теплоотдачи с наружной стороны оро-
сительного теплообменника трубчатого типа для воды имеют следующие зна-
чения [VII-12J.
При вынужденном движении воздуха со скоростью 0,08—0,5 м/сек, сред-
ней температуре воды до охлаждения 11—25° С, диаметре труб 0,012—0,030 м
и отношении шага труб к их диаметру 2—1,7, плотности орошения водой 820—
960 кгЦм- ч):
ав = 374ОГ0,4 вт/(м2 град) (VH-69) .
При отношении шага к диаметру 1,3 и прочих равных условиях
ав = 5700Г0,56 вт/(м2 град) (VII-70) :
* Величина Г называется также линейной плотностью орошения [О-2].
566
ТЕПЛООТДАЧА ПРИ СВОБОДНОМ ДВИЖЕНИИ
Здесь Г=-пт-------плотность орошения, кг/(м-сек)-, G—масса воды, по-
/*«верх
ступающей па холодильник в единицу времени, кг/сек-, Z — длина каждой трубы
в секции, л«; «верх — число верхних труб (число секций); наличие цифры 2 в зна-
менателе объясняется тем, что вода, орошающая каждую трубу, растекается
по обе ее стороны.
Подробнее о расчете оросительных теплообменников см. [VII-12].
Теплоотдача при свободном движении (естественной конвекции)
в неограниченном пространстве
РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛООТДАЧИ БЕЗ УЧЕТА НАПРАВЛЕНИЯ
ТЕПЛОВОГО ПОТОКА
51. Расчетная формула для этого случая при определяющей температуре,
равной температуре пленки, имеет следующий вид [VII-1J:
Nu = C(Gr-Pr)n (VII-71)
Формула применима для жидкостей и газов при Рг 0,7.
В уравнении (VI1-71) значения коэффициента С и показателя степени п
зависят от определяющего произведения критериев Gr • Рг. В практических рас-
четах принимают следующие соотношения.
Если Gr-Pr<10~3 (пленочный режим):
Nu — const = 0,5 (Vll-72)
Если Gr • Рг = 1 • 10-3 ч- 500 (переходный режим):
Nu = 1,18 (Gr • Рг)0,125 (VII-73)
Если Gr • Рг = 500 -г- 2 • Ю7 (ламинарный режим):
Nu = 0,54 (Or • Рг)0’25 (VII-74)
Если Gr Рг > 2 -107 (вихревой режим): )
Nu = 0,135 (Gr • Рг)0’33 (VII-75)
где Nu = al Z3p2p Mg Z3p Mg cpn v X ’ y.2 v2 ’ A a ’ P — коэффициент
объемного расширения, 1/град; Д/ — разность температур жидкости и поверх-
ности стенки, соприкасающейся с жидкостью (или наоборот), град\ v — кинема-
тический коэффициент вязкости жидкости, м2/сек-, а — коэффициент температуро-
проводности, м2)сек-, I — определяющий размер, м.
Для горизонтальных труб и шаров определяющим размером I является их
диаметр [VII-4]; для вертикальных труб и пластин — их высота; для горизон-
тальных плит — длина Меньшей стороны. При этом, если теплоотдающая поверх-
ность обращена кверху, то вычисленные по формулам (VII-72) — (VII-75) значе-
ния а увеличиваются на 30%, если теплоотдающая поверхность обращена
книзу — уменьшаются на 30%.
Физические величины для подстановки в формулу (VI1-71) следует брать
при средней определяющей температуре /пл =0,5(/Ст + /я<), где /Ст—средняя тем-
пература поверхности стенки, соприкасающейся с жидкостью, °C; t№ — средняя
температура жидкости вдали от поверхности теплообмена, °C.
На рис. VI1-24 дана номограмма, по которой можно определить величину
произведения критериев Gr • Рг для воды. Этой номограммой удобно пользовать-
ся при расчетах водяных холодильников, конденсаторов и т. п.
По формулам (VII-74) и (VII-75) построены приближенные номограммы
(рис. VII-25 и VII-26).
667
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
d, мм
ю-
100000 000—,
20
30-
40-
50
60
70
80
JOO 000~>
1000 000—_
10000000-
1000000000-.-
200000-
300000-
400000—
500 000-
= 90° О
= 70°
=50°
= 30°
. 2000000-
& 3000000-
L 4000 000-.
О 5 000 ооо-
200000000-
300000000-
400000000—
500 000 000-
20000000-
30 000 000
40000 000
50 000 000
2 000 000 000—-
3 000000 000--
4 000 000 000—
5 000 000 000-^1-
t„^10
at=9u
t = 10 град'
1 = 40
at =50
at = 70
Рис. VII-24. Номограмма для определения произведения Gr • Рг для воды.
568
ТЕПЛООТДАЧА ПРИ СВОБОДНОМ ДВИЖЕНИИ
52. Формулы (VII-73) — (VII-75) для каждого теплоносителя могут быть
приведены к следующему виду [VI1-4],
Для проволок при 103<Gr- Рг<500:
(Af \'/в вт
------г (VII-76)
Z5 ) м2-град v '
Для труб, сфер, вертикальных плит при 500 < Ог • Рг < 2 107
. I А/ \‘/« вт
а = А -5- | —г---------------------------------
\, Z ) м2 град
при Ог • Рг > 2 • 107
(VII-77
(VII-78)
Значения коэффициентов А для каждого теплоносителя могут быть вычис-
лены. Ниже приводятся значения А в зависимости от температуры (без учета
излучения) для воздуха при рабс = 1 ат:
t°c . . —50 —20 0 20 50 100 200 300 500 1000
At . . . 0,28 0,28 029 0,29 0,30 0,31 0,34 0,35 0,37 0,41
А . 1,5 1,44 1,42 1,36 1,33 1,27 1,22 1,1 0,99 0,81
Аз . . . 1,94 1,83 1,69 1,57 1,48 1,33 1,13 0,99 0,815 0,56
и для воды
t °C . . 0 20 40 60 80 100 150 200
А, . . . 9,3 13,2 15,7 17,6 19 20 21,8 22,6
А . . . 70 112 149 178 205 227 274 304
А3 . . . 102 198 291 363 426 482 607 713
53. Выбор расчетной формулы зависит от величины
Ог • Рг = Z3 AZ (VII-79)
Обозначения см. формулу (VII-75).
Значения комплекса для воды и воздуха можно определить по.
табл. VI1-6.
Таблица VII-5-.
Значения комплекса — . 10-8 для воды и воздуха [VH-4]
Теплоноситель Температура, °C
0 50 100 200 300 400 500
Вода Воздух * 26,4 1,4р2 520 0,644р2 1470 0,338р2 4930 0,117/72 18 400 0,0408р2 0,025р2 0,0142р!
* Здесь абсолютное давление, выраженное в ат.
p2at
~d~
ккал
м2.чград
*
2000
Uu = 0.54^Cr Рг
при Gr Рг 420000000
0-т
5-
10-
15
20-
25
30-
35-
40-
45-
g 50Ч
nzi
200
150
100
50
О
'^—50
г JU
t 55-
к
-100
60-
65-
s 7С~
75-
80-
85-
90-
95'-
100-1
4 3 5
‘ \6
0»»7
13 '°.
«V
J0 »/7
•19
22г /я
24* »25
•28 ?7
*9
12
23
г200 000
Г -юоооо
-50000 1-40000 -30000 - 20 000
0— т-10000
,<3
1500-
200
1000
400'
300-
500
400
300
100
moo
30
20
100
5000
4000
3000
2000
500
400
300
200
ООО
700
6OO-f-5O
500^°
21
* 200
26 150
100
90
80
70
60
50
10
0,5-
0,3
0.2-
40
30
20
15
10
5
4
3
2
0.04
' 3
0.5
0.4
$
О J
Рис. VII-25. Номограмма для определения коэффициента теплоотдачи при
свободном движении для Gr • Рг < 20 000 000:
Жидкость Точка I • | Жидкость Точка | ... 1 Точка Жидкость 1 в
Анилин Ацетон 25 10 23 19 2 16 Пентаи Серная кислота. 110% 17 24 22 26 15 Соляная кислота, 30% Толуол . 3 20 28 27 21 18
Бутиловый спирт . Вода Диэтиловый эфир • Серная кислота, 98% Серная кислота, 60% Сероуглерод ..... Уксусная кислота . Четыреххлористы й углерод Этилацетат Этиловый спирт . .
570
ТЕПЛООТДАЧА ПРИ СВОБОДНОМ ДВИЖЕНИИ
54. Упрошенные формулы коэффициента теплоотдачи при свободном движе-
нии воздуха, необходимые для расчета тепловых потерь в окружающую атмосфе-
ру, имеют следующий вид
Для горизонтальной поверхности, обращенной теплопередающей стороной
вверх (крышки аппаратов):
а = 2,5 М вт/(м2 • град) (VII-80)
Для горизонтальной поверхности, обращенной теплопередающей стороной
вниз (днища аппаратов):
а = 1,31 у Д/ етКм1 град) (VII-81)
Для вертикальной поверхности (стенки аппаратов):
а — 1,98 У А/ вт1(м2 • град) (VII-82)
Для горизонтальных труб:
4 / Д?
а = 1,08 у вт!(м2 • град) (VII-83)
Здесь Д/= ZCT—/возд; d — диаметр трубы, м.
РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛООТДАЧИ С УЧЕТОМ НАПРАВЛЕНИЯ
ТЕПЛОВОГО ПОТОКА
55. Ниже приведены расчетные формулы для теплоотдачи при свободном
движении с учетом направленности теплового потока и при определяющей тем-
пературе, равной средней температуре жидкости, для горизонтальных н верти-
кальных труб [VII-2].
56. Средняя теплоотдача в неограниченном пространстве при свободном дви-
жении среды для горизонтальных труб при 103<Gr • Рг<106 7 8 вычисляется по
формуле:
, р \0,25
Nu = 0,50 (Or Рг)0-25 •
Для воздуха эта формула упрощается:
Nu = 0,47 Or0’25
(VII-84)
(VII-85)
Здесь определяющим размером является диаметр трубы d, м, определяющей
температурой — температура окружающей среды °C.
К рис. VI 1'25 (продолжение,
Газ | То2ка . || Газ
Точка
Азот ....................
Аммиак ..................
Водород ................
Воздух ..................
Водяной пар ..............
Двх'окись серы ..........
6 Двуокись углерода ......
9 Кислород.................
/ Метай ...................
7 Окись азота ............
П Окись углерода .........
Пересчет в СИ: 1 ккал/(л{2- « град) = 1.163 втЦм2 • град).
571
VII. теплообмен и теплопередача
1s
S л
S А
%
3:
ЕЯЬОД,
•£
ТЕПЛООТДАЧА ПРИ СВОБОДНОМ ДВИЖЕНИИ
57. Средняя теплоотдача в неограниченном пространстве при свободном
движении среды для вертикальных поверхностей (трубы, пластины) при
!03<(Gr • Рг) <109 определяется из выражения:
. / рг \0,25
Nu = 0,76 (Gr • Рг)0-25 • j (VII-86)
при (Gr • Рг) > 109:
/ pr \0.25
Nu = 0,15 (Gr • Pr)0-33 • J (VII-87)
В формулах (VII-86) и (VII-87) в качестве определяющего размера для
вертикальных труб и пластин принята их высота, в качестве определяющей тем-
пературы — температура окружающей среды t№.
Теплоотдача при свободном движении (естественной конвекции)
в ограниченном пространстве [VII-1]
58. Количество тепла, передаваемое через щели путем конвекции и лучеиспу-
скания, определяется по формуле:
<2обш = Ек24--лб (*ст. - *СТа) /’ср вт (VII-88)
Количество тепла, передаваемое лишь конвекцией:
<?К = «К (/СТ1 — /Ст2) /% вт (VII-89)
где ап—приведенный коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием, вт!{мг • град)
[формула (VII-175)]; 7.—коэффициент теплопроводности жидкости или газа при
средней температуре /ср = 0,5 (/ст, + /CTs), вт1(м-град); д — ширина щели, м;
/СТ1 и /Ст2—температура стенок по обе стороны щели, °C; Гс₽—средняя
поверхность нагрева, м2; ек — безразмерный коэффициент конвекции.
59. Коэффициент конвекции ек зависит от произведения Gr • Рг.
При Gr-Pr<1000
К е* = 1 (VII-90)
При 103<Gr • Рг<106 е* = 0,105 (Or • Рг)0-3 (VII-91)
При 106<Gr • Рг<1010
= 0,40 (Or • Рг)0,2 (VII-92)
Для щели 6 формул (VI1-90) — (независимо от ее (VII-92) за определяющий размер принята ширина формы); физические величины берутся при сред-
ней арифметической температуре жидкости.
В приближенных расчетах при Gr-Pr>1000 можно применять зависимость
е* = 0,18 (Gr • Рг)0-25 (VII-93)
которая приводится к виду
ек = A V63(^t, —/Ст2) (VII-94)
где 6 — ширина щели, м.
673
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
Если при расчете по формулам (VII-93) и (VII-94) получается, что ек<1,
то это означает, что Gr-Pr<103 и, следовательно, надо принять ек = 1.
Ниже приводятся значения Л в зависимости от температуры, вычисленные
по формуле (VI1-94) для воздуха:
t°C . . —50 —20 0 20 50 100 200 300 500
А . . . 24,6 21,4 20,0 18,0 16,0 13,7 10,5 8,5 6,1
и для воды:
t °C . . 0 20 40 60 80 100 150 200
А ... 41 64 78 91 102 112 134 153
Для дифенильной смеси [VII-13] при 1 • 103<0г • Рг<4 • 106
ек = Л [б3^.-^)!0,2
при 1 • 106 < Gr • Рг < 1 • 1010
^ = А[б3(*СТ1-'сТ2)]013
(VII-95)
(VII-96)
Значения Д1 и Аг для дифенильной смеси при 6<40 мм для формул (VII-95)
и (VI1-96) приведены ниже:
t°C . . 50 100 150 200 250 300 350 400
At . . . 169 221 269 330 358 434 478 505
А2 . . . 55 66 75 86 90 103 109 114
Если 6>-40 мм, значения А| и Д2 нужно умножить на поправочный коэф-
фициент q
6, мм . 40 50 60 70 80 , 90 100 200 300
. . . 1 1,21 1,42 1,63 1,83 2,03 2,22 4,04 5,79
Теплоотдача при кипении жидкостей
РЕЖИМЫ КИПЕНИЯ
60. Процесс объемного кипения может осуществляться в трех режимах: сла-
бом (спокойном), пузырьковом и пленочном.
61. Область малых температурных напоров (разность температуры стенки и
температуры насыщения) и соответственно низких тепловых напряжений харак-
теризуется слабым кипением.
При кипении, например, воды в атмосферных условиях эта область суще-
ствует до температурных напоров, равных 5 град, и тепловой нагрузки до 5800 вт!м?.
Для этой области процесс теплоотдачи определяется в основном факторами
свободного движения, и расчет коэффициента теплоотдачи а производится по
формулам свободного движения.
Если слабое и спокойное кипение жидкости происходит при одновременном
вынужденном ее течении, то расчет а производится по формулам вынужденного
течения.
62. Область пузырькового режима кипения, в котором теплоотдача опреде-
ляется конвекцией жидкости вследствие интенсивного движения паровых пу-
зырей, характеризуется значительным увеличением коэффициента теплоотдачи а
с ростом температурного напора, равного Л( = 1Ст— 7нас (где 1ст — температура
СТеИКЦ; ^нас — температура насыщения)
Пузырьковый режим существует до момента слияния пузырей пара в сплош-
ную паровую пленку на поверхности нагрева, что происходит обычно при вполне
574
ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КИПЕНИИ ЖИДКОСТЕЙ
определенном, но различном для разных жидкостей значении критической удель-
ной тепловой' нагрузки qKp и критической разности температур Д/кр, причем *:
7><р_= ®кр (VII-97)
При объемном кипении смачивающих стенку чистых жидкостей в обычных
условиях естественной конвекции <7иР можно определить по следующей фор-
муле [VII-2J:
^',(Рж-Рп)0'48(рп'-)°’3б^н’ас<’0’21
_ __ к \ ж __ пf__________\ 11 )______нас_____
Укр — 0,31 0,14.0,08
"ж ( ж еж
(VII-98)
Здесь 9кр — критическая удельная тепловая нагрузка, вт/м?; р.ж — динами-
ческий коэффициент вязкости жидкости, н-сек/м2; — теплопроводность жидко-
сти, вт/(м- град); р,к и рп — плотность жидкости и пара, кг/м3; ' — теплота па-
рообразования, дж/кг; Тиас — температура насыщения, °К; о — поверхностное на-
тяжение на границе раздела между жидкостью и паром, н/м; сж — теплоемкость
жидкости, дж/(кг- град).
Физические величины для подстановки в формулу (VII-98) берутся при тем-
пературе насыщенияе. при температуре образующегося пара, величина
которой определяется внешним давлением [VII-2].
Формула (VII-98) не учитывает влияния вынужденного движения жидкостей
(которое увеличивает ^кр) и состояния поверхности нагрева.
Для воды, кипящей при атмосферном давлении, область пузырькового кипе-
ния ограничивается тепловыми нагрузками 5800— 1,16-10е вт/м2 и, соответствен-
но, температурными напорами от Д/=5 град до Д/Кр=25 град.
С ростом давления ^кр сначала увеличивается до максимума, затем умень-
шается.
Критические значения для других жидкостей иные. Так, при кипении бензола
в тех же условиях ?кр = 4,65- 105 вт/м2 и Д£кр = 47 град.
63. Область пленочного режима кипения существует при Д/>Д/Кр и характе-
ризуется резким падением коэффициента теплоотдачи.
Если осуществляется паровой обогрев, то тем самым температурный напор
задается независимо oi процесса кипения. Возникновение пленрчного режима при
этом влечет значительное (но плавное) снижение коэффициента теплоотдачи, сни-
жение теплового напряжения поверхности нагрева и уменьшение производитель-
ности аппарата.
Если осуществляется электрообогрев, то при любом режиме кипения уста-
навливается теплонапряжение q поверхности нагрева в зависимости от расхода
электроэнергии. При переходе через критическое значение qKJI пузырьковое кипе-
ние сменяется пленочным, коэффициент теплоотдачи а скачкообразно уменьшает-
ся при неизменной тепловой напряженности поверхности нагрева, разность тем-
ператур резко возрастает, температура стенки повышается, и возможен ее
пережог. В промышленной практике обычно не применяют пленочный режим
кипения.
Подробнее о кипении при пленочном режиме и значении второй критической
тепловой нагрузки при переходе от пленочного режима к пузырьковому см. [VI1-1,
VI1-3—VII-5, VII-10],
РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ ДЛЯ ПУЗЫРЬКОВОГО РЕЖИМА КИПЕНИЯ
64. Теплоотдача при кипении чистых жидкостей и растворов изучена еще не-
достаточно. Предложено несколько критериальных уравнений. Ниже приводятся
некоторые из них.
65. При пузырьковом режиме кипения в большом объеме (в условиях есте-
ственной конвекции) для всех жидкостей, смачивающих поверхность нагрева, и
• В литературе величины акр и Д<к„ называют также максимальными, предельными,
кризисными, F F
575
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
для любого давления вплоть до критического рекомендуется следующая фор-
мула [VI1-2]:
0-кип — 7,77 -10
РпГ
Рж Рп
0,033
) 0,333 ,0,75„0,70
ЛЖ ?
Р°ЛП7^иа3с7
(VII-99)
Обозначения и определяющую температуру см. формулу (VII-98).
Высота слоя жидкости над нагреваемой поверхностью практически не влияет
иа интенсивность теплоотдачи [VII-1]. Формула (VII-99) не учитывает влияния
вынужденного движения жидкости и условий смачивания поверхности нагрева.
Расчет по ией можно производить лишь прн наличии надежных данных по фи-
зическим свойствам жидкостей.
Для удобства практических расчетов формулу (VI1-99) при заданном значе-
нии Гнас (или р) целесообразно привести к следующему виду:
a™n = V'7 (VII-100)
ИЛИ
акип = Л3*33 A*2’33 (VII-101)
Следовательно
= _19о,з (VII-102)
В этих формулах
А = 7,77 • IO"2
- ч 0,333 , 0,75
Рж\ Лж
„ ] „0,45 0,117г0,37
° / "ж 1 нас
Для воды формула (VII-99) приводится к следующему виду:
а) если давление р выражено в ат
акип = 3,14^°’7р0’15 вт/(м2 град)
или
акип = 45,4 Д/2,33/>0,5 вт!(мг • град)
б) если давление р выражено в н/м2
«кип ~ О,56г/о,7р0’15 вт!(м2 • град)
или
акнп = 0.145 Л/2,33/)0,5 вт/(м2 град)
(VH-103)
(V1I-104)
(VII-105)
' (VII-106)
На рис. VII-27 и VII-28 представлены графические зависимости для опре-
деления теплоотдачи воды при пузырьковом кипении [VII-2J.
66. При пузырьковом кипении в трубах вертикальных испарителей с есте-
ственной циркуляцией, а также при кипении в большом объеме в условиях
естественной циркуляции применяется формула [О-2]:
д-0,6
Nu- = 54^oJ
или, в развернутом виде,
П 1.3-0,5Л0,06
7RH Л Ж 0,6
«кип= 0,5 0^0,66-0,3,,0,3
и Г Р0 с ц
г» кт а
Здесь NuKHn = у
--------1____—
Рпг0,078 (у-)’’1
(VII-107)
(VII-108)
Рг = -!£;
Л
576
ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КИПЕНИИ ЖИДКОСТЕЙ
X__теплопроводность раствора (жидкости), вт/(м • град); рж— плотность жид-
кости, кг/л3; Рп — плотность пара, кг/л3; р0—плотность пара при давлении
(абсолютном) р=1 ат, кг/м3; а—поверхностное натяжение, н/м; г — теплота
испарения, дж/кг; с — удельная теплоемкость раствора, джЦкг • град); ц—вяз-
кость раствора, н • сек/м2; q — плотность теплового потока (тепловое напряжение,
тепловая нагрузка), вт/м2.
Формулы (VII-107) и (VII-108) применимы в следующих пределах:
ра6с=0,1-i-72 ат; Pr=0,8-j-100; при <7=90004-1 150 000 вт/м2.
Рис. VI1-27. Зависимость
акип---- f (М, /нас) для воды.
Рис. VII-28. Зависимость акип = f (q, tHaQ)
для воды.
Пересчет в СИ: 1 ккал/(мг-ч-град) = \,163 ет!(м'*-град}.
Для кипения в вертикальных трубах формулы (V1I-107) и (V1I-108) дают
согласующиеся с опытом результаты при соблюдении оптимального уровня в
трубах.
67. При оптимальном уровне создаются такие условия циркуляции, когда
жидкость кипит внутри трубки практически по всей ее высоте. При меньшем
уровне увеличивается верхний участок трубы с повышенным паросодержанием;
при большем увеличивается нижний участок подогрева жидкости. В обоих этих
случаях коэффициент теплоотдачи при кипении снижается [VI1-18].
В заводской практике оптимальный уровень устанавливается по водомер-
ному стеклу (см. стр. 622).
В первом приближении оптимальный уровень при кипении растворов раз-
личной концентрации можно определить по эмпирической формуле [О-2, VII-18]:
= 0,26 -j- 0,0014 (Рр — рв) (VII-109)
Здесь Н—высота трубы, м; Нопт — оптимальный уровень раствора в труб-
ках, м, фиксируемый по водомерному стеклу; рр и рв—плотность раствора
11 воды. кг/м3.
19 Зак. 134
577
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
68. Часовой расход жидкости G определяется по формуле:
G = 0,785 d2n ЗбООшцРр кг/ч
(VI1-110)
где d — внутренний диаметр кипятильной трубки, Ж; п — число трубок; а.'в —
Н
Рис. VII-29. Зависимость
скорость циркуляции, м/сек, приближенно опре-
деляемая по графику на рис. VII-29; рр — плот-
ность раствора, кг/м?.
69. Кратность циркуляции С [VII-18]:
„___ G кг
(VI1-111)
Здесь W — количество испаренной воды, кг/ч.
При пузырьковом кипении применяются также
формулы Кутателадзе [VII-4], Кичигина и Тобиле-
вйча [VII-7] и др. '
Приведенные расчетные формулы не могут охва-
тить все разнообразие условий теплообмена при ки-
пении. Поэтому результаты расчетов рекомендуется
сопоставлять с опытными данными или с эмпири-
ческими уравнениями, например с формулами, при-
веденными в [VII-4, стр. 176—179].
70. О расчете теплоотдачи при кипении жидкометаллических и органиче-
ских теплоносителей см. [VII-13].
ТЕПЛООТДАЧА ПРИ ИСКУССТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИИ РАСТВОРОВ
В ВЫПАРНЫХ АППАРАТАХ
71. Применение искусственной циркуляции раствора наиболее эффективно
при умеренных тепловых нагрузках q=30000-4-46000 вт/м2 [VII-18]. При ис-
кусственной циркуляции раствора в указанных пределах тепловых нагрузок
теплоотдача при кипении повышается вдвое по сравнению, с теплоотдачей в тех
же условиях, но с естественной циркуляцией раствора.
72. Коэффициент теплоотдачи при кипении с искусственной циркуляцией
при </ = 30 000-4-46 000 вт/м2 можно приближенно рассчитать по формуле выну-
жденного конвективного теплообмена без изменения агрегатного состояния:
Nu = 0,021 Re0-8 Рг0-43 (VI1-112)
Рг
Эта формула соответствует формуле (VII-45) при -р— = 1. Обозначения
КГст
см формулу (VII-45).
О приближенном расчете коэффициента теплопередачи в выпарных аппа-
ратах с искусственной циркуляцией см. [O-l, VII-10].
Теплоотдача при конденсации чистого сухого насыщенного пара
(не содержащего неконденсирующихся газов)
73. Конденсация называется пленочной, если образующийся конденсат сма-
чивает поверхность теплообмена, и капельной, если он ее не смачивает.
В химической технологии главным образом имеет место пленочная конден-
сация (исключение составляет процесс, идущий в конденсаторах ртутного пара,
где происходит капельная конденсация).
578
ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ ЧИСТОГО СУХОГО НАСЫЩЕННОГО ПАРА
74. Интенсивность теплообмена зависит от свойств конденсирующегося ве-
щества, а также от скорости движения пара юп и от режима течения плеики
конденсата, т. е. от RenB [VII-4] *:
р _ гожёплРж _ Ож ... ., „
R "Л Мж ~ Нж (V11'U3)
При конденсации пара на вертикальных поверхностях Re можно опреде-
лить по выражению:
Ке“-» = Г7 (VII-114)
Рж'
Прн конденсации на г расположенных одна над другой горизонтальных
трубах с наружным диаметром dBap «:
‘М-Ж'
Здесь юж — скорость стекания пленки конденсата, м/сек; Сал — толщина
пленки конденсата, м; рж — плотность конденсата, кг/м3; рж — вязкость кон-
денсата, н • сек/м3; G„, — массовый расход конденсата в самой нижией точке
поверхности конденсации, отнесенный к ширине последней, кг/(м-сек) [VII-5];
q — удельная тепловая нагрузка, вт/м2; Н — высота вертикальной стенки, м;
г — теплота конденсации, дж/кг; d„ap — наружный диаметр горизонтальной
трубы, м; г — число расположенных друг над другом горизонтальных труб.
75. Предлагаются два варианта расчета теплоотдачи при пленочной кон-
денсации насыщенного пара.
а) В качестве определяющей температуры для параметров конденсата при-
нимается средняя температура плеики /пл=0,5(<сТ + /нас)—см. пп. 76 и 85.
б) В качестве определяющей температуры для всех параметров прини-
мается температура насыщения пара /яас IV1I-2] — см. пп. 84 и 88.
КОНДЕНСАЦИЯ ЧИСТОГО НАСЫЩЕННОГО ПАРА НА ВЕРТИКАЛЬНЫХ
ПОВЕРХНОСТЯХ
76. При определяющей температуре (для параметров конденсата), равной
температуре пленки, малых скоростях движения пара и ламинарном течении
пленки конденсата (Renл. в < 100) коэффициент теплоотдачи а рассчитывается
следующим образом.
При скорости пара юп<10 м/сек или, точнее, при рпюв < 30 обобщенная
зависимость для вертикальных труб имеет следующий вид [VII-1]:
Nu= l,15(Ga-Pr-K)1/4 (Vll-116)
Здесь Nu = ----критерий Нуссельта;
^Ж
п « .. г
Оа =* —Z------критерии Галилея для конденсата;
Мж
рг = ..fol1»--критерий Прандтля для конденсата;
''-Ж
К =---——критерий конденсации [VII-4].
Сж Аг
* В литературе (O-2J иногда вычисляют величину критерия Рейнольдса по формуле
г w d у »
^спл = ———э ж » принимая ^эя"^пл* В этом случае значение Иепл в 4 раза- больше значе-
ния, полученного по формулам (VI1-113) — (VII-U5).
579
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
В этих выражениях а — коэффициент теплоотдачи, втЦм2 град); I — опре-
деляющий геометрический размер *, м; 1Ж — теплопроводность конденсата,
вт/(м град); рж— плотность конденсата, кг/л:3; рж— вязкость конденсата,
н-сек/м2; с№ — теплоемкость жидкости, дж/(кг • град); г — теплота конденса-
ции, дж!кг; Д<= (fK0Hn — tCT) —разность температур конденсации (насыщения)
и поверхности стенки, соприкасающейся с конденсирующимся паром, град.
77. Для удобства расчетов в случае конденсации иа вертикальных трубах
исходное обобщенное уравнение (VII-116) можно представить в различных ви-
дах, в зависимости от того, через какие параметры выражается а.
Выражая а через А/ и высоту поверхности конденсации Н, получим:
или
а= 1,15
рж Д#7
= 2,04
гп2 г3
Рж AtH
вт
м2 град
а = 2.04Л (т/х7')0’25 ут .
\НМ1 м2 град
(VII-117)
(VII-118)
Ниже приводятся значения А = ДЛ₽ж^ж/1*ж для воды в зависимости
от температуры пленки конденсата:
/пл, °C . 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
А ... 104 120 139 155 169 179 188 194 197 199 199
При а, выраженном через критерий Рейнольдса для стекающей пленки
Кепл, уравнение (VI-116) преобразуется к виду:
/Р2 \’А
а = 2,58ЛЖ । j Re-^»B (VIM 19)
\Рж/
ИЛИ
/™2 \,/ч
а = 1,2ЛЖ Re"'7’,, (VII-120)
\ Рж /
где Ren.n. в —см. формулу (V1I-114).
Выражая а через количество конденсата 6Ж, образующегося иа верти-
кальной поверхности (труб, плит) высотой Ими шириной 1 м, имеем:
а = 2,58АЖ ^р2/ИжСж (VII-121)
а при а, выраженном через среднюю тепловую нагрузку q и высоту труб Н:
а = 2,58ЛЖ (VII-122)
л dn м- сек
температуры в формулах (VII-116) — (VII-121)
пара следует брать #Нас, а для расчета фнзи-
(жидкости) — среднюю температуру пленки
78. Количество конденсата бж, образующееся иа вертикальной поверхности
теплообмена высотой Н м и шириной 1 м, находится следующим образом.
Если вертикальная поверхность представляет собой п труб диаметром d м и
общий расход конденсата равен G0om кг!сек, то
Сж— Go6m __________ А7П_19.Ч\
79. В качестве определяющей
при расчете теплоты конденсации
ческих параметров конденсата
конденсата /Пл<=0,5(/Ст+^нас).
80. Приближенное значение коэффициента теплоотдачи при пленочной кон-
денсации пара на вертикальных трубах можно определить по рис. VII-30.
• Для вертикальных труб в качестве определяющего размера берется их высота.
580
ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ ЧИСТОГО СУХОГО НАСЫЩЕННОГО ПАРА
О расчете коэффициента теплоотдачи при конденсации органических и дру-
гих теплоносителей см. [VII-13].
81. При малых скоростях движения пара и смешанном течении пленки кон-
денсата (вверху ламинарное, внизу турбулентное), Репл>100 и Рг конденсата,
равном 0,6—5, значение а для конденсации иа-вертикальных трубах [VII--.4]:
/^ж?’ 0,16Pr^’Re в
дТО Еепл в-100 + 63Рг£
(VII-124)
Обозначения см. формулу (VII-116).
82. При больших скоростях движения пара (wn>10 м/сек, точнее
рп®2 > 30), если пар движется сверху вниз — теплоотдача увеличивается и
расчет по формулам (VII-116) — (VII-120) дает запас поверхности теплообмена.
Если пар движется снизу вверх, то теплоотдача сначала уменьшается, за-
тем, при 25 м/сек, снова увеличивается.
Влияние скорости пара на теплоотдачу возрастает с увеличением давления.
83. В случае конденсации пара, движущегося со средней скоростью оуп,
при условии, что РпИ'п > 30, коэффициент теплоотдачи может быть более
точно определен по следующей формуле [VII-4]:
адв =
(VI1-125)
где осдв — коэффициент теплоотдачи движущегося пара, вт/(м2 • град)-, а —
коэффициент теплоотдачи для медленно движущегося насыщенного пара
[формулы (VII-116)—(VII-120)]; е — поправочный множитель.
Поправочный множитель е при ламинарном течении пленки (КеПл<Ю0)
для любых паров выражается зависимостью е = f (шврпа/£РЖХЖ).
Для любых паров е определяется по графику рис. VII-31.
В табл. VII-7, составленной по данным [VII-4, рис. 11-3], приведены значения
8 в зависимости от величин aw? для водяного пара при давлении 10 ат.
Таблица VII-7
Поправочный коэффициент в при ламинарном течении пленки конденсата водяного пара
Направление движения пара aw2 при Ра6с = 10 ат
29 000 58 000 87 000 116 000 230 000 350 000 460 000 580 000
Сверху вниз 1,05 1,1 1,13 1,14 1,29 1,4 1,49 1,55
Снизу вверх 0,95 0,9 0,87 0,85 0,75 0,8 1,1 1,24
ч При турбулентном течении пленки конденсата, т. е. при КеПл>Ю0, е рас-
считывается по формуле:
, е = 1 +0,013 I₽” У* - (VII-126)
\Рж/ (^ж) ’
Расчетная скорость пара wn определяется по формуле:
где и — скорость пара на входе в конденсатор и на выходе, м/сек.
581
lit dit
1,5—г~15
ккал
а)м* ч-град
r—40000
15000- —30000
ЮООО— —20000
2 —15000
| ЗО00-±
5000
W t
• b ПЛ
0 ~-
50—
100—
150—~
200—
500
10*
ООО
300- -
: —500
200— ~—W0
150—300
50 -*—100
3000
1000— —2000
§
а 2000-.—<юоо
<§/$№
2—'—20
•1000 4
Wh-, r-4000
500-^—5000
8
Рис. VI1-30. Номограмма для приближенного определения коэффициента тепло-
отдачи при пленочной конденсации пара (Z в м; d в мм):
Вещество Точка Вещество В — Точка
Анилин .................-
Аммиак.................. ...
Ацетон .....................
Бензол .......................
Вода .........................
Диэтнлевый эфир................
Нитробензол ...................
4
7
8
10
1
6
14
Метиловый спирт ...............
Пропиловый спирт ..............
Уксусная кислота ..............
Уксусиоэтиловый эфир............
Четыреххлористый углерод.......
Хлороформ .....................
Этиловый спирт ................
2
5
11
9
12
13
3
Пересчет в СИ; 1 ккал[ (л1’ • *• • град) —1,163 вт/(м^ • град).
582
ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ ЧИСТОГО СУХОГО НАСЫЩЕННОГО ПАРА
Рис. VII-31. Поправочный коэффициент е для учета влияния скорости
течения пара на теплоотдачу при ламинарном течении пленки конден-
сата по вертикальной стенке:
сб—пар идет снизу вверх; бв — пар идет сверху вниз.
84. При определяющей температуре, равной температуре насыщения, для
среднего значения а при конденсации пара на вертикальной стенке или трубе
высотой Н м имеем [VII-21:
0,28/ Рг \о,25
Nu = 0,42 (Оа • Рг - К), (VII-127)
Обозначения см. формулу (VII-116).
Параметры, входящие во все критерии, кроме РгСт, берутся при температуре
насыщения пара, а входящие в выражение для Ргст — при температуре поверх-
ности стенки, соприкасающейся с конденсатом.
КОНДЕНСАЦИЯ ЧИСТОГО ПАРА НА НАРУЖНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ТРУБ
85. При определяющей температуре (для параметров конденсата), равной
температуре пленки конденсата, конденсация пара на одиночной трубе или на
трубах верхнего ряда пучка при Рг>0,5 (для конденсата) и ламинарном режиме
стекания пленки конденсата (Кепл. г<50) описывается обобщеииой зависимо-
стью (VII-1):
Nu=0,72(Ga • Рг • К)0-25 (VII-128)
За определяющий геометрический размер берется наружный диаметр трубок.
Обозначения см. формулу (VII-116).
86. Формула (VII-128) преобразуется в зависимости от того, через какие па-
раметры выражается а.
Выражая а через А/ и наружный диаметр трубы d, получаем:
1 / /"Рж^ж |4/"гРж^ж
а = 0,72 1/ - Ж;т4 = 1,281/ - (VII-129)
или г Рж А/ d г Цж А/ d
/ г \0,25
а=1,28Л(-^) (VII-130)
Значения А для воды в зависимости от температуры пленки конденсата
см. и. 77.
5S3
VH. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
Выражая а через количество конденсата Ож [в кгЦм • сек)], образующе-
гося на горизонтальной трубе длиной 1 м, получим:
И = 2,02Лк1^Д^Х (VII-131)
Выражая а через среднюю тепловую нагрузку q и диаметр трубы d, бу-
дем иметь:
а — 1,385/.ж V rp^/p^gd
(VII-132)
Обозначения см. формулу (VII-116).
За определяющую температуру в формулах (VII-128) — (VII-132) при
определении величины г следует брать /нас, а для всех других параметров
/пл = 0,5(/ст "F/нас).
87. Приближенное значение коэффициента теплоотдачи при пленочной кон-
денсации пара на горизонтальных трубах можно определить по номограмме на
рис. VI1-30.
О теплоотдаче при движении пара с большой скоростью поперек горизон-
тальной трубы см. [VII-4J.
88. При определяющей температуре, равной температуре насыщения, вме-
сто формулы (VII-128) рекомендуется следующее обобщенное уравнение
[VII 2]:
НЛП
гРаЛ>-ж
РжД/d
Nu = 0,72 (Оа Рг К)'А
\ г Гст /
(VII-134)
(VII-133)
Если выразить а через расход пара, то формула (VII-133) примет вид:
а = 2,02Лж Vрж/ц G' - УРг/Рг
v • гК[ • УЛ УЛ / 1
(VII-135)
Здесь d — наружный диаметр горизонтальной трубы, м; G>K — количество
конденсата, образующееся на горизонтальной трубе длиной I м, кг/(м сек).
Остальные обозначения см. формулу (VII-116).
КОНДЕНСАЦИЯ ЧИСТОГО ПАРА НА НАРУЖНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПУЧКА
ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ТРУБ [VII-191
89. В пучке горизонтальных труб на иижних трубах слой конденсата уве-
личивается за счет конденсата, стекающего с труб, расположенных выше, при-
чем скорость движения пара уменьшается ввиду его частичной конденсации.
Это приводит к снижению коэффициента теплоотдачи для нижиих рядов.
Схема расположения труб в пучке дана на рис. VII-32, причем для кори-
дорного пучка /2=0. Размер А практически на коэффициент теплоотдачи не
влияет.
90. Если температурный напор на всех трубках одинаков, то ориентировоч-
но (при отсутствии инертных газов) можно определить средний для всего
584
ТЕПЛООТДАЧА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ ЧИСТОГО СУХОГО НАСЫЩЕННОГО ПАРА
пучка коэффициент теплоотдачи в зависимости от числа труб в пучке по вер-
тикали п по следующей формуле [VII-3];
®Ср --
(VII-136)
где а — коэффициент теплоотдачи для одиночной горизонтальной трубы, вы-
числяемый по формулам (VII-128)—(VII-135); еср — усредненный для всею
пучка коэффициент, зависящий от расположения труб в пучке и от числа труб
в каждом вертикальном ряду; значение еср берется по рис. VI1-33.
Рис. VII-32. Схе-
ма расположе-
ния труб в кон-
денсаторах.
Рис. VII-33. ''Зависимость еср
от числа труб п в каждом вер-
тикальном ряду:
/ — коридорный пучок, 2—шахматный
пучок (/,=(),5Д и 4=0,45d).
91. Если коэффициент теплопередачи ограничен теплоотдачей со стороны
нагреваемой среды или может быть допущен запас поверхности конденсации,
то средний коэффициент теплоотдачи для п расположенных одна под другой
горизонтальных труб может быть приближенно рассчитан по формулам
(VII-129) или (VII-132) с подстановкой вместо d произведения nd [IV-7].
92. Для конденсирующегося водяного пара во многих случаях (когда ос-
тальные термические сопротивления значительно больше термического сопро-
тивления плеики конденсата) можно принимать а=12000 вт/(м2-град).
КОНДЕНСАЦИЯ ЧИСТОГО ПАРА ВНУТРИ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ТРУБ И ЗМЕЕВИКОВ
93. Конденсация пара внутри горизонтальных труб изучена еще недоста-
точно, и нельзя рекомендовать надежные расчетные формулы для их приме-
нения.
Получены некоторые закономерности для конденсации пара снаружи и
внутри трубы fVII-20]. В общем виде они представлены на рис. VII-34. Из
этих данных следует, что теплоотдача внутри и снаружи горизонтальных труб
значительно различается. Например, при конденсации снаружи горизонтальных
труб теплоотдача уменьшается с увеличением тепловой нагрузки q, а при конден-
сации внутри горизонтальных труб с увеличением q увеличивается и а.
Для приближенного расчета можно применить уравнение [VII-18, VII-20]:
Nu = С Ре°'5П°'3П°’3
(4Г
(VII-137)
». dd — Qd РжДГ^^ тт Рж
где Nu = -r—; ReK= ——; = ; По= -^;
Фж о » рп
585
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
Рис. VII-34. Зависимость a — f (q)
при конденсации пара снаружи (7) и
внутри (2) горизонтальной трубы.
d - внутренний диаметр трубы, л<; Х„, — коэффициент теплопроводности кон-
денсата, вт/(м- град)-, q — удельная тепловая нагрузка, вт/м2-, г — теплота кон-
денсации, дж/кг-, — динамический коэффициент вязкости конденсата,
н-сек/м2-, рж — плотность конденсата, кг/л3; рп — плотность пара, кг/м2-, о —
поверхностное натяжение, н/м; g — ускоре-
ние силы тяжести, м/сек2.
Коэффициент С зависит от состоя-
ния поверхности конденсации, наличия
некоиденсирующихся газов и других фак-
торов.
Для стальных труб при конденсации
водяного пара в пределах <;=2300 ч-140 000
вт/м2 зависимость (VII-137) удовлетвори-
тельно согласуется с опытными данными
при С=1,26 и ^- = 50 ч-225 [VII-18,
VII-20].
При конденсации бензола и толуола
С=0,89.
94. При конденсации пара в змееви-
ках коэффициент теплоотдачи можно ори-
ентировочно подсчитать по формуле
(VII-137). Змеевик ие должен быть слиш-
ком длинным, так как тогда в нижней части его скапливается конденсат, что
ухудшает теплоотдачу, и значительно уменьшается давление пара, что приводит
к снижению полезной разности температур.
По практическим данным, для паровых змеевиков при нагревании воды на-
чальная скорость пара в змеевике не должна превышать 30 м/сек. Предельное
наибольшее отношение l/d (где I — длина каждого змеевика), в зависимости
от абсолютного давления пара р при средней разности температур Д7ср =
= 30ч-40 град, составляет [VII-6]:
р, ат ... 5 3 1,5
Ш . . 275 225 175
\ “ / макс
0,8
125
0,5
100
При других значениях Д7Ср для паровых змеевиков в случае нагревания воды
. 6
приведенные значения l/а следует умножать на коэффициент Г
Теплоотдача при конденсации пара в присутствии воздуха
или других газов
95. Если пар содержит воздух, то значения коэффициентов теплоотдачи,
вычисленные по формулам для чистого пара, умножают на поправочный коэф-
фициент ег, величнна_которого зависит от относительной массовой концентра-
ции воздуха в паре Г, выраженной в- кг воздуха/кг пара или в процентах, от
скорости пара и других факторов [VII-21].
График зависимости ег=/(1) для неподвижного пара приведен на
рис. VII-35.
586
ТЕПЛООБМЕН ПРИ СОПРИКОСНОВЕНИИ ЖИДКОСТИ И ГАЗА
96. При конденсации паров из парогазовых смесей или при частичной кон-
денсации многокомпонентных паровых смесей, когда состав паровой фазы не-
прерывно меняется и температура все время понижается, расчет требуемой по-
Pnc.'VII-35. Зависимость ег от отно-
сительной концентрации воздуха
в паре Y (в %).
верхности теплообмена значительно усложняется; см. [VII-1, VH-6, VH-10,
V1I-21].
Теплоотдача при конденсации чистого перегретого пара
97. При охлаждении чистого перегретого пара возможны два случая.
а) Если температура стенки выше температуры насыщения, то конденса-
ции нет и теплоотдачу рассчитывают как для охлаждающегося газа.
б) Если температура стеики ниже температуры насыщения, то расчет
теплоотдачи ведут по формулам (VH-117) или (VII-129), но вместо теплоты
конденсации г подставляют сумму теплот конденсации и перегрева:
г' = Г 4- сп (/п — 40Ид) (VII-138)
где сп — теплоемкость перегретого пара, дж/(кг град); tn—начальная темпера-
тура перегретого пара, °C; /КОНд — температура конденсации, °C.
За Д/ в формулах (VII-117) или (VII-I29) при конденсации перегретого
пара можно принимать также разность температур насыщенного пара и стенки.
Теплообмен при непосредственном соприкосновении
жидкости и газа
98. В этом случае теплообмен сопровождается обычно и массообменом
Обобщенная формула Жаворонкова и Фурмер для определения коэффициента
теплопередачи от охлаждающегося ненасыщенного воздуха к воде в скруббе-
рах с насадками, выведенная для случая охлаждения воздуха от 75—80 до
2—20° С при удельном орошении водой 3,5—10 мг/(м2-ч), имеет вид:
Здесь
Ki :
Ргг
4L
^Нж
СрРг
К1 = 0,01 Re°’7 • Re^7 • Pr°-33
критерий Кирпичева;
критерий Рейнольдса для газа;
критерий Рейнольдса для жидкости;
критерий Прандтля для газа.
(VII-139)
587
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
В этих выражениях К — коэффициент теплообмена от газа к жидкости
4V
вт/(м2 град); d3 ———эквивалентный диаметр иасадки, м; VCb — свобод-
ный объем слоя насадки, м3/м3; о — удельная поверхность насадки, м2/м3; Хг —
коэффициент теплопроводности газа, вт/(м-град); Шф — фиктивная скорость
газа в скруббере (отнесенная к полному сечению скруббера), м/сек; рг —
плотность газа, кг/м3; цг и ц>к — динамические коэффициенты вязкости газа и
жидкости, н-сек/м2; L — плотность орошения скруббера, кг/ (м2 • сек); ср — тепло-
емкость газа при постоянном давлении.
О теплопередаче при другом удельном орошении, а также при охлажде-
нии насыщенного пара см. [VII-22]..
99. Критериальные уравнения массоотдачи аналогичны соответствующим
уравнениям теплоотдачи. Для процесса испарения с поверхности жидкости в
турбулентный газовый поток при вынужденном его движении уравнение массо-
отдачи имеет вид:
Nu' = 0,027 Re®’8 • Prr'0,33 (VII-140)
О J
где Nur = -^--диффузионный критерий Нуссельта;
/ V
Ргг = ----диффузионный критерий Прандтля (для газа).
В этих выражениях 0 — коэффициент испарения, м/сек; D — коэффициент
диффузии, м2/сек; v — кинематический коэффициент вязкости, м2/сек.
100. Для случая охлаждения воздухом воды, стекающей пленкой внутри
каналов, по которым проходит воздух (Рг'=0,63), получена формула:
Nu' = 0,019 Re®’83 (VH-141)
Теплообмен при непосредственном соприкосновении газа
и твердого зернистого материала
101. Теплообмен твердых частиц и газа зависит от состояния слоя. По-
этому расчетные формулы для определения коэффициента теплообмена в плот-
ном (неподвижном), взвешенном и псевдоожиженном (кипящем) слое раз-
личны.
ТЕПЛООБМЕН ЧАСТИЦ В ПЛОТНОМ СЛОЕ
102. Существует несколько эмпирических расчетных формул для определе-
ния коэффициента теплообмена в плотном слое. Эти формулы выведены в пред-
положении, что газовый поток равномерно распределен по слою. Практически
это условие не соблюдается, и каждая формула может быть пригодна лишь
при степени равномерности газораспределения (и порозности слоя), близкой
к той, которая существовала при проведении опытов.
На основании опытных данных ряда авторов для неметаллических наса-
док получена эмпирическая формула [VII-13, VII-16J:
Nu = 0,123 Re®83 при Re = 50 -j- 2000 ' (VII-142)
_ n wd3
Здесь Re = —за определяющую скорость принята действительная
скорость w =---- (ео — порозность плотного слоя), а за определяющий раз-
£° 4е
мер — эквивалентный диаметр d3 = (S — поверхность частиц в единице
объема слоя).
Другие расчетные формулы см. [О-З, 0-17, VII-16].
588
ТЕПЛООБМЕН ПРИ СОПРИКОСНОВЕНИИ ГАЗА И ЗЕРНИСТОГО МАТЕРИАЛА
ТЕПЛООБМЕН ЧАСТИЦ ВО ВЗВЕШЕННОМ СЛОЕ
103. Взвешенный слой * характеризуется низкими объемными концентра-
циями твердых частиц. В этом слое частицы практически не соприкасаются,
а газ турбулентно перемешивается и поэтому имеет приблизительно одинако-
вую температуру по сечению слоя. Таким образом, экспериментальное опреде-
ление коэффициента теплообмена не осложнено неравномерностью газораспре-
деления.
104. Для определения коэффициента теплообмена можно применять фор-
мулы. полученные на основании опытов с закрепленными шариками [VII-16,
VII 23]:
Na = 0,62 Re0’5 при Re = 150 ч-30 000 (VII-143)
И
Nu = 24-0,16 Re0-67 при Re < 150 (VII-144)
Здесь в качестве определяющего размера принят диаметр частицы, а фи-
зические константы газа отнесены к температуре ее поверхности.
Подробнее об устройствах со взвешенным слоем см. [VII-16, VII-23].
ТЕПЛООБМЕН ЧАСТИЦ В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ
105. Коэффициент теплообмена частиц в псевдоожиженном слое ** в боль-
шинстве практических задач пока можно определить лишь ориентировочно. Это
объясняется тремя причинами. Во-первых, трудно определить фактическую
поверхность теплообмена (особенно для частиц неправильной формы), по-
скольку ие вся поверхность частицы может участвовать «в процессе теплооб-
мена. Во-вторых, невозможно точно определить температуру хаотически пере-
мещающихся в слое частиц. В-третьих, не всегда может быть обеспечена равно-
мерность газораспределения по слою.
106. В настоящее время проведено большое количество исследований
теплообмена в псевдоожиженном слое. Обобщение этих исследований дано в
некоторых работах.
а) Для ориентировочных расчетов целесообразно пользоваться простейшей
корреляцией Nu=f(Re), например [VII-16]:
Nu = 0,00125 Re’’46 (VII-145)
Расчет по этой формуле дает запас поверхности теплообмена. При хорошем
газораспределительном устройстве ои может быть излишним.
б) Для теплообмена зернистого материала в псевдоожиженном состоянии
в аппаратах постоянного сечения получено обобщенное уравнение [VII-24] (в
качестве определяющего размера принята высота плотного слоя ho, м):
Nu = 0,25 Re (VII-146)
«о
ad Wfyd
Nu = -г- ; Re =------; а — коэффициент
Аг v
теплообмена, вт/(м2 • град); d — диаметр частиц, м\ Хг— теплопроводность газа,
вт!(м • град); Щф — фиктивная скорость газа, м/сек (скорость на полное сече-
ние); v — кинематический коэффициент вязкости газа, м2/сек.
В формулах (VII-145) и (VII-146)
* В данном случае процесс идет при скоростях газового потока, близких к скорости
уноса шун (см гл. III. п. 42).
*» Псевдоожиженный слой является частным случаем взвешенного слоя при значениях
скорости газового потока, близких к критической (см. гл. III, пл. 31 и 33).
539
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
Теплообмен поверхностей с омывающим их псевдоожиженным
слоем зернистого материала
107. Коэффициент теплообмена между псевдоожиженным слоем зернистого
материала и поверхностью увеличивается с повышением концентрации и ско-
рости движения твердых частиц. Однако при возрастании скорости газа увели-
чивается порозность слоя и уменьшается концентрация частиц. Поэтому при
увеличении скорости газа коэффициент теплообмена вначале увеличивается.
достигает максимума, а затем начинает умень-
шаться.
Опубликовано большое число эксперимен-
тальных исследований и эмпирических формул
для расчета процесса теплообмена между
стеикой и псевдоожиженным слоем. Однако
применение этих формул возможно лишь в
тех случаях, если рассчитываемый аппарат
будет работать в условиях, аналогичных имев-
шим место при выводе соответствующей фор-
мулы.
Подробный обзор расчетных формул см.
[VH-16, VII-24], О процессе теплообмеиа
псевдоожиженного слоя зернистого материала
Рис. VII-36. Влияние фиктив-
ной скорости газа и'ф на коэф-
фициент теплообмена от псев-
доожиженного слоя зернистого
материала к змеевику:
аб—теплоотдача неподвижного (филь-
трующего) слоя к змеевику; бе —те-
плоотдача псевдоожиженного слоя
в пределах От w
кр
до оптимальной
скорости таопт; — теплоотдача
псевдоожиженного слоя от ®'<|ПТ до
скорости уноса — теуи. Линия гд соот-
с побуженным в него змеевиком-холодильни-
ком см. [VI1-16, VII-25, VII-26],
108. Зависимость для определения коэф-
фициента теплообмена между псевдоожижен-
ным в воздушном потоке слоем и змеевиком,
расположенным внутри слоя (рис. VI1-36),
получена по данным опытов, которые прово-
дились в кварцевых аппаратах высотой 1 м
и диаметром 49, 73 и 100 мм, снабженных
снаружи нагревательными спиралями. В слой
ветствует теплоотдаче чистого воз-
духа (без твердых частиц).
псевдоожиженного зернистого материала по-
мещался водяной холодильник. Исследовались
десять различных материалов с частицами
угловатой формы с шероховатой поверхностью
и средним диаметром 0,127—4,5 мм Кроме
того, был исследован ванадиевый катализатор, гладкие частицы которого имели
сферическую форму.
109. При ламинарном режиме движения слоя в пределах от гг>кр до WonT:
Nu = 0,0133 Re0,41 • Ar0-27 . Рг0’33 - (VH-147)
в пределах от и»опт до wyH:
Nu = 0,00705 Re-0,14 - Ar0-49 • Рг0’33 • (VH-148)
Формулы (VII-147) и (VII-148) справедливы для ламинарной области при
15 < Аг <103; о,8 <-^-<1,3; 129 <-2. <575; 263 <^-<945.
сг d d
При турбулентном режиме в пределах от wKp до и»опт:
Nu = 0,0528 Re0,35 • Ar0,23 • Pr0,83 (-у-j° * • °’13 • (VII‘149)
593
ТЕПЛООБМЕН ПОВЕРХНОСТЕЙ С ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ
или приближенно:
Nu = 0,128 Re0’35 • Аг0-25
(VII-150)
в пределах от ®ОПт Д° ге,у„:
Nu = 0,018 Re-0’12 - Ar0’56 • Pr0-33 • (VII-151)
или приближенно:
Nu = 0,045 Re-0’12 • Аг0-56 (VII-152)
Обозначения для формул (VII-147) — (VII-152) см. n. 111.
Формулы (VII-149) — (VII-152) справедливы для турбулентной области при
2,6- 10<< Аг<8.5- 10s; 0,8<-^-<1,2; 14<-^-<67; 17<42-<120.
Сг а а
Максимальная погрешность уравнений (VII-147)— (VII-151) составляет:
Уравнение (VII-147) при 0,34 < Re <6,4............±25%
» (VII-148) » 0,78 < Re <16,5............±15%
» (VII-149) » 40 < Re <600 ............±15%
» (VII-151) » 100<Re<900 ±10%
110. Уравнение для определения оптимальной скорости газа шОпт, соответ-
ствующей максимальному значению коэффициента теплообмена, для частиц не-
правильной формы с шероховатой поверхностью для ламинарной области имеет
вид:
ReOnr = 0,2 Ar0,6 (VII-153)
для турбулентной области:
ReonT = 0,66 Аг0,5 (VII-154)
Погрешность уравнений (VII-153) и (VII-154) около ±6%.
111. Уравнение для расчета максимального значения коэффициентов тепло-
обмена (максимальная погрешность ±10%) для ламинарной области имеет
вид:
NuMaKc = 0.0087 Аг0-42 • Рг0-33 • (-^)°’45 • (VII-155) *
для турбулентной области:
NuMaKC = 0,019 Аг0,5 • Рг0-33 • ’ (v-)0’13 ’ (“Г")0'16 <Vn’I56> **
Здесь Аг = Др^; Nu=^; NuMaKC =-ст-; Pr = ^s
Рг Др “Г
Wd у, ^^опт^ з //
Ке =-----; Кеопт = —; ст, сг — теплоемкость материала и газа, ож](кг • грао);
v v
рг. Рнас — плотность газа и насыпная плотность материала, кг/л3; Хг— коэффи-
циент теплопроводности газа, вт/(м-град); v — кинематический коэффициент
вязкости газа, м2/сек; аСт—коэффициент теплообмена стенки (поверхности),
вт/(м2 град); аст. макс— максимальный коэффициент теплообмена стенки,
пт/(м2 град); Но—высота неподвижного слоя, м; d— диаметр частиц, м;
И'— скорость'газа, рассчитанная на полное сечение аппарата, м/сек; гиОпт—опти-
мальная скорость газа (при аст. макс). рассчитанная на полное сечение аппара-
та. м/сек; D — диаметр аппарата, м.
* Уравнение справедливо в тех же пределах, что и (VI1-148).
** Уравнение справедливо в тех же пределах, что и (VII-151).
591
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
112. Если технологическим процессом не ограничена скорость газового
потока, то ориентировочиое значение аст можно принять равным [VII-27, VII-16]:
«ст к 0,8аст> макс (VII-157)
О теплообмене в псевдоожиженном слое с пучками вертикальных труб
см. [VII-28]. Подробнее о теплообмене между зернистым материалом и стенкой
см. [VII-13, VII-16, VII-24—VII-28],
Теплообмен при непосредственном соприкосновении в пенных
аппаратах
113. Пенные теплообменники предназначены для проведения процессов
теплообмена между газом и жидкостью при их непосредственном соприкосно-
вении. Одновременно в этих аппаратах может быть осуществлена очистка газа
от пыли и других примесей.
114. Пеиные теплообменники прямоугольного сечения с отводом воды с ре-
шеток через сливные устройства (тип ПТС-ЛТИ) нормализованы институтом
«Гипрогазоочистка» совместно с кафедрой технологии неорганических веществ
ЛТИ им. Ленсовета. Основные данные для выбора двух- и трехполочных пен-
ных теплообменников приведены в табл. VII-8. Число полок указывается при
маркировке римской цифрой, а номинальный расход газа в тысячах кубических
метров в час — арабской цифрой в конце маркировки. Например, двухполоч-
ный пенный теплообменник с номинальной производительностью по охлаждае-
мому газу 25000 м3/ч маркируется ПТС-ЛТИ-П-25.
Таблица VII-8
Основные данные для выбора пенных теплообменников ЛТИ
Обозначе- ние аппа- рата при маркировке Расход газа. лсЗ/ч Максимальный расход воды Допустимые пределы откло- нения скорости газа от режим- ной (2,5 м/сек), м/сек Площадь сечеиия одной решетки, Ж2 Высота аппа- рата, мм
номи- наль- ный допустимые пределы л/м$ м^/ч двухпо- лочного трехпо- лочного
3 3000 2100— 3900 4 12 1,75—3,25 0,338 2 825 3 325
5,5 5 500 3 850— 7 100 4 22 1,75—3,25 0,6 3075 3575
10 10000 7 000—13 000 4 40 1,75—3,2 1Д2 3 395 3 895
16 16 000 11 800—20 000 3 48 1,85—3,15 1,75 4 405 5005
25 25 000 19 500—31 000 3 75 1,95—3,1 2,75 4 950 5 530
38 38000 30400—46000 3 114 2,0 —3,05 4,185 5 670 6 270
50 50000 40000—60000 3 150 2,0 —3,0 5,58 6 260 6 860
В табл. VI1-8 максимальный номинальный расход газа ограничивается
50 000 л3/ч. При большем расходе несколько аппаратов соединяются в батареи.
В нормали на пенные теплообменники включены аппараты, рассчитанные
на обработку газов, нагретых до 400° С при запыленности не выше 100 г/л3 и
избыточном давлении или разрежении не более 300 мм вод. ст. Обязательным
условием является герметичность аппарата и его коммуникаций.
Номинальный расход газа, приведенный в табл. VII-8, рассчитан для обес-
печения оптимальных при обычных условиях теплообмена режимных парамет-
ров (скорость газа в полном сечении 2,5 м/сек, высота слоя пены 150 мм).
Выбор аппарата должен производиться по номинальному расходу газа.
Если из-за изменения объема газа по высоте аппарата в связи с его
охлаждением (нагреванием) отклонения скорости превысят допускаемые пределы,
необходимо устанавливать два последовательно включенных пеиных теплооб-
менника разных размеров.
592
ТЕПЛООБМЕН ПРИ ТЕПЛОВОМ ИЗЛУЧЕНИИ
В случае, если расход газа ие соответствует приведенным номинальным
расходам, то аппарат проектируется путем изменения размеров ближайшего
по производительности аппарата.
Пенные теплообменники имеют решетки трех типов с круглыми отверстия-
ми. Основные данные приведены в табл. VH-9.
Типы 1 и 2 предиазиачейы в основном для обработки запыленных газов,
причем для верхних полок принимают диаметр отверстии 5 мм, а для ниж-
них — 6 мм. Тип 3 может применять-
ся при обработке чистого (незапы-
ленного) газа.
В зависимости от условий рабо-
ты пенных теплообменников шаг и
диаметр отверстий могут быть изме-
нены. Геометрические параметры ре-
шеток приведены в табл. IV-18.
В пениых теплообменниках мо-
гут также применяться решетки со
щелевыми отверстиями, составлен-
ные из колосников, прутков, трубок,
полос и т. п.
115. Коэффициент теплообмена от газа к воде [VII-14]:
Кт = 10 ООО®//0,33 вт/(м2 град)
116. Коэффициент массопередачи для конденсации водяного пара
ждении газа водой [VII-14]:
Кы = 83OO®//0,33 кг
Таблица VH-9
Решетки для пенных теплообменников
Тип решетки Шаг отвер- стий, мм Диаметр отвер- стия, мм
1 12 5 и 6
2 11 5 и 6
3 6 5
(VII-158)
при охла-
м2 сек
(VII-159)
Обозначения и расчет высоты пены, исходного слоя жидкости над поро-
гом, высоты порога, гидравлического сопротивления см. формулы (IV-16) —
(IV-34).
Подробнее о порядке выполнения теплового расчета пениых теплообмен-
ников см. [VII-14 и VII-15],
Теплообмен при тепловом излучении
117. Количество тепловой энергии дл, излучаемой нагретым телом, опреде-
ляется законом Стефана и Больцмана (для абсолютно черного тела):
. <vn-160>
Здесь о — константа излучения; Т — температура нагретого тела, °К; С —
коэффициент лучеиспускания.
118. Для абсолютно черного тела:
Сч = 0Ч 108 = 5,7 ет/(м2 °К*) (VII-161)
Для черного тела Сч и оч не зависят от температуры тела. Для серых тел
С зависит от температуры, причем С<СЧ.
119. В применении к серым телам уравнение (VII-160) обычно представ-
ляют в виде:
9л = еСч(тоо) ~е‘5,7(тоо) (VII-162
Здесь е — степень черноты тела или относительная излучательная способ
ность различных поверхностей.
Величины е для различных материалов приведены в табл. VII-10.
593
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
Таблица VII-16
Степень черноты полного нормального излучения £ для различных материалов Для большинства материалов в таблице приведены пределы значений температуры t и сте- пени черноты е, соответствующие друг другу; допустима линейная интерполяция.
Наименование материала t, °C е
Металлы и окислы металлов Алюминий, окисленный при 600° С 200—600 0,11—0,19
Алюминий полированный . . 225—575 . 0,039—0,057
Алюминий шероховатый ... .... 26 0,055
Железо листовое лужеиое блестящее .... 25 0,043—0,064
Железо листовое оцинкованное блестящее . . 28 0,228
Железо листовое оцинкованное окисленное 24 0,276
Железо литое необработанное 925—Ш5 0,87—0,95
Железо никелированное травленое неполирован- ное . . 20 0,11
Железо окисленное .... 100 0,736
Железо полированное 425—1020 0,144—0,377
Железо, свежеобработанное наждаком .... 20 0,242
Золото полированное .... 225—635 0,018—0,035
Латунь, окисленная при 600° С , 200—600 0,61—0,69
Латунь прокатанная, необработанная .... 22 .0,06
Латунь прокатанная, обработанная грубым на- ждаком . 22 0,20
Латунь тусклая 50—350 0,22
Медь, окисленная при 600° С . .' 200—600 0,57—0,87
Медь полированная электролитная . . . . . 80—115 0,018—0,023 _
Медь расплавленная 1075—1275 0,16—0,18
Медь торговая, шабренная до блеска, но не зеркальная . . 22 0,072
Молибденовая нить 725—2600 0,006—0,292
Никель, окисленный при 600° С 200—600 0,37—0,48
Никель, проволока 185—1000 0,096—0,186
Никель технически чистый полированный . . . 225—375 0,07—0,087
Окись железа ... 500—1200 0,85—0,95
Окись меди 800—1100 0,66—0,54
Окись никеля . 650—1255 0,59—0,86
Олово .... 25 0 043—0,064
Платина, лента ..... ... 925—1115 0,12—0,17
Платина, нить ... 25—1230 0,036—0,192
Платина, проволока 225—1375 0.073—0,182
Платина чистая, полированная пластина . . 225—625 0,054—0,104
Ртуть чистая ... 0—100 0,09—0,12
Свинец, окисленный при 200° С 200 0,63
Свинец серый .... 25 0,281
Серебро чистое полированное ... 225—625 0,0198—0,0324
Сталь листовая с плотным слоем окиси . . . 25 0,82
Сталь листовая шлифованная 940—1100 0,55—0,61
Сталь литая полированная .... 770—1040 0,52—0,56
Сталь, окисленная при 600° С .... 200—600 0,80
Хром • 100—1000 0,08—0,26
594
ТЕПЛООБМЕН ПРИ ТЕПЛОВОМ ИЗЛУЧЕНИИ
Продолжение
Наименование материала t°, с €
- —
Хромоникель . .... 125—1034 0,64—0,76
Цинк, окисленный при 400° С . . ... 400 0,11
Цинк (99,1%) полированный . . 225—325 0,045—0,053
Неметаллические материалы
Асбестовая бумага . . . . 40—370 0,93—0,945
Асбестовый картон ... 24 0,96
Бумага тонкая, наклеенная на металлическую
пластину , 19 0,924
Вода . . 0—100 0,95—0,963
Гипс 20 0,903
Дуб строганый . . 20 0,895
Кварц плавленый, шероховатый .... 20 0,932
Кирпич динасовый глазурованный шероховатый 1100 0,85
Кирпич динасовый неглазурованный шерохова-
тый . 1000 0,80
Кирпич красный шероховатый, без больших
неровностей .... 20 0,93
Кирпич огнеупорный — 0,8—0,9
Кирпич шамотный глазурованный 1100 0,75
Краска алюминиевая после нагревания до 325° С 150—315 0,35
Краска алюминиевая с переменным содержа-
нием А1 100 0,27—0,67
Краска масляная различных цветов 100 0,92—0,96
Лак алюминиевый по шероховатой пластине 20 0,39
Лак белый 40—95 0,80—0,95
Лак белый эмалевый по железной шероховатой
пластине 23 0,906
Лак черный блестящий, распыленный на желез-
ной пластине . 25 0,875
Лак черный матовый 40—95 0,96—0,98
Мрамор сероватый полированный ..... 22 0,931
Резина мягкая серая шероховатая (рафиниро-
ванная) 24 0,859 '
Резина твердая, лощеная пластина 23 0,945
Сажа ламповая, крупностью от 0,075 мм . . . 40—370 0,945
Сажа с жидким стеклом .... .... 100—185 0,947—0,959
Сажа свечная 95—270 0,952
Стекло гладкое ...... . . . 22 0,937
Толь ... ... 21 0,910
Уголь, нить ..... 1040—1405 0,526
Уголь очищенный (0,9% золы) . . , . 125—625 0,79—0,81
Фарфор глазурованный 22 0,924
Шеллак черноматовый 75—145 0,91
Шеллак черный блестящий по луженому же-
лезу 21 0,821
Штукатурка шероховатая известковая .... 10—88 0,91
Эмаль белая, приплавленная к железу .... 19 0,897
595
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
ЛУЧИСТЫЙ ТЕПЛООБМЕН МЕЖДУ ТЕЛАМИ [VII-3J
120. Расчетное уравнение для лучистого теплообмена в общем виде:
Ол =5,7епрС [(^)4 - вт (VII-163)
Здесь Т\ — температура более нагретого тела, ° К; Т2— температура менее
нагретого тела, ° К; F— расчетная поверхность, зависящая от расположения
тел, м2-, епр — приведенная степень черноты системы тел, между которыми про-
исходит процесс лучистого теплообмена; величина епр зависит от взаимного
расположения и степени черноты излучающих поверхностей [VI1-2].
Для некоторых частных случаев уравнение (VII-163) несколько видоизме-
няется.
а) Одно тело, не имеющее вогнутостей, находится внутри другого. Тогда:
Ол = 5,7спрЛм - (-j^)4] »m (VII-164)
Здесь
еПР=± + ^,(±-1)
ем Рб \еб )
Fm и £м — поверхность и степень черноты меньшего тела; Ра и ес, — поверх-
ность и степень черноты большего тела.
Если горячий аппарат находится в большом помещении (Fa^§>FK), т. е,
определяется количество тепла Qa, теряемого аппаратом в окружающую среду,
расчетная формула упрощается, так как enp=*eM:
(Vll-165)
Здесь 7\ и Т2— температуры поверхностей производственного аппарата и
стен здания, ° К; е —см. табл. VII-10.
' б) Две равные параллельные плоскости, размеры которых значительно
больше расстояния между ними (Fi=*F2=F). В этом случае формула (VII-163)
принимает вид:
Здесь
1
в) О других взаимных расположениях и формах поверхностей см. [VII-1^
VH-4, VII-5. VII-10],
ИЗЛУЧЕНИЕ МЕЖДУ ГАЗОМ И ПОВЕРХНОСТЬЮ ТЕЛА
121. Способность испускать и поглощать лучистую энергию для одно- И
двухатомных газов (азота, кислорода, водорода и др.) незначительна и может
не приниматься во внимание; практически эти газы для тепловых лучей про-/
зрачны. Существенное значение имеет излучение (поглощение) многоатомных,'
газов — двуокиси углерода СО2. водяного пара Н2О, сернистого ангидрида SO*
аммиака NH3 и пр. ?
122. В производственной практике обычно газ огражден поверхностью
(оболочкой, стенкой), степень черноты которой ест<1. Такая поверхность
имеет свое излучение, которое частично поглощается газом. Эффективная сте-
пень черноты оболочки ест при наличии излучающего газа больше еСт и зави-
596
ТЕПЛООБМЕН ПРИ ТЕПЛОВОМ ИЗЛУЧЕНИИ
сит от состава газа и произведения парциального давления газа р (полное
абсолютное давление газовой смеси, умноженное иа объемную долю данного
газа в смеси) на эффективную толщину излучающего слоя газа (эффективную
длину пути луча) /.
123. Расчетная формула лучистого теплообмена между газом и оболочкой
(стенкой) [VII-1J:
9г - ст = 5>7ест [er ) — А (VII-167)
Здесь Цг-ст — удельное количество тепла, передаваемого путем излучения
от газа к оболочке, вт/м2; ест—эффективная степень черноты оболочки; ег—
степень черноты газовой смеси при температуре газа 7Г; Аг— поглощательная
способность газа при температуре оболочки Тст.
124. Эффективная степень черноты оболочки при ест—0,8-ь 1,0:
e'T«0,5(eCI+l) (VII-168)
125. Степень черноты базовой смеси (для непоглощающих газов) при темпе-
ратуре газа Тг составляет:
ег = есо2 + ₽ен3о — Aer (VII-169)
где еСОг— степень черноты двуокиси углерода, определяемая по рис. VII-37;
ен?о—степень черноты паров воды, определяемая по рис. VII-38; Дег— по-
правка, учитывающая взаимное излучение и поглощение СОг и НгО, определяе-
мая по табл. VII-11; р—поправка, зависящая от парциального давления водя-
ного пара, определяемая по рис. VI1-39.
Таблица VII-H
Значения Дег (расчетные)
Рсо/’ ат см РНгО^ ат-см t, °C
5 30 100
5 0,000 0,014 0,034 400
0,003 0,012 0,018 600
0,007 0,020 0,035 1200
30 0,000 0,017 0,043 400
0,008 0,024 0,038 800
0,018 0,047 0,032 1200
100 0,000 0,017 0,043 400
0,')13 0,025 0,033 800
0/39 0,049 0.054 1200
126. Поглощательная способность газа при температуре оболочки Гст:
А^АюЛАъо-ДА (vn-i70>
. / Тг \o.65
где Лс^-есоДт^) >
еН2о 11 ₽ берутся при Тст
табл. VII-11,
®СО2 берется при 7Ст по рис. VII-37; ЛН;О = Р-еНго;
по, рис. VI1-38 и VII-39; ДАг = Дег; Дег берется по
597
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
598
ТЕПЛООБМЕН ПРИ ТЕПЛОВОМ ИЗЛУЧЕНИИ
599
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
127. Средняя эффективная длина пути луча / может быть вычислена по
следующей формуле [VI1-4]:
I « 3,6 ~ м (VII-171)
* СТ
где V —объем, в котором заключен газ, м3; FCT— поверхность оболочки, orpa-s
иичивающей объем газа, м2.
Средние значения I для наиболее часто встречающихся форм оболочек при-
ведены в табл. VII-12.
Таблица VII-12
Эффективная толщина излучающего слоя (эффективная
длина пути луча) в оболочках различной формы (VII-4)
Форма оболочки
Сфера диаметром D . .
Куб со стороной а . .
Бесконечный цилиндр
диаметром D, излу-
чающий на центр ос-
нования ............
Цилиндр высотой L—D,
излучающий иа центр
основания ....
Цилиндр высотой L=D,
излучающий на боко-
вую поверхность
Слой толщиной 6 меж-
ду двумя бесконечны-
ми плоскопараллель-
ными поверхностями
Межтрубиое простран-
ство, образованное
пучком труб с диа-
метром d (шаг труб
поперек хода газов
11, продольный шаг
труб <2, длина труб
l>d)-.
приЛ±А<7,о .
при 7,0 < ^1±^2 < 13
I
0,600
0,60а
0,900
0,770
0,600
1,86
(1,87-ЦА-
(2,82-^-±^--
4,1
10,o') d
128. Если температура газа
расчетной принимают среднюю
меняется по сечению аппарата, то в качестве
геометрическую температуру газа [VII-1]:
7’Ср = /71Г2оК
(V11-172)
Подробнее о точном расчете лучеиспускания см. [VII-1, VII-4, V1I-5],
СЛОЖНЫЙ ТЕПЛООБМЕН (КОНВЕКЦИЯ И ЛУЧЕИСПУСКАНИЕ)
129. В технических расчетах иногда принимают бг=Лг, Дег=Д4г, тогда фор-
мула (VII-167) приводится к виду [VII-2J:
(VII-173)
где е'т—эффективная степень черноты оболочки [формула (VII-168)]; ег — сте-
пень черноты газовой смеси [формула (VII-169)]. Если 7’ст>7‘г, то выражение
в прямых скобках получается отрицательным. Это значит, что газ воспринимает
тепловую энергию.
О лучеиспускании факела см. [VII I].
Рис. VII-39. Поправочный коэффициент ₽ для
определения степени черноты водяного пара.
Сложный теплообмен (совместное действие конвекции
и лучеиспускания)
130. Суммарный (обший) коэффициент теплоотдачи конвекцией н лучеис-
пусканием:
аОбщ = «к + «л втЦмг град)
(VII-174)
Здесь ак и ал — коэффициенты теплоотдачи конвекцией и лучеиспуска-
нием, вт/(м2 • град), причем из формулы (VI1-163) имеем:
|7 Т\ У» 7 72 уч
О. __ [\100/ \ 100 / J вт .... .„
- f — Т2) ~ 5,7Еп₽ (Л— Г2) “ 517епр^ м2 град <V11175>
где еПр — приведенная степень черноты системы тел, между которыми про-
исходит теплообмен [формулы (V11-164) — (VII-166)]; Tt — температура более
нагретого тела, °К; Г2 — температура менее нагретого тела, °К; as — температур-
ный коэффициент (его можно определять по рис, VII-40 в зависимости от ве-
личины 6 = 7'1—273 и t2=T2— 273), град"1.
601
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
, град~
Рнс. VII-40. Номограмма для определения as.
602
Потери тепла в окружающую среду и термоизоляция
131. Ориентировочные расчеты суммарного коэффициента теплоотдачи а
окружающий воздух от поверхности аппаратов, находящихся в закрытых по-
мещениях, при температуре наружной поверхности стенки аппарата 1СТ. Нар=
= 50-^-350° С можно сделать по формуле
[0-1, 0-2]:
«'общ = 9,3 + 0,058/ст. иар вт/(м2 - град)
(VII-176)
Расчетные графики для определения
потерь тепла неизолированными трубо-
проводами и плоскими стенками см.
[VII-29].
132. Толщину изоляции трубопрово-
дов с погрешностью до 3—5% можно
определить при теплоотдаче в условиях
свободного движения воздуха и темпе-
ратуре окружающей среды 20° С по сле-
дующей формуле [VII-1]:
6 — 2,8 2 1 мм (VII-177)
4i
Рис. VII-41. К расчету потерь тепла.
где d2 — наружный диаметр неизолиро-
ванного трубопровода, мм (см. рис.
VII-41); Лиз — коэффициент теплопроводности всей изоляционной конструкции
в целом, вт/(м-град), определяемый по табл. VII-13; — температура на-
ружной поверхности металлической стенки трубопровода, °C (при расчете
изоляции термическим сопротивлением теплоотдачи от насыщенного пара, а
также от горячей жидкости к стенке и от самой стенки можно пренебречь и
принять температуру металлической стенки равной температуре насыщенного
пара или жидкости): qi— тепловые потери с 1 н длины трубопровода, вт!м.
Величину q, можно принять по нормам тепловых потерь (табл. VII-14).
Если температура окружающего воздуха отличается ог 25° С, то величину qt,
определенную по табл. VII-14, надо умножить на коэффициент, взятый из
табл. VI1-15.
Если температура среды повышается, то с каждыми пятью градусами
сверх 20° С тепловые потери q< уменьшаются на ~ 1,5%.
133. В случае, если по трубопроводу движется газ или перегретый пар, то
температуру металлической стенки можно определить из формулы:
ql^=o.lndl(tT — tdi)
(VII-178)
где — внутренний диаметр трубопровода, м; /Г— температура газа; —
температура внутренней поверхности стенки трубопровода, °C; ои — коэффи-
циент теплоотдачи от газа (или перегретого пара) к стенке, вт/(м2 • град),
определяемый по специальным расчетным таблицам — см. [VII-29, VII-30J.
603
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
Таблица VII-13
Свойства термоизоляции
Материал или изделие Плотность, кг/м^ Коэффициент теплопро- водности материала в конструкции в зависи- мости от температуры \13. ВТ!(М-град) Пределыая температура применения,
насыпная кажущаяся'
Изоляционные
материалы
Асбест пушеный . . . 800 — 0,134-0,0001861 -• 700
Асбозонолит .... 350 500—550 0,1434-0,0001861 700
Асбозурит 450 700 0,1624-0,0001691 200—300
Асбослюда 400—500 580—650 0,124-0,0001481 600
Асботермит 400—430 550—570 0,114-0,0001451 500—550
Войлок строительный — 350 0,465 (прн 0°) 90
Диатомит молотый 400—500 -—- 0,09084-0,000281 800
Зонолит (вермикулит) . 150—250 — 0,0724-0,0002621 900—1000
Новоасбозурит . . . 400—450 580—650 0,1444-0,000141 250
Ньювель 180—200 405—465 0,08734-0,000641 325—370
Совелит 230—250 440—520 0,09024-0,0000871 400—450
Торфяная крошка . . Ферригипс (паста 200-350 — 0,0582-4-0,0815 100
«Феррон») .... -— 400—550 0,07-7-0,0815 650
Шлаковая вата (сорт 0) 170—200 — 0,05824-0,0001451 750
Изоляционные изделия
Вермикулитовые плиты — 350—380 0,08154-0,000151 700—750
Вулканитовые плиты — 400 0,084-0,000211 550—600
Диатомовый кирпич -—. 500—600 0,1134-0,000231 350
Изделия «Новоизоль» -—- 400—450 0,0734-0,000281 400
Камышитовые плиты —— 260—360 0,105 (при 0°) 100
Пенобетонные блоки Пеноди атомовьгй кир-' — 400—500 0,099-4-0,122 (при 50° С) 300
пич . . — 280—430 0,07-4-0,93 (при 70° С) 600—800
Пеностекло (газостек-
ло) — 290—450 0,124-4-0,16 (при 70° С) 600—800
Плиты «Оргизоль» — 280—350 0,0784-0,0001161 600
Пробковые плиты . . — 250 0,07 (при 0°) 120
Совелитовые плиты . . — 400—450 0,0794-0,0001861 450—500
Соломитовые маты . . -—• 260—360 0,105 (при 0°) 100
Торфоплиты .... Шлаковая и минераль- — 170—250 0,04654-0,000141 100—120
ная пробка .... — 270—350 0,064-^0,81 (при 50° С) 150
134, Тепловые потери изолированных трубопроводов уменьшаются не про-
порционально увеличению толщины изоляции, так как с увеличением толщины
слоя изоляции тепловое сопротивление изоляции
—2,3 lg A (VII-179)
увеличивается, а сопротивление теплоотдачи в окружающую среду
= «общ^з Уменьшается- Здесь da—наружный диаметр неизолированного
604
ПОТЕРИ ТЕПЛА В ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ И ТЕРМОИЗОЛЯЦИЯ
трубопровода; d3 — диаметр наружной поверхности изоляции; аОбш— суммарный
коэффициент теплоотдачи [см. формулу (VII-176) и рис. VII-41].
Таблица VII-14
Нормы тепловых потерь изолированными поверхностями при температуре окружающего
г г воздуха 2JO с ivn.3j]
В таблице приведены нормы тепловых потерь изолированными поверхностями: цилиндри-
ческими в вт/ж (с 1 м длины объекта), плоскими и криволинейными в вт/м2 (с 1 ж2 поверхности).
Наружный диаметр изоляции, мм Температура теплоносителя, °C
50 75 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550
10 25,6 43 60,5 77 96,5 114 134 151 169 186
17 — 30,1 50 71 91 111 131 151 173 197 212
28 — 25,6 37,2 59,4 83,5 103 126 141 170 193 216 238
38 — 30,1 41,9 65 88,5 111 135 160 183 209 233 256
48 .—. 33,7 46,5 71 95,3 120 145 170 194 218 244 268
57 25,6 39,6 52,4 75,6 99 122 151 175 198 227 250 280
76 29,1 46,5 58,1 81,5 НО 134 163 192 221 250 293 295
108 34,9 58,1 70 99 128 157 186 221 256 285 320 343
133 40,7 64 75,6 105 140 169 204 244 279 314 343 372
159 46,5 70 87 116 151 186 221 262 302 337 372 396
219 58,1 87 105 145 186 227 267 314 361 401 442 477
273 70 99 122 169 215 262 308 361 413 460 500 535
325 81,5 116 145 198 250 302 355 407 465 530 570 616
376 93 134 163 215 374 332 389 448 506 565 629 675
426 105 145 175 238 302 361 419 482 541 605 675 727
529 116 175 198 267 337 407 477 552 623 698 767 831
631 140 204 233 314 389 465 547 622 686 768 855 920
720 151 227 268 361 442 512 605 692 755 837 930 1010
820 175 200 302 396 489 570 663 755 825 920 1020 1100
920 192 279 332 442 541 623 734 825 902 1000 1120 1220
1020 215 308 361 483 595 680 791 895 970 1090 1220 1340
Плоская или кри- волиней- ная по- верх- ность 64 75,5. 87,3 110 134 157 180 204 221 244 268 291
135. В табл. VII-16 приводятся установленные практикой предельные зна-
чения толщины термоизоляции для трубопроводов различного диаметра, удовле-
творяющие требованиям сбережения тепла и допустимых нагрузок на изолируе-
мый объект [VII-29].
При необходимости применять изоляцию толще,, чем указано в таблице,
следует учитывать, что максимально допустимая масса GMaKc изоляционного
покрова на 1 погонном метре длины трубы составляет [VII-29]:
1,2п(^-^)
Омакс~ 1000d2/2 тРКг
(VII-180)
605
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
где d2 и d} — наружный и внутренний диаметры трубопровода, см; I — пролет
между опорами, м; а —допустимое напряжение (для стальных труб 2500 н/сл2,
для чугунных 250 h/cjh2); Gtp — масса 1 м трубы с теплоносителем, кг.
Таблица VII-15
Коэффициент к таблице Vil-Н для определения норм тепловых потерь изолированными
объектами
Темпе- ратура окру- жаю- Температура теплоносителя °C
щего возду-
ха, °C 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550
н НО 0,63 0,89 0,94 0,95 0,96 0,97 0,98 0,98 0,98 0,99 0,99
1-30 0,89 0,97 0,98 0,98 0,99 0,99 0,99 0,99,. 0,99 1,00 1,00
1-25 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
1-10 1,26 1,09 1,06 1,04 1,03 1,03 1,03 1,02 1,02 1Д1 1,01
0 1,41 1,15 1,10 1,07 1,05 1,04 1,04 1,03 1,03 1,02 1,02
-10 1,55 1,21 1,13 1,10 1,07 1,06 1,05 1,04 1,04 1,03 1,03
-20 1,67 1,26 • 1,17 1,12 1.Ю 1,08 1,07 1,06 1,05 1,04 1,04
-30 1,79 1,32 1,20 1,14 1,13 1,10 1,08 1,07 1,06 1,06 1,05
-40 1,90 1,37 1,23 1,17 1,14 1,11 1,10 1,08 1,07 1,07 1,06
Таблица VI1-16
Предельные значения толщины термоизоляции для трубопроводов различных диаметров*
Наружный диаметр трубопровода dz, мм Предельная толщина изоляционного слоя, мм Наружный диаметр трубопровода dz, мм Предельная толщина изоляционного слоя, мм
35 45 325 135
57 65 376 140
108 ПО 427 145
159 120 529 150
216 125 Плоская поверх-
267 130 ность 160
136. Потери тепла в изолированном трубопроводе определяют по формуле:
Q = qtL0 вт (VII-181)
где qi — потеря тепла с 1 погонного метра длины трубы, вт!м; Lo — приведен-
ная длина трубопровода, м.
Приведенная длина трубопровода рассчитывается по следующей формуле
[V11-31J:
£0=1,2£ + ^1Ф,4-^2Ф24-Р1В,+Р2В2 м (V11-182) '
где 1,2 — коэффициент, учитывающий потери тепла опорами, подвесками и пр.;
L — геометрическая длина трубопровода, м; Ф| и Ф2 — число пар неизолирован-
ных и изолированных фланцев; т} и т2 — эквивалентная длина одной пары не-
изолированных и изолированных фланцев, м (см. табл. VII-17); В\ и В2—•
С06
СРЕДНИЕ ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛООБМЕНА
число неизолированных и изолированных вентилей и задвижек; Р\ и Р2—
эквивалентная длина одного неизолированного и изолированного вентиля со-
ответственно равная:
t, °C Pl, м Р2> м
100 5 2,3
200 7 2,7
300 10 3,5
400 20 6
500 — 11
О подробном расчете изоляции см. [VII-29 — VII-31].
Таблица VI1-17
Эквивалентная длина неизолированных (mj) и изолированных (mg) фланцев
Температура трубы. ’С
Диаметр
трубы ^2- мм 100 200 300 400 100 200 300 400
т\ , м 7П2 м
50 2,25 3,0 3,5 6,0 0,75 1,0 1,1 1,7
100 2,50 3,0 4,0 8,0 0,80 1,1 1,2 2,2
200 2,7 3,6 4,4 8,8 0,90 1,15 1,3 2,5
300 2,9 3,8 4,8 9,5 1,0 1,2 1,4 2,7
400 3,0 4,0 5,0 10,0 1,1 1,3 1,5 2,8
Средние значения коэффициентов теплообмена
137. Ориентировочные пределы значений коэффициентов теплоотдачи при-
ведены в табл. VII-18, а коэффициентов теплопередачи — в табл. VJ1-19. Коэф-
фициенты теплопередачи калориферов см. [VII-32, VI1-33].
Таблица VI1-18
Значения приближенных коэффициентов теплоотдачи а для воды и воздуха
Вид теплоотдачи а, вт/(м2- град) Формула Примечания
для воды для воздуха
Вынужденное турбу- лентное движение — продольный поток (вдоль оси труб) 1200—5 800 35—60 (VII-45) при -P£- = i РГст и ez= 1 Средняя температура потока 30° С; rf=30 мм; скорость потока ш, м]сек, и Re имеют зна- чения-
W Re
Вынужденное турбу- лентное движение—по- перечный поток 3100—10000 70—100 (VII-53) при Еф — 1 ДЛЯ воды для воз- духа . 0,2—1,5 8—15 То » 7 500-56 000 15 000-28 003 е
607
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
Продолжение
Вид теплоотдачи а, вт!(м2*град) Формула Примечания
для воды для воздуха
Вынужденное лами- нарное продольное дви- жение 310—430 (VII-50) Средние температуры: потока 30° С; стенки 55° С; d=30 мм; ско- рость потока w, м/сек, и Re имеют значения: w | Re • для воды 0,02—0,05 750—1900 для воз- духа . 0,4 —1,0 750—1900
Свободное движение 350—930 4—9 (VII-71) Средняя температура пограничного слоя 30°С; Д/=5-т-50 град
Кипение воды 2000—24000 — (VII-99) Давление атмосфер- ное; Д/=5-*-15 град
Конденсация чистого насыщенного водяного пара на наружной по- верхности горизонталь- ной трубы 9300—15000 (VII-130) Давление насыщен- ного пара равс = 4 аг; d=30 мм; Д/=35<- 4-5 град
Таблица VI1-19
Ориентировочные значения коэффициентов теплопередачи К
Вид теплообмена К, вт!(м2' град)
при вынужденном движении тепло- носителя при свободном движении теплоноси- теля
От газа к газу при небольших давлениях . . 10—40 4—12
От газа к жидкости (газовые холодильники) . 10—60 6—20
От конденсирующегося пара к газу (воздухо- подогреватели) 10—60 6—12
От жидкости к жидкости (вода) 800—1700 140—340
От жидкости к жидкости (масло) 120—270 30—60
От конденсирующегося водяного пара к воде (подогреватели) 800—3500 300—1200
От конденсирующегося водяного пара к органи- ческим жидкостям (подогреватели) .... 120—340 60—170
От конденсирующегося водяного пара к кипя- щей жидкости (испарители) — 300—3500
От конденсирующегося пара органических жидкостей к воде (конденсаторы) 340—870 230-450
608
Теплообменные аппараты
138. Применяются главным образом три основных типа теплообменных ап-
паратов [0-2]:
а) рекуперативные, или поверхностные, в которых тепло от одного тепло-
носителя к другому передается через разделяющую их стенку;
б) регенеративные, в которых чередуются процессы нагревания и охлажде-
ния насадки;
в) смесительные, в которых теплообмен осуществляется при непосредствен-
ном соприкосновении теплоносителей.
РЕКУПЕРАТИВНЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ
139. Основные конструкции рекуперативных (поверхностных) теплообмен- \
ников: кожухотрубные, «труба в трубе», оросительные, погружные, пластинча-
тые, спиральные, теплообменники с поверхностью, образованной стенками аппа-
рата, и с оребренной поверхностью.
140. Наибольшее распространение в химической технологии получили ко-
жухотрубные теплообменники, которые подразделяются на следующие типы:
TH — кожухотрубные теплообменники с неподвижными приварными труб-
ными решетками, вертикальные или горизонтальные, одно- или многоходовые.
Применяются при сравнительно малой разности температур между кожухом и
пучком труб.
ТЛ — кожухотрубны.е теплообменники с линзовым компенсатором с непод-
вижными приварными трубными решетками, вертикальные или горизонтальные,
с различным числом ходов. Применяются при избыточном давлении до 1—2,5 ат.
ТП — кожухотрубные теплообменники с подвижной решеткой закрытого
типа, вертикальные или горизонтальные, с четным числом ходов.
ТПо — кожухотрубные теплообменники с подвижной решеткой открытого
типа, вертикальные, с четным числом ходов.
Основные размеры кожухотрубных теплообменников см. [V1I-9].
При проектировании кожухотрубных теплообменников теплоноситель, наи-
более загрязняющий поверхность нагрева, направляют туда, где легче произ-
водить очистку, например в трубное пространство.
Если один из теплоносителей вызывает большую коррозию, следует иметь
в виду, что защитное покрытие трубного пространства легче осуществить, чем
покрытие межтрубиого, и оно доступнее для осмотра.
Если загрязненность и коррозионные свойства теплоносителей одинаковы,
то в трубное пространство целесообразнее подавать теплоноситель с меньшим
коэффициентом теплоотдачи, так как там можно обеспечить большую скорость
его движения. При одинаковых объемных расходах теплоносителей скорость
движения среды в межтрубном пространстве одноходового теплообменника со-
ставляет лишь ~0,7 скорости движения в трубном пространстве.
Теплоноситель с очень высокой или с очень низкой температурой целесооб-
разнее пропускать через трубное пространство для уменьшения теплопотерь в
окружающую среду.
141. Теплообменники «труба в трубе». Благодаря небольшому поперечному
сечению в этих теплообменниках достижимы высокие скорости теплоносителей
(для жидкостей 1—1,5 м/сек). Однако они очень громоздки и применяются
лишь при небольших объемных расходах теплоносителя и небольших поверх-
ностях теплообмена. Их используют в качестве жидкостных теплообменников,
подогревателей и холодильников для жидкостей и в качестве конденсаторов и
холодильников для газов при высоких давлениях.
Основные размеры теплообменников «труба в трубе» см. [0-19].
142. Погружные теплообменники обычно выполняются в виде змеевиков.
Они применяются для нагревания и испарения жидкостей, для охлаждения
газа, .конденсации пара. При нагревании змеевиком реакционных баков темпе-
ратура по всему объему аппарата выравнивается, что снижает среднюю
разность температур. Коэффициент теплопередачи у этих теплообменников
20 Зак. 134
609
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
сравнительно низок, но вследствие простоты исполнения и возможности изготов-
ления из любого коррозионностойкого материала они получили широкое рас-
пространение.
Ввиду сравнительно большого гидравлического сопротивления змеевиков
скорость жидкостей в них принимают 0,3—0,8 м/сек, а для газов при атмосфер-
ном давлении 3—10 м/сек.
Используя змеевик для нагревания конденсирующимся паром, следует
иметь в виду, что нижняя часть змеевика заполняется конденсатом, что ухуд-
шает теплоотдачу пара, поэтому, а также чтобы избежать большого падения
давления пара, отношение длины змеевика к его диаметру рекомендуется вы-
держивать в пределах, указанных в п. 94.
Основные размеры погружных теплообменников см. [0-19].
143. Оросительные теплообменники состоят из прямых расположенных друг
над другом горизонтальных труб, орошаемых снаружи водой. Они просты по
конструкции, легко доступны для наружного осмотра; коэффициент теплопере-
дачи у них больше, чем у змеевиков, однако при недостаче воды нижние трубы
остаются несмоченными и почти не участвуют в теплообмене. При их работе
значительно увлажняется воздух помещения. Обычно их используют в каче-
стве холодильников и конденсаторов. Кроме того, их широко применяют в слу-
чае корродирующих теплоносителей (кислоты и пр.).
Если оросительный теплообменник служит для конденсации пара, то пар
подается сверху, а если для теплообмена, то охлаждаемый газ или жидкость
подаются в холодильник снизу.
144. О спиральных теплообменниках и аппаратах других типов, а также более
подробные данные о теплообменниках см. [0-19, VI1-6, VII-7, VII 9, VII-12].
О теплообменниках, применяемых в холодильной технике, см. раздел XIII.
Сравнительная характеристика рекуперативных теплообменных аппаратов
приведена в табл. VII-20.
Таблица VI1-20
Сравнительные характеристики рекуперативных теплообменных аппаратов [VII-6, VII-7J
В таблице приняты следующие обозначения; 4-аппарат соответствует требованиям; X ча-
стично соответствует; —не соответствует.
Конструктивные
признаки тепло-
обменных аппаратов
Кожухотрубные:
одноходовые .
многоходовые
батарейные .
«Труба в трубе»
Погружные . . •
Оросительные . .
Спиральные . . .
X
X
+
Не тре-
буется
+
+
+
+
+
X
15—40
15—40
10—15
4—15
5—10
30—70
30—80
30—80
30—80
175
90—120
40—60
30—50
1
1
1
1,5—4,5
1,0—5,0
0,5—2,0 :
0,2—0,9 -3
610
ТЕПЛООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ
регенеративные теплообменники
145. Регенеративные теплообменники не имеют стенки, разделяющей тепло-
носители, что упрощает конструкцию, особенно при сильно нагретых теплоно-
сителях. Однако в них невозможно избежать некоторого смешения теплоноси-
телей [0-2].
146. Наибольшее применение имеют следующие схемы.
а) Регенератор непрерывного действия с неподвижной насадкой (рис. V1I-42),
состоящий из двух теплообменников. Если в одном теплообменнике горячий
теплоноситель охлаждается за счет нагревания
насадки, то в другом холодный теплоноситель
нагревается за счет охлаждения насадки. Через
некоторое установленное время теплообменники
переключаются автоматически действующими кла-
панами.
В качестве насадки применяют кирпичи, ме-
таллические листы, шары, алюминиевую фольгу
и т. п. [0-2].
Особенно широко применяются такие регене-
раторы при очень высоких, или очень низких тем-
пературах теплоносителей, причем при высоких
температурах толщина насадки 30—200 мм, а при
низких толщина стальной или алюминиевой лен-
ты всего 0,1—0,2 мм [O-l, VII-10].
б) Регенератор непрерывного действия с
циркулирующим зернистым материалом, движу-
щимся через теплообменники сплошным потоком
(рис. VII-43).
Горячий теплоноситель, например дымовые
газы, поступает в теплообменник 1 через газо-
распределитель 7, двигается вверх через зерни-
стый материал, перемещающийся сплошным пото-
ком вниз. При этом зернистый материал нагре-
вается, а дымовые газы охлаждаются и выходят
из верхней части теплообменника 1.
Нагретый зернистый материал пересыпается
из теплообменника 1 в теплообменник 2.
В иижнюю часть теплообменника 2 посту-
пает холодный теплоноситель, например техноло-
гические газы, которые при соприкосновении с
горячим зернистым материалом нагреваются
и выводятся из верхней части теплообмен-
ника 2.
Зернистый материал движется через тепло-
обменник 2 сплошным потоком, охлаждается,
Рис. VII-42. Схема регене-
ратора с неподвижной на-
садкой.
выводится из нижней части теплообменника 2 и пневмотранспортом снова пере-
дается в теплообменник 1.
Таким способом можно нагревать технологические газы до ~ 1500° С. Для
этого теплообменники / и 2 должны быть футерованы огнеупорным кирпичом,
и зернистый материал следует применять жаростойкий и твердый, например,
кварц, алюмосиликаты, диабаз, алунд, шамот, измельченные до 0,05—8 мм.
Конечная температура технологических газов, нагреваемых по этой схеме,
может быть всего лишь на 10—20 град ниже температуры поступающих на обо-
грев дымовых газов [О-З]. Скорость газов в теплообменниках 1 и 2 должна
быть меньше скорости псевдоожижения слоя твердых частиц.
В случае применения тяжелой насадки, например металлических шаров, вме-
сто пневмотранспорта применяют элеваторы.
611
VII. ТЕПЛООБМЕН И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
в) Регенератор с циркулирующим зернистым материалом, проходящим че-
рез теплообменники в псевдоожиженном состоянии (рис. VII-44), отличается от
предыдущего только устройством теплообменников 1 и 2. Зернистый материал
в этих теплообменниках находится в псевдоожиженном состоянии. Скорость га-
зов обычно в несколько раз превышает скорость псевдоожижения.
Рис. VII-43. Схема регенера-
тора с циркулирующим зерни-
стым материалом, движущимся
через теплообменники сплош-
ным потоком:
У —аппарат для нагревания зерни-
стого материала; 2—аппарат для на-
гревания технологических газов;
3 — загрузочное устройство пневмо-
транспортной системы; 4 — пневмо-
транспортная труба; 5— буикер-сепа-
ратор; 6 —воздуходувка; 7 — распре-
делительное устройство.
Рис. VI1-44. Схема регенера-
тора с циркулирующим зерни-
стым материалом, проходящим
через теплообменники в псев-
доожиженном состоянии:
1 — аппарат для нагревания зернистого
материала; 2—аппарат для нагрева-
ния технологических газов; 3 —за-
грузочное устройство пиевмотранс-
портной системы; 4-пневмотранс-
портиая труба; 5 —бункер-сепаратор;
6—воздуходувка; 7 — распределитель-
ная решетка.
Размер частиц зернистого материала может быть 0,05—0,4 мм, что обеспе-
чивает большие поверхности контакта газовой и твердой фаз [0-3].
На рис. VII-44 показаны односекционные теплообменники 1 и 2 с псевдо-
ожиженным слоем. Их недостатком является большая разница температур: '
начальной горячего теплоносителя (дымовых газов) и конечной холодного тепло-
носителя (технологических газов). Это объясняется тем, что в каждом одно-
612
ТЕПЛООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ
секционном теплообменнике температура выходящего газа и средняя темпера-
тура псевдоожиженного- слоя зернистого материала почти одинаковы и прибли-
зительно равны среднекалориметрической температуре смешения потоков газа
и зернистого материала.
В многосекционных теплообменниках с псевдоожиженным слоем эту раз-
ницу температур можно значительно уменьшить [0-3]. Подробнее о регенера-
тивных теплообменниках см. [0-2, 0-3. VII-1, VI1-3, VII-10].
СМЕСИТЕЛЬНЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ
147. Смесительные теплообменники получили наибольшее распространение
для охлаждения газов и конденсации паров. Обычно для этих целей приме-
няют барометрические конденсаторы (подробно о них см. раздел VIII,
пп. 40—44).
МАТЕРИАЛЬНЫЙ И ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ПРОЦЕССА ВЫПАРИВАНИЯ
Здесь р —степень сухости (паросодержание) греющего пара, доли единицы
Удельный расход сухого греющего пара:
D = ^г- п кг сУхого греющего пара
W кг испаряемой воды (VIII-5)
Практические затраты греющего пара значительно превышают теоретиче-
ские. Ниже указан минимальный удельный расход греющего пара на 1 кг выпа-
репной воды:
VIII. ВЫПАРИВАНИЕ
Материальный и тепловой баланс процесса выпаривания
1. Количество выпариваемой воды W при изменении концентрации раствора
ОТ Лиам ДО Яков-
г=сА_4«->±| кг или — (Viii-i)
\ -*кои / сек
где Снач — количество поступающего на выпаривание (начального) раствора,
кг или кг/сек; хпач и хкон — начальная и конечная концентрации раствора, мас-
совые доли.
2. Тепловой баланс однокорпусного выпарного аппарата (O-2J:
Q — Оначснач (^кои — ^нач) "Ь (г"в. п св^кон) “Ь Олег 4~ Опот вт (VIII-2)
Здесь <2 — расход тепла на выпаривание, вт; Снач — количество началь-
ного раствора, кг/сек-, снач — теплоемкость начального раствора, джЦкг - град)-,
/иач, /коя — температуры начального и конечного (уходящего) растворов, °C;.
1J7— количество выпариваемой воды (вторичного пара), кг/сек; iB. п энталь-
пия вторичного пара, дж/кг (приближенно принимается равной энтальпии на-
сыщенного водяного пара при давлении, равном давлению в паровом пространстве
выпарного аппарата); св — теплоемкость воды, дж/(кг • град); чДег“ теплота
дегидратации, равная по величине и обратная по знаку теплоте разбавления
раствора (обычно невелика и в инженерных расчетах не учитывается), вт;
<2пот — потерн тепла в окружающую среду, равные
Qnrr — (ал 4~ак) Диар (^ст Люзд) em (VIII-3)
где ал и ак — коэффициенты теплоотдачи лучеиспусканием и конвекцией от ,
стенки аппарата (изоляции) в помещение, вт/(jh2- град); КНар наружная по-
верхность охлаждения аппарата (изоляции), jh2; /Ст— температурастенки ап-'
парата (изоляции), °C; /возд — температура воздуха в помещении, °C
О материальном и тепловом балансе кристаллизатора см. [0-1, 0-2, VII1-1,
VIII -2].
3. Расход сухого греющего пара Gr. п в выпарном аппарате:
п_________2_____ (VIII-4)
п— сек '
где i" —энтальпия сухого насыщенного греющего пара, дж!кг\ i энтальпия
конденсата при температуре конденсации, дж/кг.
Если из котельной поступает влажный греющий пар, то его расход оудет
больше:
С, — Сгп (VIII-4a)
t/вл.п— р сек V /.
614
D, кг/кг
для однокорпусной установки ... 1,1
» двухкорпусной » ... 0,57
» трехкорпусной » ... 0,4
» четырехкорпусной » ... 0,3
» пятикорпусной » ... 0,27
4. Если раствор, поступает в выпарной аппарат в перегретом состоянии
(/пачХкип), то в уравнении (VIII-2) первое слагаемое имеет отрицательный
знак, и расход тепла сокращается в результате самоиспарепия части раство-
ри геля. Теплота самоиспарения перегретого раствора Qc составляет:
Qc — Оначснач (/нач —— /кои)
(VIII-6)
5. Теплоемкость растворов приближенно может быть вычислена по общей
формуле: >
С = С\ХХ + с2х2ус3х3у- ... (VIII-7)
где С], с2, с3 .... — теплоемкость компонентов; xt, х2, х3 ... — массовые доли
компонентов
Для двухкомпонентных водных растворов (вода + растворенное вещество)
формула (VIII-7) приводится к следующему виду;
а) для разбавленных растворов (х<0,2)
с = 4190 (1 — х) дж/(кг • г рад)
(VIII-8)
где х — концентрация растворенного вещества, массовая доля;
б) для концентрированных растворов (х>0,2)
с = Ср. вх 4190 (1 — х) дж/(кг град) (VII1-9)
где ср. в — теплоемкость безводного растворенного вещества, дж](кг град).
6. Теплоемкость химического соединения при отсутствии эксперименталь-
ных данных можно приближенно рассчитать по формуле:
А4с — ntC] —J— п2С2 “I- п3С3 “I- ...
(VII1-10)
Здесь М — молекулярный вес; с — теплоемкость химического соединения,
дж((кг граду. nt, п2. п3 — число атомов элементов, входящих в соедине-
ние, С, С2, С3 —атомная теплоемкость соответствующих элементов,
ож/(кг • атом град), определяемая по табл. VHI-1 [VIII-3],
615
VIII. ВЫПАРИВАНИЕ
Таблица V111*1
Атомная теплоемкость [в дж/(кг-атом-град)} элементов
Элемент Состояние химических соединений Элемент Состояние химических соединений
твердое жидкое твердое жидкое
с 7 540 11 700 F 20 900 29300
и 9630 18 000 Р 22 600 31 000
В ' 11300 19700 S 22 600 31 000
Si 159Э0 24 300 Остальные 26 000 33 500
о 16 800 25 100
Рис. VIII-1. Диаграмма для определения температур кипения
' органических жидкостей (иизкокипящих):
Жидкость
Кри-
вая
Жидкость
Кри-
вая
Анилин ..................
Ацетои .................в
Бензальдегид ...........'
Бензол ..................
Бромбензол ..............
Дйэтиловый эфир ..........
12
3
II
б
10
1
о-Ксилол ................
Сероуглерод .............
Толуол ..................
Хлорбензол ..............
Хлороформ ...............
Четыреххлористый углерод
9
2
7
8
4
5
616
РАСЧЕТ ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВА ВЫПАРНОГО АППАРАТА
7. Теплоту парообразования жидкости при давлении р можно определить
по уравнению Клапейрона — Клаузиуса:
__ __ Дзетам л ( Т V г/0 дж
(VIII-11)
Здесь г и Гстанд—теплота парообразования исследуемой и стандартной
жидкостей при одном и том же давлении р, дж/кг (для воды, например,
Гчапд берется из паровых таблиц); М и Л1станд — молекулярные веса
исследуемой и стандартной жидкостей; Т и 0 — температуры кипения исследуе-
мой и стандартной жидкостей при одном и том же давлении р, °К (для воды,
например, 0 берется из паровых таблиц); dQ/dT — отношение разности темпера-
тур кипения стандартной жидкости (например, воды) к разности температур
кипения исследуемой жидкости в пределах одних и тех же давлений р и pi
(эту величину либо определяют по рис. VII1-1 и VI11-2, либо рассчитывают по
правилу линейности).
Давление, ат
Рис. V11I-2. Диаграмма для определения температур кипения органических
жидкостей (высококипящнх).
Расчет поверхности нагрева выпарного аппарата
8. Поверхность нагрева выпарного аппарата определяется по формуле:
р —___2__ мг
КД*ср
(VI1I-12)
где Q —расход тепла на выпаривание, вт; К — коэффициент теплопередачи,
вт/ (м2 град); Д<ср— средняя полезная разность температур, град.
9. Средняя полезная разность температур:
Д^Ср = Д^общ 2 Л^ПОТ (V1I1-13)
где Д<общ — разность между температурой конденсации греющего пара и тем-
пературой конденсации вторичного пара, град; Дбтот— сумма потерь полез-
ной разности температур, град.
617
VIII. ВЫПАРИВАНИЕ
10. Общая разность температур определяется по формуле:
Д4бщ = 4.п-4.п (VI1I-14)
где tr. п — температура конденсации греющего пара, °C; tr. п — температура
конденсации вторичного пара, соответствующая давлению в барометрическом
конденсаторе, °C.
11. Сумма потерь полезной разности температур:
А^пот — А^депр Л^г. з А^г. с (VIII-15)
Здесь Л/депр — температурная депрессия, выражающая повышение темпера-
туры кипения раствора по сравнению с температурой кипения чистого раство-
рителя (воды) при том же давлении*, град — см. пп. 12—18; Д/г. я— гидроста-
тическая депрессия или повышение температуры кипения раствора вследствие
гидростатического давления столба жидкости в аппарате (гидростатический
эффект)*, град — см. п. 19; Д/г. с— гидравлическая депрессия или изменение
температуры насыщения вторичного пара, вызванное изменением его давления
вследствие гидравлических сопротивлений в паропроводах между корпусами
выпарной установки или между выпарным аппаратом и барометрическим кон-
денсатором, град — см. п. 20.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ДЕПРЕССИИ
12. Температурную депрессию при периодическом процессе выпаривания
следует определять для средней концентрации раствора, при непрерывном про-
цессе — для конечной.
На рис. VIII-3 показана зависимость температурной депрессии Д<де11р вод-
ных растворов при атмосферном давлении от их концентрации; см. также
«Справочник химика», 2-е изд., т. III, стр. 357.
13. Расчет температуры кипения растворов и органических жидкостей мож-
но осуществить одним из следующих способов:
а) если известны две температуры кипения данного раствора или органи-
ческой жидкости при соответствующих давлениях, можно применить общее
правило линейности Павлова (Дюринга) или уравнение Киреева;
б) если известна только одна температура кипения данного раствора или
органической жидкости при соответствующем давлении, для приближенного
расчета можно применить правило Бабо или метод Тищенко.
14. По правилу линейности определяется константа К для данного раствора:
~р,~*Рг (VIII-16)
где f и tp2 — температуры кипения растворов или органических жидкостей
при давлениях р, и рг; 0 и в — температуры кипения воды (или другой
стандартной жидкости) при тех же давлениях pi и р2.
Вычислив константу К, можно найти температуру кипения растворов и ор-
ганических жидкостей при любом давлении, используя ту же формулу
(VIII-16).
Диаграммы для сутределения температуры кипения некоторых жидкостей,
составленные по правилу линейности, приведены на рис. VIII-1 и VIII-2.
15. С помощью уравнения Киреева [VIII-4] определяется константа С:
* В случае многокорпусного выпаривания берется сумма депрессий во всех корпусах.
618
РАСЧЕТ ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВА ВЫПАРНОГО АППАРАТА
где pt и ptt —давление насыщенного пара раствора или органической
жидкости при температурах ti й t2\ и — давление паров воды (или дру-
гой стандартной жидкости) при тех же температурах 6 и t2.
По константе С можно найти давление насыщенного пара раствора или
органической жидкости при любой температуре.
Номограмма для определения давления насыщенного пара некоторых жид-
костей, растворов и смесей приведена на рис. VIII-4.
Концентрация, масс. %
Рис. VIII-3. Зависимость Л^депр водных растворов при
атмосферном давлении от их концентрации.
16. По правилу Бабо для слабых растворов [V111-2], отношение давления
насыщенного пара р\ над раствором к давлению насыщенного пара р чистого
растворителя при той же температуре является величиной постоянной, не за-
висящей для раствора данной концентрации от температуры кипения:
— | = const
. р It
(VIII-18)
17. Для концентрированных растворов, кипящих при разрежении, необхо-
димо ввести поправку At в зависимости от давления паров над кипящим рас-
твором pi и отношения этого давления к давлению паров над чистым раство-
рителем р. Значения At приведены в табл. VIII-2. Если растворение безводной
соли идет экзотермично, поправка берется со знаком плюс, в противном слу-
чае— со знаком минус [0-1, VIII-1J.
Пример применения правила Бабо см. [VI11-2].
619
VIII. ВЫПАРИВАНИЕ
Вещество Точка
Аллен 6
Аммиак 49
Анилин 40
Ацетилен 2
Ацетон 51
Бензол 24
Бромбензол . . . 35
Бромистый этил . 18
а-Бромнафталин . 46
Бутадиен-1, 3 . . . 10
Бутан 11
о-Бутилен .... 9
Р-Бутилен .... 12
Бутиленгликоль 58
Вода 54
I ексан 22
Гептан 28
Глицерин 60
Декалин 38
Декан 36
Диоксаи 29
Дифенил ...... 45
1,2-Дихлорэтаи . . 26
Диэтиловый эфир 15
Иодбензол .... 39
Изомасляная
кислота 57
Изопрен 14
о-Крезол 41
лс-Крезол 44
лг-Ксилол 34
Метиламин .... 50
Метилмоносилан . 3
Метиловый спирт 52
Метил формиат . . 16
Нафталин .... 43
а-Нафтол 47
(5-Нафтол 48
Нитробензол . . . 37
Октан ....... 31, 32*
Пентан 17
Пропан 5
Пропилен .... 4
Пропионовая
кислота 56
Ртуть 61
Тетралин 42
Толуол 30
Уксусная кислота 55
Фторбецзол . . . 27
Хлорбензол . . . 33
Хлористый винил 8 '
Хлористый метил 7
Хлористый метилеи 19
Хлористый этил . 13
Хлороформ .... 21
Четыреххлористый
углерод .... 23
Этан 1
Этилацетат .... 25
Этиленгликоль . . 59
Этиловый спирт . 6J
Этилформиат. . . 20
* По данным разных
авторов.
Рис. VIII-4. Номограмма для определения’давления насыщенного пара некото-
рых жидкостей, растворов и смесей:
На шкале давлений отложены значения общего давления пара (в мм рт. ст.} водных растворов
аммиака, содержащих 0, 5, 10, ...» 100 масс. % аммиакк
620
РАСЧЕТ ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВА ВЫПАРНОГО АППАРАТА
Таблица VI/1-2
Поправки А/ к правилу Бабо для концентрированных растворов, кипящих
под разрежением
Р\!Р ± А/, град
'0.9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3
Давление паров иад кипящим раствором р\, мм рт. ст.
100 200 400 4.50 500 550 650 0,9
0 50 200 350 450 500 550 1,8
0 0 100 275 300 350 400 2,6
0 0 0 150 200 250 300 3,6
18. По методу Тищенко (менее точному) температурная депрессия при лю-
бом давлении может быть найдена по формуле:
А/р=/Л/ат (V1II-19)
Здесь ДТр — температурная депрессия при давлении р; Д/ат — температур-
ная депрессия того же раствора при атмосферном давлении; j—поправочный
коэффициент, рассчитываемый по формуле [0-2]:
тг
f = 16,2 — (V11I-20)
где Т — температура кипения чистой воды при заданном давлении, ° К; г —
теплота испарения воды при том же давлении, дж[кг.
Значения f в зависимости от температуры вторичного пара приведены в
табл. V111-3.
Таблица И/ГГ-з
Поправочный коэффициент / к величине температурной депрессии,
определяемой по формуле (VIII-19)
Температура вторичного пара, f Температура вторичного пара, °C / Температура вторичного пара, °C /
40 0,66 80 0,88 120 1,14
50 0,71 90 0,94 125 1,18
60 0,76 100 1,00 130 1,22
70 0,82 ПО 1,07 135 1,25
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОЙ ДЕПРЕССИИ
19. Гидростатическая депрессия (гидростатический эффект) А/г. э зависит
от высоты уровня раствора в аппарате, интенсивности циркуляции раствора и
плотности парожидкостной эмульсии.
Гидростатическое давление в середине омываемой раствором поверхности
нагрева можно определить по формуле:
Рср = й+ЯсрР8М? (V111-21)
где pi — давление вторичного пара над поверхностью раствора, н/м2; рэм —
средняя плотность парожидкостной эмульсии в слое, кг!м\ НСР — расстояние
от верхнего уровня парожидкостной эмульсии в аппарате до середины омы-
ваемой жидкостью поверхности нагрева, м.
621
VIII. ВЫПАРИВАНИЕ
Примеры определения //ср показаны на рис. VIII-5.
Обычно для приближенных расчетов определяют рср, принимая в формуле
(VII1-21) среднюю плотность парожидкостной эмульсии равной плотности
Рис. VIII-5. Определение Нср:
« — уровень парожидкостной эмульсии выше трубок; б —уровень
парожидкостной эмульсии внутри трубок.
раствора.
Если
•т. е. при
При этом получают поверхность теплообмена с некоторым запасом,
при выпаривании жидкость кипит по всей высоте греющих трубок,
оптимальном уровне раствора [см. формулу (V1I-109)], то
рСр можно определить по следующей
[VIII-1]:
величину
формуле
Рср = Pl + Ppg н/м1
Здесь рр — плотность раствора, кг!м?\ НОт —
оптимальный уровень раствора в греющих (кипя-
тильных) трубках, м.
Величина Нот рассчитывается приближенно
по формуле (VII-109), а в заводской практике
устанавливают, при каком уровне кипящей жид-
кости Нур, определяемом по водомерному стеклу
(рис. VIII-6), установятся оптимальные условия -
работы выпарного аппарата. Это значение Нур и
будет соответствовать Нот-
Следует иметь в виду, что кипение по всей
высоте трубок обычно допускается лишь при вы-
паривании растворов, не образующих осадка на
греющей поверхности.
Величина гидростатической депрессии определяется по формуле:
Э _ ^2 — ~
Рис. VIII-6. Определение Нур
по водомерному стеклу.
(VII1-22)
(VIII-23)
где и I? — температуры кипения чистого растворителя (воды), соответствую-
щие давлениям pi и рср.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ДЕПРЕССИИ
20. Гидравлическая депрессия Д/г. с определяется по формуле:
Д/Г.С = Л—/б (VIII-24)
Здесь /е — температура насыщенного пара, соответствующая давлению ре
в барометрическом конденсаторе (или, при многокорпусном выпаривании,—
622
РАЗМЕРЫ ПАРОВОГО ПРОСТРАНСТВА НАД РАСТВОРОМ В ВЫПАРНЫХ АППАРАТАХ
давлению в греющей камере последующего корпуса); — температура насы-
щенного пара, соответствующая давлению pt над раствором в аппарате, при-
чем
Р|=Рб + Л/>в.п (VI П-25)
Потеря давления вторичного пара Дрв. п на преодоление гидравлического
сопротивления коммуникации определяется по уравнению:
21. При многокорпусном выпаривании распределение полезной разности
температур между отдельными корпусами производится следующим образом.
а) В случае расчета на нанвыгоднейшую (минимальную) поверхность —
пропорционально / Q/K: J
д/ 1/"—
I/ к.
Mt = -jz—град ' (VIII-26)
1-1
б) В случае расчета на равную поверхность — пропорционально QIK:
М —
/л*-ср 17
Ml = —-—град (VII1-27)
Здесь индекс i—порядковый номер корпуса; Qi — тепловая нагрузка кор-
пуса; К, — коэффициент теплопередачи в корпусе.
Размеры парового пространства над раствором
в выпарных аппаратах [VII1-1, VI П-2]
22. Размеры парового пространства над выпариваемым раствором должны
обеспечить удовлетворительное отделение (сепарацию) брызг выпариваемого
раствора от вторичного пара. Недостаточная сепарация брызг ведет к потере
раствора, а при многокорпусном выпаривании — к загрязнению поверхности
нагрева следующего корпуса и загрязнению конденсата вторичного пара.
Растворы с низким поверхностным натяжением и большой вязкостью легко
образуют пену. Уменьшить ценообразование можно добавкой веществ, повы-
шающих поверхностное натяжение раствора (масел, сала), удалением компо-
нентов, обусловливающих низкое поверхностное натяжение, обрызгиванием по-
верхности кипящих растворов холодным раствором и т. д.
Уменьшение скорости вторичного пара (т. е. увеличение диаметра аппа-
рата) и увеличение высоты парового пространства приводят к уменьшению
брызгоуноса.
23. Необходимый объем парового пространства можно определить по фор-
муле:
V = м3 (V1II-28)
“масс
или
У =-----л3 (VIII-29)
Рв. п “об
623
VIII. ВЫПАРИВАНИЕ
Здесь W — количество выпариваемой воды (вторичного пара), кг/ч; dMacc —
допустимое массовое напряжение парового пространства (количество выпари-
ваемой воды на единицу объема парового пространства в единицу времени),
кг/(л13-ч); do6— допустимое объемное напряжение парового пространства
(объем выпариваемой воды на единицу парового пространства в единицу вре-
мени), м3/(ж3-ч); рв. п — плотность вторичного пара, кг/м3.
По сравнению с водой водные растворы солей часто имеют меньшее поверх-
ностное натяжение — тогда их кипение сопровождается большим пенообразова-
нием и брызгоуносом. В таких случаях допустимые напряжения парового про-
странства при выпаривании растворов должны быть значительно ниже, чем при
выпаривании воды.
24. По имеющимся опытным данным [VIII-1, VIII-2], для слабых растворов
NaOH, Na2CO3, Na2SO4, NaCl (с концентрацией до 1 масс. %) допустимое
объемное напряжение при рабс=1 ат. составляет dO6 = 16004-1700 м31(м3-ч).
Рис. VI1I-7. График для
определения коэффициента/
в уравнении (vIII-30).
Рис. VIII-8. График для
определения допустимого
объемного напряжения do6
для выпарного аппарата с
вынесенной греющей каме-
рой [VII1-2].
Эти значения doe принимают за основу при ориентировочном определении doe
для других растворов.
Влияние концентрации растворов на doe точно не установлено. С извест-
ным приближением для концентрированных растворов также можно принимать
do6 = 1600 -г-1700 м3/ (м3 -ч).
На doe влияет давление вторичного пара. При раее ¥* 1 ап
do6^fdo6lam (VIII-30)
где do61om—предельное объемное напряжение при раес = 1 ат, м3/(м3-ч); f —
коэффициент, определяемый по рис. V1II-7 (для раос<1 ат график неточен
[VIII-2]).
25. Обычно высоту парового пространства ориентировочно принимают не
менее 1,5 м, а при выпаривании сильно пенящихся растворов 2,5—3 м [О-2].
О механическом уносе жидкости вторичным паром в выпарных аппаратах
см. также [VIII-6],
В выпарных аппаратах с вынесенной греющей камерой на величину doe
влияет место ввода в сепаратор парожидкостной смеси. При вводе парожид-
костной смеси над свободной поверхностью раствора в сепараторе do« имеет
максимальное значение, которое можно приближенно определить по рис.
VIII-8. С увеличением погружения входного штуцера ниже уровня жидкости
doo уменьшается [V11I-2],
Допустимые напряжения парового пространства в аппаратах с вынесенной
греющей камерой при вводе парожидкостной смеси над поверхностью раствора
624
ДИАМЕТР ТРУБОПРОВОДОВ. КОНСТРУКЦИИ ВЫПАРНЫХ АППАРАТОВ
в сепараторе при прочих равных условиях больше, чем в аппаратах с внутрен-
ней греюшей камерой.
Для уменьшения колебаний рабочего давления в выпарных аппаратах целе-
сообразно в сепараторе и в нагревательной камере иметь минимальные объемы
жидкости и вводить парожидкостную смесь в сепаратор над свободной по-
верхностью раствора.
Для дополнительного улавливания брызг устанавливаются брызгоулови-
I тели — см. [VIII-1, V11I-2].
Диаметр трубопроводов в выпарных установках
26. Диаметры трубопроводов рассчитываются, исходя из практически уста-
новленных средних значений скоростей [VIII-1, VII1-2]:
Выпариваемые растворы...................0^5—-1,0 м/сек
Конденсат пара ........................ 0,25—0,75 »
Пар из котельной . . . . .............. 20—25 »
Средние оптимальные скорости вторичного пара в зависимости от давления
могут быть приняты в следующих пределах:
ра6с, ат............ 0,15 0,3 0,5 0,7 1,0 2,0 3,0
w, м/сек............ 50 42,5 40 35 30 20 15
27. Чтобы сократить потери полезной разности температур, паропроводы
вторичного пара следует проводить по возможно более краткому пути и без
резких поворотов.
Основные типовые конструкции выпарных аппаратов
28. Наибольшее распространение в химической промышленности получили
вертикальные выпарные аппараты с естественной и принудительной циркуля-
цией, а также пленочные выпарные аппараты.
ВЫПАРНЫЕ АППАРАТЫ С ЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ
29. Оптимальный режим работы выпарных аппаратов с естественной цир-
куляцией требует обеспечения двух главных условий [О-2]:
а) уровень жидкости в циркуляционной трубе должен быть достаточной
высоты, чтобы уравновесить столб парожидкостной смеси в кипятильных труб-
ках и сообщить ей достаточную скорость;
б) парообразование в кипятильных трубках должно быть достаточно ин-
тенсивным, чтобы парожидкостная смесь в них имела возможно меньшую
плотность.
30. Для обеспечения достаточной циркуляции разность температур грею-
щего пара и раствора должна быть в среднем не менее 7—10 град.
В разделе VII (пп. 66—69) приводится зависимость между скоростью есте-
ственной циркуляции раствора и высотой уровня в трубах, а также приближен-
ная зависимость (VII-109) для определения оптимального уровня, при котором
кипение жидкости осуществляется по всей высоте кипятильных труб. Однако
при выпаривании кристаллизующихся растворов уровень жидкости поддержи-
вают выше кипятильных труб, с тем чтобы раствор в них лишь нагревался и
) жидкость закипала бы при выходе из труб в паровое пространство (сепаратор).
Образование накипц в кипятильных трубах при этом значительно уменьшается.
। Для соблюдения нормального режима необходимо также обеспечить отвод
воздуха из греющей камеры и надлежащий отвод конденсата.
625
Тип II, Б
Тип IV
Рис. VIII-9. Типы выпарных аппаратов:
1 — греющая камера; 2 — сепаратор; 3— циркуляционная труба; 4— насос.
го
VIII. ВЫПАРИВАНИЕ
Тип V Тип VI, А Тип VI, Б
Рис. VIII-9. Типы выпарных аппаратов (продолжение)-.
/ — греющая камера; 2 —сепаратор.
628
ОСНОВНЫЕ ТИПОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ ВЫПАРНЫХ АППАРАТОВ
ВЫПАРНЫЕ АППАРАТЫ С ПРИНУДИТЕЛЬНОМ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ
31. Циркуляция жидкости обеспечивается пропеллерным или центробежным
насосом, перекачивающим раствор из сепаратора в греющую камеру. Ввиду
того, что вся циркуляционная система почти заполнена жидкостью, мощность
насоса затрачивается главным образом на преодоление гидравлических сопро-
тивлений.
Количество перекачиваемой жидкости должно быть таким, чтобы скорость
жидкости в кипятильных трубках составляла 1,5—3,5 м/сек. Если же раствор
дает на трубках значительную накипь или из него легко выпадают кристаллы,
скорость его должна быть не ниже 2,5 м/сек.
Определяемое таким образом количество перекачиваемой жидкости во
много раз превышает количество испаряемой воды. Поэтому выходящая из ки-
пятильных трубок парожидкостная смесь почти целиком состоит из жидкости
(по весу). В связи с этим давление в нижней части кипятильных трубок выше,
чем в сепараторе, и жидкость в трубках не кипит, а перегревается. Закипание
происходит только на небольшом участке верхней части кипятильных трубок.
Отсутствие кипения внутри трубок уменьшает образование накипи, а это в со-
четании с большими скоростями движения жидкости обеспечивает высокие
коэффициенты теплопередачи (в 3—4 раза выше, чем при естественной цирку-
ляции). Поэтому требуются меньшие поверхности нагрева, что особенно важно,
если аппарат изготовляется из дорогостоящего материала.
32. Аппараты с Принудительной циркуляцией рекомендуется использовать
при малых разностях температур греющего пара и раствора (3—4 град), а так-
же при выпаривании растворов, обладающих большой вязкостью, когда есте-
ственную циркуляцию осуществить трудно.
Применение принудительной циркуляции наиболее эффективно при умерен-
ных тепловых нагрузках <7=29 0004-46 000 вт/(м2-ч). При больших тепловых
нагрузках эффективность принудительной циркуляции ослабевает.
На перекачку раствора при принудительной циркуляции тратится значитель-
ное количество энергии, поэтому целесообразность применения принудительной
циркуляции должна быть обоснована технико-экономическим расчетом [VIII-2J.
ПЛЕНОЧНЫЕ ВЫПАРНЫЕ АППАРАТЫ
33. В пленочных выпарных аппаратах раствор движется вдоль поверхности
нагрева в виде тонкой пленки. Это обеспечивает высокие значения коэффи-
циента теплоотдачи. Циркуляция раствора в этих аппаратах отсутствует, и вы-
паривание осуществляется за время однократного прохождения раствора. Так
как пленка раствора движется со значительной скоростью, то для обеспечения
необходимого времени выпаривания кипятильные трубки этих аппаратов должны
быть высокими.
34. Недостатки вертикальных пленочных аппаратов — трудность очистки
кипятильных трубок- от накипи и необходимость регулирования процесса при
изменении начальной концентрации раствора или давления греющего пара
[0-2].
ДАННЫЕ ДЛЯ ВЫБОРА ВЫПАРНЫХ АППАРАТОВ
35. Основные характеристики выпарных аппаратов различных типов и ис-
полнений (по данным нормали [V11I-7]) приводятся в табл. VII1-4. Схемы
аппаратов показаны на рис. VII1-9.
36. Кроме того, для всех выпарных аппаратов нормалью [VIII-7] преду-
сматриваются следующие размеры.
Диаметры циркуляционных труб £>ц: 0,159; 0,219, 0,325; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7;
0,8; 0,9; 1,0; 1,2 м. (Циркуляционные трубы могут быть изготовлены из свар-
ных обечаек или электросварных труб.)
629
Таблица VI П-4
Основные характеристики выпарных аппаратов
(см. рис. VH1-9)
Е Исполнение Принцип действия Конструктивные особенности Основное назначение Поверхность теплообмена, JW2 Размеры труб греющих камер Рекомендуе- мые соотно- шения площа- дей сечения труб (циркуля- ционных и греющей каме- ры), не менее
располо- жение греющей камеры располо- жение зоны кипения диа- метр, мм толщина стенок, мм длина Z, м
1 А Естест- венная циркуля- ция Соосная (внутрен- няя) В трубах греющей камеры Упаривание раство- ров, не образующих осадка на греющей по- верхности 10, 16, 25, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000 25 38 57 2,0; 3,0 2,0; 3,5 2,5; 3,5 3; 4; 5 3; 4; 5; 7 2,5; 4; 5; 7 j 0,5
Б То же То же Вынесе- на Упаривание раство- ров, образующих на греющей поверхности растворимый осадок 10, 16, 25, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000 25 38 57 1,5; 2,0; 3,0 2,0; 3,5 2,5; 3,5 4; 5 4; 5; 7 3; 5; 7 0,9
II А Вынос- ная В трубах греющей камеры Упаривание раство- ров, не образующих осадка на греющей поверхности, и пеня- щихся растворов 10, 16, 25, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000 25 38 57 2,0; 3,0 2,0; 3,5 2,5; 3,5 3; 4; 5 3; 4; 5; 7 2,5; 4; 5; 7 j 0,5
Б » » То же Вынесе- на Упаривание раство- ров, образующих на греющей поверхности 10, 16, 25, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 38 57 2,0; 3,5 2,5; 3,5 4; 5 3; 5; 7 } 0,9
III — Принуди- тельная Соосная (внутрен- То же нерастворимый осадок Упаривание вязких растворов и растворов. 250, 315, 400, 500, 630, 800, Щ00, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000 25, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 25 1,5; 2,0; 3,0 4; 5 j 0,9
циркуля- ция няя) образующих на грею- щей поверхности рас- творимый осадок 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1400, 1600 38 2,0; 3,5 5; 7
IV To же Вынос- ная В трубах греющей камеры Упаривание вязких растворов и растворов, образующих на грею- щей поверхности не- растворимый осадок 25, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1400, 1600 38 2,0; 3,5 5 0,9
V Пленоч- ное выпари- вание с восхо- дящей пленкой Соосная (внутрен- няя) То же Упаривание чистых растворов и растворов, чувствительных к вы- соким температурам 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000,1250,1400, 1600,1800,2000, 2240, 2500 38 57 2,0; 3,5 2,5; 3,5 5; 7 7; 9
VI A То же Выног- ная » » То же 50, 63 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250,1400, 1609, 1800, 2000, 2240, 2500 38 57 2,0; 3,5 2,5; 3,5 5; 7 7; 9
8 J—4 Б Пленоч- кой выпари- вание с падаю- щей пленкой То же » » » » 50, '63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000,1250,1400, 1600, 1800,2000, 2240, 2500 38 57 2,0; 3,5 2,5; 3,5 5; 7 7; 9
VIII. ВЫПАРИВАНИЕ Я ОСНОВНЫЕ ТИПОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ ВЫПАРНЫХ АППАРАТОВ
I ----------------
VIII. ВЫПАРИВАНИЕ
Днаметоы обечаек греющих камер. £>к: 0,325; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6;
1,8; 2,0; 2,2;'2,4; 2,6; 2,8; 3,0 м.
Диаметры сепараторов Dc: 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8; 2,0; 2,2; 2,4; 2,6; 2,8;
3,0; 3,2; 3,4; 3,6; 3,8; 4,0; 4,25; 4,5; 4,75; 5,0 м.
Высота парового объема сепаратора Нс (от рабочего уровня раствора в
сепараторе до устройства вторичной сепарации) при диаметре сепаратора до
1600 мм должна быть 1200 мм, а для сепараторов с ббльшим диаметром
2000 мм *.
Высота подъемных труб Нв: 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 4,5; 5,0; 5,5; 6,0;
6,5; 7,0 м. Выбор обусловливается гидродинамическими условиями работы вы-
парного аппарата.
37. Предусмотрено изготовление узлов и деталей аппарата, соприкасаю-
щихся с агрессивной средой, из кислотостойкой и двухслойной стали, осталь-
ные узлы и детали изготовляются из углеродистой стали. Допускается изго-
товление выпарных аппаратов с применением других легированные сталей и из
углеродистых сталей с покрытиями и футеровкой.
Создание вакуума в выпарных установках
38. В вакуум-выпарных установках вакуум создается в результате конден-
сации вторичного пара в конденсаторах и удаления неконденсирующихся га-
зов (воздуха) при помощи вакуум-насосов.
39. Конденсаторы бывают поверхностные и смешивающие.
Поверхностные конденсаторы (см. раздел VII, пи. 139—140) применяют
преимущественно в тех случаях, когда конденсат вторичного пара (например,
органический растворитель) не должен смешиваться с водой.
В смешивающих конденсаторах вторичный пар выпарной установки кон-1 •;
денсируется при непосредственном соприкосновении с водой, причем конденсат
и охлаждающая вода смешиваются и отводятся совместно.
В химической промышленности при сгущении водных растворов солей для
конденсации вторичного (отбросного) пара при давлении (абсолютном) 0,1—
0;2 ат почти исключительно применяются сухие противоточные (смешивающие)
барометрические конденсаторы.
ПРОТИВОТОЧНЫЕ БАРОМЕТРИЧЕСКИЕ КОНДЕНСАТОРЫ
40. Преимущества противоточных конденсаторов:
• а) в одинаковых условиях работы (одинаковые мощности воздушных ва- J
куум-насосов и расходы охлаждающей воды) достигаемый вакуум при противо- 3
токе больше, чем при параллельном токе; .1
б) при одинаковом вакууме расход охлаждающей воды, а также объем
отсасываемой смеси воздуха и пара при противотоке меньше, чем при парад--;з
дельном токе. ' й
Противоточные барометрические конденсаторы с сегментными тарелками 1
(полками) наиболее просты и приняты в качестве стандартных. Вода в таких -й
конденсаторах стекает через борт и сквозь отверстия в горизонтальных полках •‘3
(рис. V1I1-10). а
41. Основные параметры барометрических конденсаторов конструкции J
НИИХИММАШа при остаточном давлении (абсолютном) 0,1 ат приведены в
табл. V1I1-5. Исходной величиной для определения производительности кон- я
денсатора является скорость потока wt в нижней его части, рассчитанная на .У
полное сечение аппарата (без учета количества пара, конденсирующегося при а
входе в конденсатор): -
__________ <V,IW|
* Это указание не относится к пленочным аппаратам. .23
632
СОЗДАНИЕ ВАКУУМА В ВЫПАРНЫХ УСТАНОВКАХ
Здесь V — количество пара, поступающего в конденсатор в единицу вре-
мени, м3/сек-, DK — внутренний диаметр конденсатора, м.
Исходной величиной может служить также скорость водяного пара' в
зазоре между корпусом конденсатора и полкой (без учета конденсирующихся
паров). .
Если в рассчитываемом барометрическом
конденсаторе остаточное давление р#=0,1 ат,
то заданную производительность GpaC4 надо
привести к условиям, указанным
VI11-5, исходя из того, что для
работы конденсатора должно
условие:
в табл,
нормальной
соблюдаться
о
рте, = const
(VIII-32)
где р — плотность водяного пара, кг/м3-, ш, —
его скорость, м/сек.
Таким образом, для каждого барометри-
ческого конденсатора при различных остаточ-
ных давлениях
расч
(VHI-33)
Рис. VIII-10. Схема установки
барометрического конденсатора:
1 — барометрическая труба; ?2 — гидра-
влический затвор; 3— люк; 4 — ловушка.
Вход
пара
Здесь . Отабл и Срасч — производитель-
ность барометрического конденсатора, кг/ч,
при остаточном давлении р=0,1 ат и р¥=
=*=0,1 ат соответственно; рТабл и рРасч —
плотность водяного пара, кг/л3, при р=0,1 ат
и р ф 0,1 ат.
42. В табл. V111-6 и на рис. VII1-11 при-
ведены размеры барометрических конденсато-
ров конструкции НИИХИММАШа [VIII-8].
43. Расход воды GB в противоточном ба-
рометрическом конденсаторе смешения:
GB = IF . ..гв п-Св40н кг/сек (vni.34)
(*кон *нач)
Здесь GB — расход воды в барометриче-
ском конденсаторе, кг/сек-, W — количество
вторичного пара, поступающего в конденса-
тор в единицу времени, кг/сек-, iB. л — теплосо-
держание вторичного пара, дж/кг-, св — сред-
няя теплоемкость врды, дж/(кг град); /йяч—
начальная температура воды, °C; <ВОн— ко-
нечная температура смеси конденсата вторич-
ного пара и воды, °C.
44. В противоточном барометрическом кон-
денсаторе смешения разность между темпера-
турой конденсации вторичного пара и температурой уходящей смеси воды и
конденсата составляет 2—3 град [VI1I-2].
БАРОМЕТРИЧЕСКИЕ ТРУБЫ
45. Диаметр барометрической трубы определяется по уравнению расхода:
йб.тр= |/ цхх) Го,785да (VII1-35)
633
VIII. ВЫПАРИВАНИЕ
Здесь W— количество вторичного пара, поступающего в конденсатор в
единицу времени, кг!сек; GB — расход воды в барометрическом конденсаторе,
кг/сек-, w — скорость течения воды в барометрической трубе, обычно равная
0,5—0,6 ж/сек [VII1 2].
} " Таблица VI11-5
Основные параметры барометрических конденсаторов конструкции НИИХИММАШа
Данные таблицы соответствуют остаточному давлению (абсолютному) 0,1 ат.
Внутрен- ний диаметр конденса- тора £>к, мм Средняя скорость потока в нижней части конденсатора. MjceK Производительность
на полное речение конденсатора Wf в зазоре между корпусом и пол- кой W2 объемная, мЗ/ч массовая, кг/ч
500 До 23 До 47 До 16 000 До 1000
600 16—24 28—43 16000— 25000 1000— 1600
• 800 14—22 34—54 25000— 40000 1600— 2500
1000 14—23 38—62 40000— 64 000 2 500— 4000
1200 16—25 39—61 64 000—100000 4000— 6 400
1600 14—22 34—54 100000—160 000 6 400—10 000
2000 14—22 34—54 160000—250000 10000—16 000
... I. . . V.IJRRI
46. Общая высота барометрической трубы [0-2]:
»« ,р - 10.3 4; + +2 с) +ад Л, (Vlil-36)
Здесь b — разрежение в конденсаторе, мм рт. ст.; X, и £ — коэффициенты
трения и местного сопротивления (см. раздел 1, пп. 20—25).
47. Количество воздуха, отсасываемого из поверхностного конденсатора
Овозл « 0,01117 кг/сек (VI11-37)
48. Объем воздуха, отсасываемого из поверхностного конденсатора (при
0°С и 760 мм рт. ст.);
Унорм » 0,008117 м^/сек (V111-38)
49. Количество воздуха, отсасываемого из барометрического конденсатора
смешения:
^возд ~ 0,000025 (IT GB) 4- 0,01 W кг/сек (VIП-39)
50. Объем воздуха, отсасываемого из барометрического конденсатора сме-
шения (при 0°С и 760 мм рт. ст.);
Т„орм = м*/сек (V1I1-40)
634
СОЗДАНИЕ ВАКУУМА В ВЫПАрНЫХ УСТАНОВКАХ
Таблица V111-6
Основные размеры (в лии) барометрических конденсаторов
(см. рнс. VIII-11)
Размеры Внутренний диаметр конденсатора мм
500 600 800 1000 1200 1600 2000
Толщина стенки аппа- рата S 5 5 5 6 6 8 10
Расстояние от верхней полки до крышки ап- парата а .... 1300 1300 1300 1300 1300 1300 1300
Расстояние от нижней полки до днища ап- парата г 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200
Ширина полки Ь — — 500 650 750 1000 1250
Расстояние между ося- ми конденсатора и ловушкой: '675 725 950 1100 1200 1450 1650
— 835 935 1095 1355 1660
Высота установки Н . 4300 4550 5080 5680 6320 7530 8500
Ширина » Т . 1300 1400 2350 2600 2975 3200 3450
Диаметр ловушки Dt . 400 400 500 500 600 800 800
Высота » й] (Л) . 1440 1440 1700 1900 2100 2300 2300
Диаметр » £>2 . —. — 400 400 500 600 800
Высота » h2 — — 1350 1350 1400 1450 1550
Расстояния между пол- ками: а\ ...... . 220 260 200 250 300 400 500
аз ...... 260 300 260 320 400 500 650
а3 320 360 320 400 480 640 800
щ ... 360 400 380 475 575 750 950
390 430 440 550 660 880 1070
Условные проходы шту- церов: для входа пара А . 300 350 350 400 450 600 800
для входа воды Б . 100 125 200 200 250 300 400
для выхода паро- газовой смеси В . 80 100 125 150 200 200 250
для барометриче- ской трубы Г 125 150 200 200 250 300 400
воздушник С — — 25 25 25 25 25
для входа парога- зовой смеси И* 80 100 125 150 200 200 250
для выхода паро- газовой смеси Ж* 50 70 80 100 150 200 250
для барометриче- ской трубы Е* . 50 50 70 70 80 80 100
На ловушках.
635
VIII. ВЫПАРИВАНИЕ
51. Температура отсасываемого воздуха зависит от типа конденсатора.
Для поверхностных конденсаторов температура отсасываемого воздуха
принимается равной начальной температуре охлаждающей воды.
b
Рис. VIII-11. Барометрические конденсаторы конструкции НИИХИММАШа:
а — аппараты диаметром 500 н 600 мм; б —аппараты диаметром 800—2000 мм.
Для сухого конденсатора смешения температура отсасываемого. воздуха
<возд вычисляется по эмпирической формуле:
^возд = ^нач 0,1 (/кон /нач) (VIII-41)
Здесь /Нач и /кон — температура воды на входе в конденсатор и выходе
из него, °C.
Многокорпусные выпарные установки
52. Многокорпусные выпарные установки обеспечивают значительную эко-
номию греющего пара по сравнению с однокорпусными установками.
С увеличением числа корпусов уменьшается удельный расход пара, но зато
увеличивается стоимость установки.
636
МНОГОКОРПУСНЫЕ ВЫПАРНЫЕ УСТАНОВКИ
Основной задачей при проектировании является определение оптимального
числа корпусов в установке. Обычно задаются различным числом корпусов (2,
3, 4, 5 ...) и для каждого варианта рассчитывают потребные поверхности на-
грева корпусов, выбирают по каталогу аппараты, рассчитывают затраты на экс-
плуатацию, амортизацию, ремонт и находят общие затраты. Оптимальным бу-
дет то число корпусов, при котором общие расходы наименьшие.
Опыт показывает, что для установок, работающих под вакуумом, наиболее
выгодно проектировать не более пяти корпусов, а для установок, работающих
под давлением, — не более трех [VI1I-2],
53. Многокорпусные выпарные
щий пар и выпариваемый раствор
гом же направлении), противоточ-
ные (греющий пар подается в пер-
вый корпус, а раствор — в послед-
ний) и комбинированные (напри-
мер, исходный раствор подается
в каждый корпус и т. п.). Послед-,
ние мало распространены.
54. В некоторых случаях часть
вторичного пара используется на
технологические нужды. Такой пар
называется «экстра пар». Экстра
пар дешевле греющего пара, взя-
того из котельной.
55. Обычно все корпуса в
каждой установке принимаются
одного размера и, следовательно,
поверхности нагрева в каждом
установки могут быть прямоточные (грею-
из корпуса в корпус движутся в одном и
Рис. VIII-12. Схема трехкорпусной пря-
моточной выпарной установки.
корпусе одинаковы.
56. Максимальная температура в наиболее нагретом корпусе определяется
или давлением имеющегося на заводе пара или максимально допустимой по
технологическим условиям температурой кипения раствора.
Минимальная температура в наименее нагретом корпусе в установках, ра-
ботающих под вакуумом (50—60°С), определяется достижимым вакуумом, а
в аппаратах, работающих под давлением, — температурой вторичного пара (не
ниже 102—103° С).
В работающей многокорпусной выпарной установке температуры кипения по
корпусам устанавливаются сами собой (в зависимости от фактических значений
коэффициентов теплопередачи) и не регулируются.
57. Тепловой баланс для каждого корпуса составляется с' использованием
формулы (VHI-2).
Например, уравнения теплового баланса для трехкорпусной прямоточной
выпарной установки (рис. V1II-12), пренебрегая теплотой дегидратации, можно
записать в следующем виде.
Для I корпуса:
Gf. п (А Аонл) — б?нач^нач I (Аиш I Агач l)-H“ ^1 (lI ^в^кнп l) “F Спот I (VHI-43)
Для II корпуса:
(U^l Z?i) (z’i гКОИд j) == (GHa4 ^l) Гнач II (^кип И Асип l) ~|~
~Ь W[j (z’ij СвАош II) “Ь Спот II (VIII-44)
Для 111 корпуса:
(W’n — £ц) (гц
*кокд II) — С-^нач ^1 ^II) ^нач III (^кип III ^кип п) +
+ W'ni (Ап свЛшп ш) +Спот ill (VIII-45)
637
VIII. ВЫПАРИВАНИЕ
Здесь Gr п — расход сухого греющего пара, кг/сек; С„вч — количество ис-
ходного раствора, кг/сек; W, Wi, IFn, IFni — количество выпариваемой воды
(общее и по корпусам), кг/сек; Еъ £ц — количество экстра пара, отводимого
из первого и второго корпусов, кг/сек (если установка работает без отбора
экстра пара, то £i = 0 и £ц = 0); Q.nOTi, Qno-rii, QnoTin—потери тепла в каж-
дом корпусе, вт; z„, ib iIt, iiu — энтальпия греющего пара и вторичного пара
для каждого корпуса, дж/кг; 1КОНД, /кондт, Щондп — энтальпия конденсата грею-
щего пара и конденсата вторичного пара для первого и второго корпусов,
дж/кг; /Нач! — начальная температура раствора, поступающего на выпарку,
°C; <ИИп1, ?иипп, Л<ипш — температура кипения раствора в каждом корпусе,
°C; Сначг, Сиачп, Сначш — теплоемкость раствора, поступающего в каждый
корпус, дж/(кг • град) ; св — теплоемкость воды, дж/(кг град).
58. Материальный баланс по выпаренной воде:
W = Wi -|~ (VIII-46)
59. Расчет многокорпусной прямоточной выпарной установки без отбора
экстра пара по методу последовательных приближений производится в два
этапа [0-3].
Первый этап
Принимается, что в каждом корпусе выпаривается одно и то же количе-
ство воды.
Рассчитываются:
а) общее количество выпариваемой воды W {формула (VIII-1)];
б) количество воды, выпариваемое в каждом корпусе, равное W/п, где п —
число корпусов;
в) концентрации раствора по корпусам [формула (VIII-1)];
г) потери общей разности температур на депрессии [формула (VIII-15)];
д) средняя полезная разность температур, которая приблизительно распре-
деляется по корпусам;
е) температуры раствора и паров по корпусам;
ж) коэффициенты теплопередачи по корпусам;
з) поверхности теплообмена.
На основе этого расчета можно в первом приближении выбрать выпарной
аппарат по каталогу [VIII-7] и определить QnoT по корпусам.
Второй этап
Исходя из найденных в ориентировочном расчете тепловых параметров рас-
твора и паров, решают систему четырех уравнений (VIII-43)—(V1II-46) отно-
сительно Gr. п, fFi, IFn, и проводят второй расчет аналогично первому,
причем полезную разность температур распределяют по корпусам по формуле
(VIII-27).
Обычно после двух-трех расчетов достигается совпадение предварительно
принятых величин с расчетными.
На этом расчет заканчивается.
60. О других методах расчета многокорпусных выпарных установок см.
[0-1—0-3. VIII-1. VIII-2],
61. Механическое выпаривание, или выпаривание с термокомпрессией вто-
ричного пара, имеет практическое применение, если температурная депрессия
не превышает 10 град. В химической промышленности этот способ имеет огра-
ниченное применение.
Подробнее о выпаривании с тепловым насосом см. [V1II-1],
62. О процессах кристаллизации см. [0-1, 0-2, 0-4].
638
IX. СУШКА
1. Сушкой называется процесс удаления влаги из различных материалов
тепловым методом. Наряду с твердыми материалами сушке подвергаются
пасты, суспензии и растворы.
Обозначения состава влажного воздуха и влажного материала
2. В настоящем разделе приняты следующие обозначения состава фаз
(табл. 0-1).
а) Влажность высушиваемого материала в долях единицы от общей массы
влажного материала г, кг влаги/кг общей массы влаги и сухого материала.
б) Влажность высушиваемого Ъ1атериала в долях единицы от массы абсо-
лютно сухого материала Z, кг влаги/кг сухого материала.
в) Влажность воздуха в долях единицы от общей
массы влажного воздуха у, кг водяного пара/кг влаж-
ного воздуха.
г) Влажность воздуха в доЛях единицы от массы
абсолютно сухого воздуха У, кг водяного пара/кг су-
хого воздуха.
Чтобы выразить влажность в процентах, нужно
значения у, z, Z или У умножить на 100.
Следует иметь в виду, что в литературе встречают-
ся и другие обозначения состава фаз (вместо г приме-
няют иногда обозначения и или w', вместо Z — w или
и', вместо У — d или хит. д.).
3. Взаимная связь значений
на сухую
единицы:
влажности в расчете
(Z) и общую (г) массу материала в долях
z =
1 -г
(1X1)
(IX-2)
Рис. IX-1. Соотноше-
ние между влажностью
материала при_расче-
те на сухую (Z) и об-
щую (г) массу.
Z
(IX-3)
(IX-4)
Те же формулы при выражении влажности в процентах
100Z
~ 100-f-Z
v IQOz
100 — 1
Связь между величинами у и У выражается аналогичными формулами.
На рис. 1Х-1 приведена графическая зависимость z — Z.
639
IX. СУШКА
Свойства влажного воздуха
ДИАГРАММА /-У ДЛЯ ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА
Рис. IX-2. Диаграмма I — Y для влажного воздуха.
Пересчет в СИ: 1 ккал/кг сухого воздуха = 4,19 • 103 дж/кг сухого воздуха.
мм рт. ст.
4. Диаграмма I — Y (рис. IX-2) *, впервые предложенная Л. К. Рамзиным
в 1918 г., выражает графическую связь между параметрами влажного воздуха:
* В литературе эта диаграмма называется обычно I — х или / — d.
640
СВОЙСТВА ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА
теплосодержанием I* и абсолютной влажностью У, отнесенными к массе аб-
солютно сухой части воздуха.
Дивграмма построена для барометрического давления 745 мм рт. ст., кото-
рое является среднегодовым давлением воздуха для центральных районов
СССР. Угол между осями координат составляет 135°.
Линии постоянного теплосодержания (изоэитальпы) 7=const изображены
на диаграмме наклонными прямыми, линии постоянного абсолютного влагосо-
держания У= const — вертикальными прямыми. Линии постоянных температур
(изотермы) /=const проходят с наклоном, который увеличивается с повышением
температуры. Линии постоянной относительной влажности <р=const образуют
пучок кривых, сходящихся на оси ординат в одну точку (У=0, /=—273°С).
При 99,4 е С давление насыщенного водяного пара равно барометриче-
скому давлению 745 мм рт. ст., для которого построена диаграмма. Поэтому
при 99,4° С линии <p=const имеют резкий пере-
лом и идут вверх почти вертикально (на ри- г
сунке не показано). Линия <р=100% соответ- 1
ствует максимально возможному содержанию
водяного пара в воздухе. При большем влаго-
содержании, т. е. ниже линии <р=100%, влага
будет находиться в распыленном состоянии —
в виде мельчайших капель воды. Рабочей ча-
стью диаграммы является область, располо-
женная выше линии <р=100%, — область нена-
сыщенного состояния воздуха, при котором
только и возможен процесс сушки. Линии пар-
циального давления водяного пара в воздухе
расположены внизу диаграммы.
Давление насыщенного водяного пара в
зависимости от температуры см. стр. 620, а
также «Справочник химика», 2-е изд., т. I,
стр. 725.
воздуха на
/—Г.
ТЕПЛОСОДЕРЖАНИЕ ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА
5. Теплосодержание воздуха можно рас-
считать по следующей формуле [0-2]:
1= 1000 [/+(2493+1,97/) У] дж/кг сухого воздуха
(IX-5)
где t — температура воздуха, °C; У—влаж-
ность воздуха в долях единицы от массы абсо-
лютно сухого воздуха, кг водяного пара/кг
сухого воздуха.
Теплосодержание воздуха I можно также
6. Теплосодержание' смеси, состоящей из
содержанием /0) и воздуха, выходящего из сушилки (с теплосодержанием /2):
4m = w/0+(1 — дж/кг сухого воздуха (IX-6)
где m—массовая доля сухой части наружного воздуха, поступающего на сме-
шение; (1 — т) — массовая доля сухой части выходящего из сушилки (отрабо-
танного) воздуха, поступающего на смешение.
На рис. IX-3 дано графическое изображение процесса смешения (линия
смешения АСВ — прямая).
* Термин «теплосодержание» следует признать устаревшим и предпочесть ему термин
«энтальпия», который и применяется во всех остальных разделах «Справочника химика».
Однако, поскольку в литературе по сушке употребляется преимущественно термин «тепло-
содержание», редакция сочла возможным использовать его в настоящем разделе.
21 Зак. 134
Рис. IX-3. Изображение про-,
цесса смешения
диаграмме
определить по рис.
атмосферного воздуха (с тепло-
1Х-2;
641
IX. СУШКА
влагосодержание влажного воздуха
7. Влагосодержание парогазовой смеси:
— Л4П <рРНас кг водяного пара (IX 7)
— МГ П — фРнас кг сухого газа '
где МП и МГ — молекулярные веса пара и газа; ф — относительная влажность
газа, доли единицы; П — общее давление парогазовой смеси, мм рт. ст. (или
н/м2); Ркяс — давление насыщенного пара при заданной температуре.
Единицы измерения Рнас и П должны быть одинаковыми.
8. Влагосодержание паровоздушной смеси:
У = 0 622 фР‘1ас Кг водяного mpa (IX-8)
’ П — фРнас кг сухого вещества
где 0,622 — отношение молекулярных весов водяного пара и воздуха.
Влагосодержание воздуха Y можно также определить по рис. IX-2.
9. Влагосодержание смесн, состоящей из атмосферного воздуха (с влаго-
содержанием Уо) и воздуха, выходящего из сушилки (с влагосодержанием У2):
Усм= mYB-(1—т) У2 кг водяного пара/кг сухого воздуха (IX-9)
где т— массовая доля сухой части наружного воздуха, поступающего на сме-
шение; (1 — т)—массовая доля сухой части выходящего из сушилки (отрабо-
танного) воздуха, поступающего на смешение.
ОБЪЕМ ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА
10. Объем влажного воздуха, отнесенный к 1 кг сухого воздуха, может
быть найден по таблице или вычислен по формуле:
RT _ 2887
Л4в(П-фРнас) П—фРнас 1 7
где пуд — удельный объем воздуха, м3 влажного воздуха/кг сухого воздуха-,
R— универсальная газовая постоянная; Т — температура, °К; Л4„~29— мольная
масса воздуха, кг/кмоль; ф-—относительная влажность воздуха, доли еди-
ницы.
Размерности П, РНас и R взаимно связаны. Так, если давление выражено
в н/м2, то /?=8314 дж/(кмоль- град)- если давление выражено в кгс/м2 (или
мм вод. ст.), то 7?=848 кгс м/(кмоль град)-, если давление выражено в мм
рт. ст., то /?=62,3 кгс м/(кмоль - град).
11. Плотность водяного пара во влажном воздухе зависит от относитель-
ной влажности ф:
Рп = ФРнас кг/м3 (IX-11)
где Риас — плотность насыщенного водяного пара при той же температуре, что
и температура смеси (табл. IX-1).
При расчете сушилок используются средние значения температуры и отно-
сительной влажности втмосферного воздуха, приведенные в табл. IX-2.
12. Плотность влажного воздуха [0-4]:
__ ГрП /1 0,378фРнас _____________кг_________ их-121
Рвл.в —Ро п / м3 влажного воздуха ' ’
где р0= 1,293 кг/м3—плотность сухого воздуха при нормальных условиях; Тв—
=273° К — нормальная температура; Т—рабочая температура, °К; По=
=760 мм рт. ст. — нормальное давление; П — рабочее давление, мм рт. ст.-.
СВОЙСТВА ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА
ф —относительная влажность воздуха, доли единицы; РНас—давление насы-
щенного водяного пара при температуре сухого термометра.
Таблица IX-1
Плотность водяного пара во влажном воздухе при <р= 100% и барометрическом
давлении 745 мм рт. ст.
1, °C Риас- г1м3 t, °C ₽нас* г/м3 °C Риас- г!м3
—15 1,39 80 292,99 240 420,45
—10 2,14 85 353,23 250 412,26
—5 3,24 90 423,07 260 404,40
0 4,84 95 504,11 270 396,84
5 6,80 99,4 586,25 280 389,56
10 9,40 100 585,24 290 382,55
15 12,82 110 568,98 300 375,79
20 17,29 120 553,67 350 345,32
25 23,03 130 539,23 400 319,47
30 30.36 140 525,58 450 297,25
35 39,59 150 512,64 500 277,94
40 51,13 160 500,36 550 261,00
45 65,42 170 488,67 600 246,02
50 82,94 180 477,55 650 232,67
55 104,28 190 466,94 700 220,69
60 130,09 200 456,81 750 209,90
65 161,05 210 447,13 800 200,11
70 197,95 220 437,86
75 241,65 230 428,97
Давления П, Пр и РНас должны выражаться в одних и тех же единицах.
Плотность водяного пара меньше плотности сухого воздуха при той же
температуре, поэтому плотность влажного воздуха всегда меньше плотности
сухого воздуха.
ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА
13. Относительная влажность рассчитывается по формуле:
<₽ = 7гЕ- (IX-13)
'нас
где рп — парциальное давление водяного пара в воздухе при температуре сухо-
го термометра; Раас — давление насыщенного пара при температуре сухого
термометра.
14. Парциальное давление водяного пара в воздухе:
РП=Рнас-^(^-<м)П (IX-14)
где 7*нас— давление насыщенного пара при температуре мокрого термометра;
(t — tic) — разность температур между сухим и мокрым термометром, град-,
А — коэффициент, зависящий от ряда факторов, из которых основным является
скорость воздуха w.
При w > 0,5 м/сек:
И = 0,00001 (б5-|--^-)
* 643
642
IX. СУШКА
Таблица IX-2
Средние расчетные значения температуры и относительной влажности атмосферного
воздуха для промышленных городов СССР
Город Январь Июль
t, °C ф, % t, °C ' <р, %
Алма-Ата —8,6 87 22,1 56
Архангельск . . . —13,3 88 15,3 79
Астрахань . . ...... —7,1 91 25,2 58
Ашхабад —0,4 86 29,6 41
Баку 3,4 82 25,3 65
Батуми 6,3 78 21,3 84
Благовещенск . . . . —24,2 78 21,2 72
Брянск .... —8,8 88 18,2 74
Владивосток —13,7 74 20,6 77
Владимир —11 7 89 18,3 69
Волгоград ... —9’9 85 24,7 50
Вологда . —12’0 85 17,6 70
Воронеж .... —9’8 90 20,6 62
Горький —12’2 89 19,4 68
Г розный —4’9 93 23,9 70
Днепропетровск —60 88 22,3 60
Ереван —5,8 89 25,0 50
Иваново —12 0 90 18,8 71
Иркутск . . —20 9 85 17,2 72
Казань —136 86 19,9 63
Ка*луга —97 89 18,4 68
Керчь .... .... —1’3 88 23.4 68
Киев —6,0 89 19,3 69
Киров —151 86 18,1 71
Кировоград —5,8 88 20,9 60
Кострома . —123 85 18,2 71
Красноводск . .... —2,4 78 28,6 46
Краснодар . . —2,1 90 23,7 67
Красноярск .... —182 81 19,3 72
Курск ... —9,3 88 19,4 67
Кутаиси —4,4 75 23,8 73
Ленинград . . ... —7,7 87 17,5 69
Луганск ... ... —7,0 84 22,2 59
Минск —6,8 88 17,5 78
Москва —10 8 88 18,0 70
Николаев ..... . . —4,0 88 23,1 63
Новгород —8,4 88 17,6 78
Новороссийск . —2,0 75 23,6 68
Новосибирск . —19,3 83 18,7 59
Одесса . —3,1 88 22,6 61
Омск —19,6 85 19,1 70
Орджоникидзе —4,"4 87 20,4 74
Орел —9,5 92 18,6 77
Пенза ' . —12,5 85 20,0 66
Пермь —16,0 84 18,0 72
Псков —7,1 86 17,5 72
644
МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС ПРОЦЕССА СУШКИ
Продолжение
Город Январь Июль
/, °с ф, % /, °C ф, %
Рига —5,1 86 17,9 75
Ростов-на-Дону —6,1 89 23,7 59
Самарканд —0,2 92 24,8 47
Саратов —11,3 84 23,1 53
Свердловск —16,2 84 17,2 70
Севастополь 2,0 83 23,3 68
Семипалатинск .... . . —16,0 83 21,8 56
Смоленск . . —8,4 88 17,6 78
Таллин ... . . -7,1 89 17,8 78
Тамбов —11,1 88 20,0 68
Ташкент ... . . . . —1,3 81 26,8 46
Тбилиси ... —1,0 80 24,6 51
Томск ... . ... —19,4 82 19,9 76
Уральск —14,0 85 23,5 47
Уфа —15,0 86 19,4 67
Харьков —7,7 88 20,6 65
Целиноград —17,0 85 20,3 59
Челябинск —16,2 84 18,6 72
Чита —27,4 82 18,7 65
Ялта '. . . . 3,7 76 24,1 60
материала
может быть
15. Скорость испарения воды с влажной поверхности
рассчитана по следующей формуле [0-4]:
G = 0,04075аА8 Д/> кгЦм2 ч)
(IX-15)
где G—количество влаги, испаренной с 1 м2 в единицу времени, кг/(№-ч);
w— скорость воздуха над материалом, м!сек\ Д/> = Р*ас—Рп— разность
давлений насыщенного водяного пара в воздушной пленке над материалом и
в проходящем воздухе, мм рт. ст.
Значения Рнас берут по таблице для температуры мокрого термометра, значе-
ния рп определяют по формуле (1Х-14) или с помощью диаграммы I—У
(рис IX-2).
Материальный баланс процесса сушки
16. Общий материальный баланс:
^нач — ^7 кон Ч~
(IX-16)
где бнач — начальная масса влажного материала, кг (или кг]сек)\ G кон — КО*
печная масса высушенного материала, кг (или кг!сек); W — количество испаряе-
мой влаги, кг (или кг/сек).
17. Расчетная формула для определения количества влаги W, удаляемого
в процессе сушки, зависит от способа выражения влажности материала.
645
IX. СУШКА
а) Влагосодержание г выражается в 'долях от общей массы влажного ма-
териала Снач:
W = Онач /нач —г’кон, (1Х-17)
1 ^кон
или, если z дано в %:
W = Онач —»а,|^Ла0Н- (IX -18)
100 а’кон
Здесь гНач и гКон — начальная и конечная влажность материала, кг влаги/кг
общей массы влаги и сухого материала.
б) Влагосодержание Z выражается в долях от массы абсолютно сухого
материала GCyX:
U7 = Gcyx (ZHa4 - ZK0H) (IX -19)
или, если Z дано в %:•
(7 _7 \
a4im К°Н <1Х'20>
IVv /
Здесь ZBa4 и ZK0H — начальная и конечная влажность материала, кг влаги/кг
сухого материала-, Gcyx — масса абсолютно сухого материала, кг.
18. Удельный расход воздуха:
L I кг сухого воздуха 2^
Y2 —Ye кг испаряемой влаги
где Ко и У2 — влагосодержание воздуха атмосферного и отработанного, кг во-
дяного пара/кг сухого воздуха.
19. Общий расход воздуха:
L = WI кг сухого воздуха/сек (IX-22)
где W — производительность сушилки по испаряемой влаге, кг испаряемой
влаги/сек.
Тепловой баланс процесса сушки
20. Удельный расход тепла в сушилке (при условии, что все тепло для
процесса сушки подводится к сушильному агенту в калорифере) рассчитывает-
ся по формуле:
/[ —/0 дж
Y2~Yo кг испаряемой влаги
(IX-23)
где /о и /] — теплосодержание воздуха до и после калорифера, дж/кг сухого
воздуха. Ко и У2 — влагосодержание воздуха атмосферного и отработанного,
кг водяного пара/кг сухого воздуха.
21. Количество тепла, расходуемое в сушилке:
Q = L (Ц /0) ~ й (12 — /0) 4“ ^конскон С®кон 'Онач) 4“
4“ GTpCTp (Окон — Онач) 4- QnOT — Слон 1^СвОнач (IX-24)
где Q — расход тепла, вт; IB, Ц й h — теплосодержание воздуха атмосфер-
ного, после калорифера и отработанного, дж/кг сухого воздуха; GKoh и
GTp — конечная масса высушенного материала и транспортных устройств,
кг/сек; сКоп, стр и св — теплоемкости конечного высушенного материала, транс-
646
ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ПРОЦЕССА СУШКИ
портных устройств и воды, дж/(кг • град); <2ДОп — количество тепла, дополни-
тельно введенное в’сушилку, вт; Qn0T — потери тепла в окружающую среду,
вт; йнач и Окон — начальная и конечная температуры материала, °C.
22. Потери тепла в сушилке, отнесенные к 1 кг испаряемой влаги:
& ' "тт ~ 9пот 4“ <7мат Ч- Утр 4“ У доп — св^нач -------------- (IX-25)
/2 — У о кг испаряемой влаги
Qnor ^конскон (^кон ^нач) GTpCTp (^кон — ^нач)
Где Упот ’ Умат= > ^тр ~ ~
___ Quon
Члоп— w
Для теоретической сушилки Ц=12, так как Д=0.
23. Удельный расход тепла в теоретической сушилке:
12— Л> дж
Утеор — = = Z
г2—'о кг испаряемой влаги
(IX-26)
Продолжительность процесса сушки
24. Продолжительность сушки при постоянных сушильных условиях (по
воздуху) приближенно может быть определена следующим образом.
Первый период сушки — до критического влагосодержания [0-2]:
П = -gr (ZHa4 — ZKp) сек (IX-27)
Второй период сушки — после критического влагосодержания:
1 _ _ z ____Z
Т2 = — (ZKp — Zp) 2,3 lg сек (IX-28)
б- ZK0H Zp
Общая продолжительность сушки:
т = ii 12 (IX-29)
В этих формулах: ZHa4, ZKOn, ZKp и Zp — начальная, конечная, критическая
и равновесная влажность материала в расчете на сухую массу, кг влаги/кг су-
хого материала; С — коэффициент скорости сушки.
На практике может иметь место неравномерное обтекание материала воз-
духом; поэтому теоретическая продолжительность сушки, вычисленная по фор-
мулам (IX-27) и (IX-28), должна быть увеличена в 1,5—2 раза.
• 25. Коэффициент скорости сушки выражается количеством килограммов
испаряемой в 1 сек влаги, приходящимся на 1 кг сухого материала, и опреде-
ляется по формуле: •
U7 —
С = 75— = ₽fAKcp (IX-30)
CyXL
где W — количество испаряемой влаги, кг (или кг/сек) ; Ссух— количество сухого
вещества в высушиваемом материале, кг (или кг/сек); т —время сушки, сек;
f — удельная поверхность абсолютно сухого вещества, м2/кг сухого вещества;
АУср=(Ур—У)ср — средняя движущая сила, равная средней разности влагосо-
держаний воздуха в равновесном (насыщенном) состоянии и в производствен-
ных условиях, Р — коэффициент массоотдачи в газовой фазе, -—----
О KZ
м2 • сек---
кг
647
IX. СУШКА
26. Коэффициент массоотдачи Р можно определить из уравнения:
Nu' = A Re” (Рг')0,33 Ou0-135 • (IX-31)
Рр wL Рг' V т т ' Ои = ——5L;£ — длина поверхности * с
где 1\иг & , кег V » ГГг — D
Таблица 1Х-3 Значения коэффициентов А и п в уравнении (IX-3I) испарения по направлению движения сушильного агента, м; D — коэффициент диффузии, м2/сек; w—.скорость движе- ния воздуха, м/сек; у — кинематический коэффициент вязкости, м2/сек; Тс и Тк — температура сухого и мокрого тер-
Re А п
1—200 200—6000 6 000—70 000 Продолжи: духу и матери< 0,9 0,87 0,347 гельность с алу) в прот эффициенты, зависящие от режима дви- женин сушильного агента (табл. IX-3). При интенсификации процесса мас- 0>0о сопередачи значения коэффициентов А й п могут оказаться больше вычислен- ных по уравнению (IX-31). /шки при переменных сушильных условиях (по воз- шоточной сушилке см. [О-l, О-4].
Порядок расчета сушилок
27. Расчет сушилок с кипящим слоем целесообразно производить в сле-
дующей последовательности [1Х-1].
а) По исходным данным (требуемая производительность сушилки, началь-
ная и конечная влажность материала) составляют материальный баланс су-
шилки, определяют производительность по сухому продукту и испаряемой влаге.
б) Температурный режим выбирают в зависимости от свойств материала.
При сушке нечувствительных к нагреву материалов, содержащих поверхност-
ную влагу, целесообразно применять топочные газы с температурой 700—900° С.
Температура отходящих газов должна быть не ниже 120° С, чтобы в пылеулав-
ливающей аппаратуре пары находились в перегретом состоянии.
Для многих материалов температурный режим приходится определять экс-
периментально.
Выбрав температурный режим, определяют расход газов по уравнению теп-
лового баланса.
в) Для определения площади решетки с помощью графика Ly=f (Аг)
(рис. Ш-9) находят ориентировочно критическую скорость псевдоожижения по
частицам среднего размера. Выбрав рабочую порозность слоя е (в зависимости
от состояния влаги в материале) и рабочее значение критерия Ly (в зависи-
мости от Аг и е), определяют скорость газов на полное сечение аппарата.
Физические константы газа можно рассчитывать по температуре его на выходе,
поскольку уже иа небольшом расстоянии от решетки температуры по высоте
слоя выравниваются.
г) Выбор конструкции сушилки можно осуществить с помощью схем, при-
веденных на стр. 652—654.
д) При расчете сушилок для пастообразных материалов, растворов и
суспензий (в том случае, если материал является чувствительным к нагреву)
рекомендуется пользоваться данными, полученными на пилотных установках.
По выбранному температурному и гидродинамическому режиму процесса и
данным съема влаги с 1 м2 сечения слоя (в конических сушилках) или с 1 м2
площади решетки (в сушилках с постоянным сечением по высоте) рассчиты-
вается промышленный аппарат. Следует иметь в виду, что в конических сушил-
ках с повышением высоты слоя увеличивается производительность установки.
Кроме того, чем больше объем слоя, тем равномернее распределяется в нем
64*
ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ ПРОЦЕССА ВОЗДУШНОЙ СУШКИ
влажный материал. Но одновременно с увеличением высоты слоя повышаются
среднее время пребывания материала в аппарате и гидравлическое сопротив-
ление слоя.
28. Порядок расчета камерных, туннельных, шахтных, барабанных, трубча-
тых, пневматических, аэрофонтанных, распылительных, терморадиационных и
контактных сушилок см. [IX-2, IX-6, 1Х-9].
Принципиальные схемы процесса воздушной сушки
29. В производственной практике используются различные схемы процесса
воздушной сушки.
1. Основной процесс (первый вариант) — сушка с предварительным подо-
гревом воздуха вне сушилки и однократным прохождением нагретого воздуха
Рис. IX-4. Основной процесс сушки (предварительный подогрев воздуха
вне сушилки с однократным прохождением его через сушилку):
/ — подогреватель воздуха; 2—сушилка.
через сушилку. Этот вариант представлен на рис. IX-4. Процесс подогрева воз-
духа (линия АВ) на диаграмме I—У изображается линией K=const. Процесс
сушки (линия ВС) в теоретической сушилке идет по линии I—const.
2. Сушка с промежуточным подогревом воздуха (второй вариант,
рис. IX-5). На диаграмме /'—У линии АВ', С-В", С"В"' соответствуют подо-
греву воздуха, линии В'С', В"С", В'"С — сушке. Ступенчатый подогрев обеспе-
чивает мягкие и гибкие условия процесса и применяется в тех случаях, когда
требуется равномерная сушка при невысоких температурах.
На рис. IX-5 показано, что для осуществления сушки по первому варианту
в тех же пределах изменения параметров (Л и С) предварительно надо было
бы нагреть воздух до температуры ta (точка В), что создало бы жесткие усло-
вия процесса.
3. Сушка с частичной рециркуляцией воздуха (третий вариант, рис. IX-6).
На диаграмме I—У точка А характеризует состояние свежего воздуха, точка
С — состояние отработанного воздуха, точка М— состояние смеси воздухй. Ли-
ния AM соответствует процессу смешения свежего и отработанного воздуха,
линия МВ' — нагреванию смеси в воздухоподогревателе, линия В'С — сушке.
Частичная рециркуляция воздуха обеспечивает мягкие условия сушки, так
как в сушилку поступает воздух с высоким влагосодержанием и невысокой
температурой. Этот метод применяется в тех случаях, когда требуется прово-
дить процесс во влажном воздухе (например, сушка дерева, керамических из-
делий и т. п.).
Из сравнения второго и третьего вариантов процесса сушки с первым мож-
но сделать следующие выводы:
649
IX. СУШКА
а) в одинаковых пределах изменения параметров сушильного агента (to,
фо и t2, Ф2) расходы воздуха и тепла во всех трех вариантах одинаковы, но
второй и третий варианты обеспечивают более равномерный и мягкий режим
за счет увеличения продолжительности сушки;
б) если применение второго и третьего вариантов приводит к увеличению
влажности У2 отработанного воздуха, то расход воздуха и тепла будет сни-
жаться.
4. Сушка с замкнутой циркуляцией высушивающего газа (четвертый ва-
риант) применяется в тех случаях, когда сушильным агентом является не воз-
дух, а, например, водород или другой дорогостоящий газ.
Рис. IX-5. Сушка с промежуточным подогревом воздуха:
1 и 3 — подогреватели воздуха; 2—сушилка.
По этой схеме (рис. IX-7) газ проходит последовательно через подогрева-
тель /, сушилку 2, холодильник-конденсатор 3 и вентилятор 4, после чего цикл
повторяется. На диаграмме / — Y линии АВ соответствует нагрев газа при
Y = const, линии ВС — сушка, линии CD — охлаждение увлажненного в сушилке
газа до температуры точки росы, линии DA — конденсация части паров при
<р= 100%.
30. В промышленных установках могут применяться также комбинации
приведенных выше схем сушки.
Сушка топочными газами осуществляется либо по основному варианту,
либо, если необходимо снизить температуру газов, поступающих в сушилку,—
с частичной их рециркуляцией или с разбавлением воздухом.
31. В ряде конструкций сушилок можно осуществить прямоточное, проти-
воточное или перекрестное движение высушиваемого материала и топочных га-
зов (воздуха).
32. Прямоточные сушилки применяются в следующих случаях [0-1]:
а) когда материал во влажном состоянии лучше переносит интенсивную
сушку, чем в сухом состоянии;
б) когда материал чувствителен к высоким температурам;
650
ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ ПРОЦЕССА ВОЗДУШНОЙ СУШКИ
в) когда материал отличается малой гигроскопичностью, что позволяет хо-
рошо использовать сушильный агент;
Рис. IX-6. Сушка с частичной рециркуляцией воздуха:
/ — подогреватель воздуха; 2 —сушилка; 3 — вентилятор.
г) когда материал отличается значительной гигроскопичностью, но сохране-
ние его качеств имеет большее значение, чем экономичность проведения про-
цесса.
Греющий пар
Рис. IX-7. Сушка с Замкнутой циркуляцией высушивающего газа:
1 — подогреватель газа; 2—сушилка; 3 — холодильник-конденсатор; 4~ вентилятор;
5 — сборник конденсата.
33. Противоточные сушилки применяются в следуюших случаях [IX-3]:
а) когда материал, содержащий много влаги, не может подвергаться быст-
рой сушке;
б) когда материал нечувствителен к высоким температурам;
651
IX. СУШКА
652
ВЫБОР ТИПА СУШИЛКИ
в) когда материал обладает большой гигроскопичностью.
34. Сушилки с поперечным током сушильного агента применяются в сле-
дующих случаях [О-1]:1
а) когда материал во влажном и сухом состоянии одинакова хорошо пере-
носит быструю сушку и нечувствителен к высоким температурам;
б) когда прямоток или противоток не могут быть применены вследствие
большого сопротивления сушилки или ее конструктивных особенностей;
в) когда быстрота сушки и малое конечное влагосодержание материала
имеют большее значение, чем удельный расход воздуха и тепла.
Выбор типа сушилки
35. В химической промышленности применяются сушилки разнообразных
конструкций, причем сушилки периодического действия вытесняются сушилками
непрерывного действия.
Выбор типа непрерывно действующей сушилки зависит, главным образом,
от характеристики высушиваемого материала.
Для сушки кусковых материалов применяются преимущественно барабан-
ные, гребковые'й туннельные (коридорные) сушилки.
Для сушки сыпучих материалов применяются барабанные, .пневматические,
аэрофонтанные, циклонные сушилки, а также сушилки с кипящим слоем (схема
на стр. 652).
В некоторых случаях целесообразно применение двухступенчатой сушки.
Так, например, первой ступенью может служить аэрофонтанная, циклонная или
пневматическая сушилка. В этих сушилках поверхностная влага интенсивно
удаляется за короткий промежуток времени, и теплоноситель может применяться
при высокой начальной температуре. Второй ступенью может служить сушилка
Схема выбора сушилок с кипящим и фонтанирующим слоем для пастообразных материалов
653
IX. СУШКА
с кипящим слоем (с регулируемым в широких пределах временем пребывания
в ней материала), в которой будет удаляться внутренняя (связанная с материа-
лом) влага. При этом начальная температура теплоносителя при сушке мате-
риалов, не выдерживающих нагрева до высоких температур, может быть зна-
чительно ниже, чем в первой ступени.
Для сушки пастообразных материалов применяются вальцеленточные, валь-
цовые, петлевые сушилки, а также цилиндро-конические сушилки с кипяшим и
фонтанирующим слоем (схема на стр. 653).
Для сушки суспензий, растворов и расплавов обычно применяются распы-
лительные сушилки, а также сушилки с кипящим и фонтанирующим слоем.
Схема выбора сушилок для суспензий, растворов и расплавов
Окончательный выбор сушильного устройства и сушильного агента зависит
от допустимой температуры сушки и допустимого времени пребывания мате-
риала в сушилке.
Вакуум-сушилки сложнее по устройству и дороже, поэтому применяют их
в тех случаях, когда атмосферные сушилки не могут быть использованы (на-
пример, при сушке взрывоопасных или выделяющих токсические пары мате-
риалов).
Подробнее о расчете и применении сушилок, а также о других способах
сушки (радиационная сушка, сушка токами высокой частоты, сублимационная
сушка и др.) см. [0-1 — 0-5, IX-1 — 1Х-8].
654
X. АБСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ПЕРЕГОНКА
Составы фаз двухкомпонентных систем
I. При расчете процессов абсорбции и ректификации составы фаз можно
выражать различными способами. Ниже приводятся наиболее часто применяе-
мые способы выражения концентрации компонента А в жидкой смеси компо-
нентов <4 и В [Х-1—Х-23].
Мольный состав (мольная доля) — отношение числа молей компонента А
к сумме молей компонентов А нВ:
кмоль А ... ,,
х =--------п~ । в, (X -1)
кмоль (Я В)
Массовый состав — отношение массы компонента А к массе смеси А и В:
Х кг(А + В) <Х-2>
Относительный мольный состав — отношение числа молей компонента А
к числу молей компонента В: Х = кмоль А (Х-3) кмоль В
Относительный массовый состав — отношение массы компонента А к массе
компонента В: <х-4>
Формулы (Х-1)—(Х-4) выражают состав в долях; для выражения состава
в процентах соответствующие величины следует умножить на 100.
Объемная мольная концентрация — число молей компонента А, содержа-
щихся в 1 .и3 жидкой фазы:
кмоль А
м3 (А + В)
(Х-5)
Объемная массовая концентрация — число килограммов компонента А, со-
держащихся в 1 м3 жидкой фазы:
7=, кг А
х~ м3(А-\-В)
(Х-6)
Формулы для пересчета концентраций приведены в табл. Х-1 (для жидкой
фазы).
2, Для газовой (паровой) фазы справедливы те же соотношения, но с за-
меной обозначений х на у, X на У и Сх на С„.
Буквенные обозначения в формулах (Х-1) — (Х-6) условны. В литературе
по процессам и аппаратам применяются также и другие обозначения — см. на-
пример [0-2, 0-4],
655
X. АБСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ПЕРЕГОНКА
Соотношения между различными способами выражения
При расчете по формулам, отмеченным знаком (♦), рекомендуется пользоваться таблицами 1 Принятые обозначения: М—мольная масса компонента, кг!кмоль', р—плотность
Способы выражения концентрации Мольный состав (мольная доля) кмоль Л х~ кмоль (А + В) Массовый состав - кг А Х кг (А-\-В)
Мольный состав (мольная доля) кмоль А 1 X «Г
кмоль (А 4- В) х | (1—-у) МА ’ МВ
Массовый состав - кг А Х кг (Л 4- В) МАХ MAX+MB(i ~ 1
Относительный мольный состав % кмоль А кмоль В “х * М X —£-=-(*) мд (1-Х)
Относительный массовый состав г? кг А А = — кг В М.х Мв (1 - х) W X / 1 -—— (*> 1 —X
Объемная мольная кон- центрация „ кмоль А х м3(А-\-В) млх4->ив (1—*) рх
Объемная массовая кон- центрация кг А х м3 (Л 4- В) рМдАГ Мдл4-Мв<1— X) рх.
656
СОСТАВЫ ФАЗ ДВУХКОМПОНЕНТИЫХ СИСТЕМ
Таблица Х-1
концентрации компонента А в жидкой смеси компонентов А и В
логарифмов функции т. I, стр. 73].
, . кг (А+ В)
жидкой фазы. ж3(Л+В)-
Относительный мольный состав кмоль А кмоль В Относительный массовый состав -? кг А кг В Объемная мольная концентрация кмоль А Сх~ МЦА+В) Объемная массовая концентрация _ кг А х мЦА+В)
X 14-х X МА СхМВ р4-сг(Л1в—ма) сх МА
м мв Сх 1 Р Сх 1 А В
МАХ hB + MAx X 14-х МАСХ р Сх р
1 мвх МА CMR р-^ СхМВ_ МА (р-cj ('
МАХ Мв 1 СХМА Р-^х W ~1<J 1 о.
рХ мв+мАх • рх мл(14-х) 1 Сх МА
рМАХ Мв + МАХ рХ 14-х МАСх 1
657
X. АБСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ПЕРЕГОНКА
Коэффициенты диффузии
ДИФФУЗИЯ в газовой фазе
3. Кинематический коэффициент диффузии газа А в газе В (или газа В в
газе Л) при абсолютной температуре Т и абсолютном давлении р можно вы-
числить по следующей формуле [0-1, 0-6, Х-22];
0,0043 10~4 Г1-5 < 1 1 м*
U РИ+^3)2 ]/ МА^ Мв сек <
где Т—температура, °К; р— давление, от; А1Д и Мв — мольные массы газов
А и В, кг/кмоль; vA и v& — мольные объемы газов А и В, см3/люль.
Таблица Х-2
Атомные и мольные объемы [Х-22]
Атомный объем, с млатом Мольный объем, с моль
Вг 27,0 Н2 . . . . 14,3
С 14,8 О2 . . . . 25,6
С1 24,6 N2 . . . . 31,2
н 3,7 Воздух .... . . . . 29,9
N в первичных аминах 10,5 СО . . . . 30,7
N во вторичных аминах .... 12 со2 .... 34,0
N с двумя насыщенными связями 15,6 so2 . . . . 44,8
0 с двумя насыщенными связями 7,4 NO . . . . 23,6
0 в альдегидах и кетонах 7,4 n2o . . . . 36,4
0 в сложных эфирах .... 9,1 NH3 . . . . 25,8
О в простых эфирах 9,9 H2O . . . . 18,9
0 в высших простых и сложных H2S . . . . 32,У
эфирах .... 11 cos . . . . 51,5
0 в кислотах 12 Cl2 . . . . 48,4
0 в соединениях с S, Р, N . . . 8,3 Br2
S . . .... 25,6 J2 . . . . 71,5
J 37,0
Структурные постоянные
Бензольное кольцо . . —15
Нафталиновое кольцо — 30
Антраценовое кольцо . —47,5
* При расчете мольного объема соединения величину соответствующей структурной по-
стоянной надо прибавить к сумме атомных объемов.
Значения атомных и мольных объемов приведены в табл. Х-2. Для соеди-
нений, не указанных в таблице, мольные объемы определяются по закону ад-
дитивности. Например, мольный объем для бензола (СеНв): vA =6-14,8+
+6-3,7—15=96 см3/моль.
Если известно значение О( для.данной пары газов при температуре 1\ и
давлении pt, можно найти для них £>2 при температуре Т2 и давлении р2-
‘’--МШ (х-8>
658
КОЭФФИЦИЕНТЫ ДИФФУЗИИ
Другие расчетные формулы для кинематического коэффициента диффузии
см. [0-6, Х-22].
Если коэффициент диффузии D выражен в другой размерности, значение
его следует умножить на соответствующий переводной коэффициент: на 1 10~4
при переходе от см2/сек к м2/сек и на 1/3600 при переходе от м2/ч к м2/сек.
По кинетической теории газов коэффициент
диффузии не должен зависеть от концентра- таблица х-з
ции компонентов в смеси. Однако новейшие
исследования указывают на существование
такой зависимости [Х-22]. Например, для
Н2 и СО2 коэффициент £)И^ COj при 15° С и
Рабе — 1 ат имеет следующие значения (табл.
Х-З).
4. В ряде расчетов применяется величина,
называемая динамическим коэффициентом
диффузии:
ЬАВ ~ ВАВС кмоль/(м сек) (Х-9)
Зависимость коэффициента
диффузии от концентрации
Концентрация Н2, % Н2, сОз* смЦсек
25 0,594
50 0,605
75 0,633
где ^АВ — кинематический коэффициент диффузии. м2/сек\ С — сумма концен-
траций всех компонентов в смеси, кмоль/м3.
Для идеальных газов при /=0°С и р=760 мм рт. ст.:
С = Са + Св-^Г “ (Х-Ю)
Сумму концентраций компонентов в газовой смеси можно выразить через
мольный объем смеси оСм:
C = J_ кмоль
г/См м3
Из формул (Х-7), (Х-9), (Х-11) и уравнения pvCK = RT получаем:
, __ 0,0043-10-4Го>5 /11 кмоль
М~ + ]/ Мл + Мв м-сек ’ ’
Если коэффициент диффузии ЬАВ выражен в другой размерности, значе-
ние его следует умножить на соответствующий переводной коэффициент: на
1/3600 при переходе от кмоль/(м-ч) к кмоль/(м сек) и на 0,1 при переходе
от моль/(см- сек) к кмоль/(м • сек).
Большим преимуществом формулы (Х-12) для практических расчетов яв-
ляется то, что величина &АВ не зависит от давления и меньше зависит от
температуры, чем О-АВ.
Из формулы (Х-12) выводится соотношение для различных температур:
= (Х-13)
Обычно значения DAB и ЪАВ даются для температур 273 или 298° К.
При этих температурах объемы идеальных газов под давлением 1 ат состав-
ляют: осм = 22,41 м3/кмоль (273° К) и оСм = 24,47 м3/кмоль (298° К).
5. Коэффициенты диффузии компонента А через смесь компонентов В, С
и D можно вычислить, исходя из концентраций и коэффициентов диффузии этих
компонентов.
659
X. АБСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ПЕРЕГОНКА
Кинематический коэффициент диффузии:
D =--------------—
см УВ у УС у Ур
Dab + Dac + Dap
Динамический коэффициент диффузии:
, =__________1—уА
Чм Ув , Ус , Ур
^АВ ^АС ^АР
(Х-14>
(Х-15>
Здесь уА — мольная доля диффундирующего компонента А, кмоль А/кмоль
смеси- ув, ус и уо — мольные доли остальных компонентов; бдВ, 6ЛС, bAD
и DАв, DАС, DAD — коэффициенты диффузии компонента А через каждый из
газов, В, С и £>..
Пример расчета см. [Х-22].
ДИФФУЗИЯ В ЖИДКОЙ ФАЗЕ
6. Закономерности диффузии для жидкой фазы изучены меньше, чем для
газовой.
В жидкостях коэффициент диффузии DАВ зависит в какой-то степени от
концентрации раствора, особенно при высоких концентрациях и в случае рас-
творов, отличающихся от идеальных. Точное определение коэффициента диф-
фузии расчетным путем затруднительно. Для приближенного определения при-
меняются следующие уравнения.
7. Уравнение для разбавленных растворов [0-2, Х-22] при 20° С:-
АВ дв/^'Ч^3)2 сек
(Х-16)
где МА и Мв — мольные массы компонентов, кг!кмоль\ —коэффициент вяз-
кости растворителя В при 20° С, мн- сек/м2 (или спз); vA и VB~ мольные объ-
емы, см? Iмоль (табл. Х-2); А и В — коэффициенты ассоциации, учитывающие
отклонения от нормы в поведении компонентов А и В.
8. Растворы делятся на нормальные (для которых Л = 1 и В=1) и анор-
мальные (для которых А =ё 1 и В=^= 1). К первой группе относятся растворы,
у которых ни растворитель, ни растворенный компонент, ии оба вместе не об-
наруживают склонности к ассоциации (например, диффузия хлороформа, бро-
моформа, хлорбензола, хлорнитробензола и нитробензола в бензоле)-. Ко вто-
рой группе относятся ассоциирующие вещества (вода, спирты, кислоты, амины
и т. д.). Молекулы таких веществ обладают некоторыми силами взаимного при-
тяжения, что ведет к анормальному поведению растворов (высокая температура
кипения, высокая диэлектрическая постоянная). Диффузия в таких растворах
идет медленнее.
При диффузии газов, растворенных в воде, Д = 1, В =#=1 (для воды
В=4,7).
В табл. Х-4 и Х-5 приведены значения коэффициентов А и В для ряда
растворенных веществ и растворителей.
660
КОЭФФИЦИЕНТЫ ДИФФУЗИИ
Значения коэффициента А, учитывающего отклонение от нормы
растворенного вещества (Х-22]
Таблица Х-4
Растворенное вещество Растворитель
вода метанол этанол бензол
Аллиловый спирт .... 1.17 1,27 1,42
Амиловый спирт 1,16 1,29 1,31 1,29
Анилин 1,23 — — -—
Анилин солянокислый . . . 0,96 — — —
Ацетамид . . 1,15 1,54 2,08 —
Бензойная кислота .... — — — 1,32
Бензойный альдегид . . . — — —-' 1,07
Бутанол ... . . 1,16 — — —
Глицерин 1,25 1,65 2,15 ——
Глюкоза 1,27 — — —
Метанол 1,19 — — —
Мочевина 1,23 —. —— —
Муравьиная кислота ... 1,32 1,53 — 1,29
Пиридин 1,60 1,26 1,07 —
Пропанол .... .... 1,16 — —- 1,42
Салициловый альдегид ... — — -—, 1,00
Стеариновая кислота . . . — — 0,96 —
Уксусная кислота . . . ... 1,27 1,53 — 1,38
Фенол 1,21 1,35 — 1,32
Фталевая кислота — —- — 1,13
Хлорал 1,33 1,40 1,53 —
Хлоргидрин . . 1,11 — — —
Хлористоводородная кислота . . — 1,28 — 1,42
Хлороформ . . . — — '0,89 —•
Хлорфенол . . . . — 1,26 —• 1,26
Этанол ..... 1.24 — — —
Таблица Х-5
Значения коэффициента В,
учитывающего
отклонение от нормы растворителя ГО-5]
Растворитель Коэффициент В Растворитель Коэффициент В
Ацетон Бензол, толуол, хлоро- форм, сероуглерод, уксусная кислота, этилбензол ... Вода . .... Гептан Диэтиловый эфир . . . 1,15 1,0 4,7 0,66 0,90 Ксилол, амиловый спирт Метиловый спирт . : . Нитробензол . . Пропиловый спирт . . Четыреххлористый угле- род ..... Этиловый спирт . . . Этилоктан 0,97 2,0 1,35 1,36 0,94 2,0 1,06
661
X. АБСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ПЕРЕГОНКА
9. Коэффициент диффузии при температуре t °C приближенно опреде-
ляется по формуле:
(DAB\ = (Олв)20. [1 + b(t - 20°)] (Х-17)
где (£>лв)20,—коэффициент диффузии при 20° С; b — коэффициент, характер-
ный для данного растворителя.
10. Коэффициент b определяется из выражения:
Ь = (Х-18)
V р
где ц— коэффициент вязкости растворителя при 20° С, мн-сек/м2 (или спз)-,
р — плотность растворителя при 20° С, кг)м3.
Расчетные и экспериментальные значения коэффициента b приведены в
табл. Х-6.
Таблица Х-6
Температурный коэффициент b [Х-22]
Растворитель Расчетное значение [формула (Х-18)| Экспери- ментальное значение Растворитель Расчетное значение [формула (Х-18)| Экспери- ментальное значение
Амилацетат . . . 0,020 0,021 Сероуглерод .... 0,011 0,012
Бензол 0,017 0,018 Толуол 0,016 0,016
Бромбензол . . . 0,019 0,017 Хлороформ 0,013 0,013
Гептан 0,016 0,016 Четыреххлористый
Ксилол 0,017 0,017 углерод 0,017 0,019
Метанол .... 0,017 0,018 Этилацетат 0,014 0,014
11. Более универсальным методом определения коэффициента диффузии
является метод Уилка, основанный на исследованиях диффузионного комп-
лекса [О-5]:
Т град сек
DЛв\ь см2 спз
(Х-19)
где Т — температура, ° К; DAB— коэффициент диффузии, см21сек\ р — коэффи-
циент вязкости раствора, мн- сек!м2 (или спз).
Диффузионный комплекс F не изменяется с изменением температуры, а
зависит от мольного объема v растворенного (диффундирующего) вещества и
от природы растворителя. Эта зависимость обобщена в виде диаграммы
(рис. Х-1). Параметр Ф характеризует растворитель: для воды Ф=1; для ме-
тилового спирта Ф=0,82; для бензола Ф = 0,7. Для других растворителей мож-
но принять Ф=0,9 (ошибка при этом составляет около 12%).
Определив по рис. Х-1 величину F, находят F>AB-
D = -- -см2-
лв Л|т сек
(Х-20)
Если имеются сведения о коэффициенте диффузии для определенного рас-
творителя, то вычисляют значение F и находят для данного v соответствую-
щую кривую, по которой можно определять коэффициент диффузии для любых
веществ, растворенных в этом же растворителе [О-5].
662
КОЭФФИЦИЕНТЫ ДИФФУЗИИ
Метод Уилка пригоден лишь для ие очень высоких концентраций. Он при-
водит к ошибкам при сильно диссоциирующих соединениях, так как ионы диф-
фундируют быстрее молекул, а также в тех случаях, когда растворяемое ве-
щество реагирует с растворителем.
Рис. Х-1. Зависимость F = f (у, Ф).
12. Предложена более точная формула для определения коэффициента диф-
фузии в разбавленных растворах [0-6]:
D = 7,4 - 1(Г12 (|Ш)/ Т (Х-21)
p.vu,t> сек
где М — молекулярный вес; v— мольный объем диффундирующего вещества,
с мкмоль (табл. Х-2); Т — температура, ° К; р. — коэффициент вязкости
растворителя, мн-сек!м2 (или спз); р— параметр, учитывающий ассоциацию
молекул в растворителе: для воды р=2,6; для метилового спирта (3=1,9; для
этилового спирта р=1,б; для бензола, эфира, гептана [3=1,0.
13. Численные значения коэффициентов диффузии для газов находятся в
пределах 0,3 10-5 — 7-10'6 м21сек (0,03—0,7 см2!сек}, а для жидкостей в пре-
делах 0,4- 10"9 —5- IO’9 ш2!сек (0,4- Ю"5 — 5- 10“5 см2/сек) [Х-22].
14. Пересчет кинематического коэффициента диффузии в жидкости DAB на
динамический коэффициент ЪАВ сложнее, чем для газов.
Так, в формулу
следует подставлять среднее значение мольного объема осм по пути диффузии
жидкой фазы. Для определения этого значения осы надо знать плотность смеси
прн различных концентрациях.
Dab
VCM
кмоль
м • час
(Х-22)
663
X. АБСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ПЕРЕГОНКА
При низких концентрациях диффундирующего компонента плотность смеси
обычно близка к плотности чистого растворителя.
Пример расчета см. [Х-22].
Основные закономерности процесса абсорбции
СОСТАВ ФАЗ
15. При расчете процесса абсорбции обычно применяются следующие спо-
собы выражения состава фаз.
а) Выражение состава фаз, отнесенное к количеству чистого второго ком-
понента:
„ . .. кмоль распределяемого компонента
для газовой фазы Y — ------------------------------------ (Х-23)
кмоль чистого инертного газа
„ . „ кмоль распределяемого компонента „..
для жидкой фазы X =------------—3------------—=----7------- (Х-24)
кмоль чистой жидкости (абсорбента) '
б) Выражение состава фаз, отнесенное к общему количеству смеси (фазы):
„ . кмоль распределяемого компонента
для газовой фазы у —------------------г------------------ (Х-25)
кмоль газообразной смеси
„ . кмоль распределяемого компонента ...
для жидкой фазы х=--------------------т— ---------------- (Х-26)
кмоль жидкой смеси
Иногда вместо мольных долей применяют массовые доли.
Перевод из одной размерности в другую производится по табл. Х-1.
Расчет процесса абсорбции целесообразно осуществлять, применяя концент-
рации, найденные по составу фаз, отнесенному к количеству второго компо-
нента, так как количества чистого инертного газа и чистой поглощающей жид-
кости остаются постоянными.
РАВНОВЕСИЕ МЕЖДУ ФАЗАМИ
16. Равновесный состав фаз в системах газ — раствор газа в жидкости при
температурах выше критических для идеальных газов определяется по закону
Генри:
р* — фх (Х-27)
Растворимость идеальных газов в жидкости при данной температуре:
х = 1р* (Х-28)
Здесь х — мольная доля поглощаемого компонента в жидкости; р* — пар-
циальное давление того же компонента в газовой фазе над жидкостью в усло-
виях равновесия; ф— коэффициент Генри, изменяющийся с температурой и за-
висящий от природы газа и растворителя; размерность ф должна быть такой же,
как и размерность давления.
17. Парциальное равновесное давление газа р*:
р* = у*П ' (Х-29)
где у* — модьная доля поглощаемого компонента в газовой фазе, равновесной
с жидкостью; II — общее давление смеси.
664
ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА АБСОРБЦИИ
18. Из уравнений (Х-27) и (Х-29) получается уравнение линии равновес-
ного состояния:
кмоль поглощаемого компонента
кмоль газовой смеси
(Х-30)
где /70 = ——коэффициент распределения, или константа фазового равновесия.
Уравнение (Х-30) можно представить как зависимость между равновес-
ными концентрациями, выраженными через относительные мольные количества:
Г* _н X
° l-f-X
или
НрХ______кмоль поглощаемого компонента
1 —)-(1—На)Х кмоль чистого инертного газа
(Х-31)
(Х-32)
19. Сравнивая уравнения (Х-30) и (Х-32), можно установить:
а) уравнение (Х-30), выраженное через мольные доли, показывает, что для
идеальных газов равновесная зависимость между содержанием поглощаемого
компонента в жидкости и газе представляет прямую с тангенсом угла наклона
Но, проходящую через начало координат;
б) уравнение (Х-32), выраженное через относительный мольный состав,
показывает, что для идеальных газов равновесная зависимость между содержа-
нием поглощаемого компонента в жидкости и газе непрямолинейна.
20. Для очень разбавленных растворов при малых значениях X и К
(Х <^2 1, из уравнения (Х-31) следует:
У* = ИХ (Х-33)
Закон Генри хорошо согласуется с опытом для слабо растворимых газов,
а также для низких концентраций хорошо растворимых газов. Для последних
фактическая растворимость при высоких концентрациях оказывается ниже, чем
это следует из закона Генри.
Так как растворимость многих газов значительно отклоняется от закона
Генри, то при расчетах рекомендуется пользоваться полученными из опыта
значениями равновесного парциального давления р* для соответствующих зна-
чений х.
материальный баланс процесса абсорбции
21. Материальный баланс процесса абсорбции представляется следующим
уравнением:
G — G„ (Унач — У кон) = (-^кон -^нач) (Х-34)
где G — количество распределяемого между фазами компонента, переходящего
за 1 сек из одной фазы в другую, кмоль/сек', Gn — количество инертного газа
в газовой смеси би, протекающей через абсорбер, кмоль]сек-, L — количество
чистого абсорбента, протекающего через абсорбер, кмоль/сек-, Увач и Кквв—
начальная и конечная концентрации распределяемого вещества в газовой фазе,
кмоль вещества/кмоль инертного газа\ Хнач и Хквв — начальная и конечная
концентрации распределяемого вещества в жидкой фазе, кмоль вещества/кмоль
чистой жидкости.
22. Общий расход абсорбента (чистой жидкости):
_ Унач — Хкои кмоль чистой жидкости
•Хкон Хнач сек
(Х-35)
665
X. АБСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ПЕРЕГОНКА
23. Удельный расход абсорбента (чистой жидкости):
L Кнач — Хкон кмоль чистой жидкости tv „с
т = -----——*— ---——- - —---------—— (Л-о0)
GH -л кон— ^нач кмоль инертного газа
24. Из формулы (Х-36) следует, что изменение рабочей концентрации в аб-
сорбере представляет собой линейную зависимость; на диаграмме в координа-
тах X — Y линия рабочих концентраций — прямая, тангенс угла наклона ко-
торой
25. Уравнение рабочей линии:
У = Укт + т (Х-Хнач) (Х-37)
Это уравнение выражает зависимость между неравновесными составами
фаз (У и X) в любом сечении аппарата.
26. Степень извлечения:
е = (Х-38)
<нач
Степень извлечения представляет собой отношение количества фактически
поглощенного компонента к количеству компонента, поступающего в абсорбер.
ОПТИМАЛЬНОЕ ОРОШЕНИЕ АБСОРБЦИОННОЙ КОЛОННЫ
27. Обычно заданными величинами являются Унач, Укон и ХНач! требуется
определить Хкон и, следовательно, найти удельный расход абсорбента для
наивыгоднейших условий работы.
Для иллюстрации возможных вариантов расчета абсорбционной колонны
на рис. Х-2 в пределах заданных Унач, Укон и Хнач приведены (для примера):
равновесная линия У*=/(Х) [формула (Х-33)] и рабочие линии Y=f(X) [фор-
мула (Х-37)] при различных значениях zn = 1gа =[формула (Х-36)].
Линия BCi проведена при а=90°. В этом случае движущая сила будет
максимальной, а размеры абсорбера минимальными при бесконечно большом
расходе абсорбента (т=со). Этот случай можно считать нереальным.
Линия BCi является касательной к линии равновесия (Л — точка касания),
что определяет наименьший (теоретически) возможный наклон рабочей линии
(амии). В этом случае расход абсорбента будет минимальным, а движущая
сила станет равной нулю при бесконечно больших размерах абсорбера. Этот
случай также можно считать нереальным.
Работа абсорбционной колонны в реальных условиях возможна при
тм„И<т<тю. Этим условиям удовлетворяют, например, линии ВС? и ВС3,
причем чем меньше угол а, тем меньше т, т. е. тем меньше расход абсорбента.
28. Оптимальное значение удельного расхода абсорбента можно найти
только путем технико-экономического расчета. Для этого надо задаться несколь-
кими значениями т, рассчитать для этих значений размеры колонны, опреде-
лить стоимость амортизации, ремонта и эксплуатации. Минимальные общие
расходы соответствуют оптимальному значению тОп-г-
29. В насадочных колоннах газ, движущийся снизу вверх, имеет макси-
мальную скорость по оси колонны. Жидкость, движущаяся при пленочном ре-
жиме сверху вниз, растекается к стенкам колонны; поэтому насадочные тела
помещают на решетках отдельными ярусами высотой около 3—5 диаметров ап-
парата [0-3]. Между ярусами оставляют свободные пространства высотой
300—500 мм, что необходимо для перераспределения газового потока и уста-
новки распределительных тарелок.
666
ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА АБСОРБЦИИ
30. При пленочном режиме работы и недостаточном орошении не вся по-
верхность насадки смачивается жидкостью; в связи с этим в процессе массо-
обмена участвует не вся возможная поверхность. Это явление учитывается
Рис. Х-2. Процесс абсорбции на диа-
грамме Y — X при различном удельном
расходе абсорбента т.
Рис. Х-З. Коэффициент смачи-
ваемости Ф в зависимости от
отношения L/LonT:
1—насадка кольцами (навалом); 2 —де-
ревянная хордовая насадка.
коэффициентом смачиваемости Ф. Максимальное смачивание насадки (Ф=1)
достигается при некоторой оптимальной
иейшем увеличении плотности орошения
Ф остается постоянным и равным еди-
нице. Оптимальную плотность ороше-
ния можно приближенно определить по
следующей формуле [0-2]:
/.опт=*[ л3/(л2-ч) (Х-39)
плотности орошения /.опт. При даль-
Таблица XJ
Значения коэффициента Ь
в формуле (Х-39)
где f—удельная поверхность насадки,
л:2/м3; Ь — коэффициент, значения кото-
рого приведены в табл. Х-7.
Значения коэффициента смачивае-
мости Ф при /.</.0Пт даны на рис. Х-З.
Если фактическая плотность ороше-
ния будет меньше оптимальной, то коэф-
фициент смачивания будет меньше еди-
ницы. В этом случае следует применять
насадку с меньшей удельной поверхно-
стью, чтобы снизить Z-опт. Практически
полное смачивание достигается при
плотности орошения порядка 5 м31 (м2 ч).
Процесс
Коэффи-
циент Ь.
МЗЦм-Ч)
Абсорбция дой . . аммиака во- 0,158
Абсорбция нических водой . паров ррга- жидкостей 0,093
Абсорбция паров орга- нических жидкостей керосином 0,024
Ректификация, испаре- ние воды 0,065
Разделение насадки на отдельные слои, между которыми имеются сепара-
ционные объемы, недопустимо для колонн, работающих в режиме эмульгиро-
вания [0-6].
667
X. АБСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ПЕРЕГОНКА
Основные закономерности процесса ректификации
СОСТАВ ФАЗ
31. При расчете процесса ректификации состав фаз выражают "в мольных
долях:
кмоль легколетучего компонента ...
у —------,------------------------- (X-4U)
кмоль смеси пара
кмоль легколетучего компонента .. ...
кмоль смеси жидкости
Перевод из массовых долей (или процентов) в мольные доли производится
по табл. Х-1.
РАВНОВЕСИЕ МЕЖДУ ФАЗАМИ
32. Равновесный состав фаз в системах жидкость—насыщенный пар при
температурах ниже критических для идеальных растворов определяется по за-
кону Рауля:
' Ра-Ра^а /х-42)
где рА — парциальное давление компонента А в парах над жидкостью в
условиях равновесия; РА — давление насыщенных паров чистого компонента
А при данной температуре; хА—мольная доля компонента Л в жидкости.
33. Уравнение Рауля — Дальтона (уравнение равновесия пара и жидкости
для идеального раствора):
где у*А — мольная доля компонента А в паре, равновесном с жидкостью со-
става х.: П — общее давление смеси.
А’
34. Обозначим концентрацию легколетучего компонента через хА, а трудно-
летучего через Тогда общее давление для двухкомпонентной смеси в усло-
виях равновесия:
П = Л+Л = Рлхд + РЛ = Рлхд + Рв(1 -хА) (Х-44)
35. Из уравнений (Х-43) и (Х-44) получается уравнение кривой равнове-
сия для легколетучего компонента А (индекс А обычно отбрасывается):
- ? = 1 + (а-1)Т
где у* — мольная доля легколетучего компонента в паре, равновесном с жид-
костью состава х; х — мольная доля легколетучего компонента в жидкости;
РА
а — -=~---относительная летучесть распределяемого между фазами компо-
1 в
нента (чем больше а, тем больше различие в составах пара и жидкости и тем
легче разделить смесь на компоненты); Рд — давление насыщенного пара более
летучего (низкокипящего) компонента; Р в— давление насыщенного пара менее
летучего (высококипящего) компонента при той же температуре.
46. Равновесный состав фаз, для которых законы идеальных газов и рас-
творов недействительны, определяется опытным путем [Х-10]. Уравнение кри-
вой равновесия в общем виде:
У* = Цх) (Х-46)
668
ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА РЕКТИФИКАЦИИ
, МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС ПРОЦЕССА РЕКТИФИКАЦИИ
37. Ввиду того, что мольные теплоты испарения различных жидкостей
обычно приблизительно одинаковы, а теплоты испарения на 1 кг вещества рез-
ко отличаются друг от друга, расчет процесса ректификации ведут в мольных
величинах.
38. Уравнение рабочей линии для верхней (укрепляющей) части ректифи-
кационной колонны непрерывного действия:
у = я-н х + я-н (Х'47)
где у — мольная доля легколетучего компонента в паре, входящем снизу на
тарелку; х—мольная доля легколетучего компонента в жидкости, стекающей
с этой же тарелки; 7? — число флегмы, равное отношению числа киломолей
флегмы к числу киломолей дистиллата; xD — мольная доля легколетучего ком-
понента в дистиллате.
39. Уравнение рабочей линии для нижией (исчерпывающей) части ректи-
фикационной колонны непрерывного действия:
У~ /г-4-1 Х R+1XW (Х’48>
где xw — мольная доля легколетучего компонента в кубовом остатке; F —
число киломолей исходной смеси (питания) на 1 кмоль дистиллата.'
40. Величина F определяется по формуле:
Г = XD~xw (Х-49)
xp~xW
где xF—мольная доля легколетучего компонента в исходной жидкости.
41. Минимальное число флегмы в ректификационной колонне:
хп — Ур
ЯМин=-т?------- (Х-50)
(//г-Хр
где xD — содержание легколетучего компонента в дистиллате; х^ — содержа-
ние легколетучего компонента в исходной жидкости; ур— содержание легко-
летучего компонента в паре, равновесном с исходной жидкостью.
ОПТИМАЛЬНОЕ ЧИСЛО ФЛЕГМЫ
42. Рабочее число флегмы обычно выражают через минимальное:
/?=₽/?мнн (Х-51)
где р — коэффициент избытка флегмы; /?МИн — минимальное число флегмы.
Выбор оптимальной величины рабочего числа флегмы весьма ответственен,
так как при малых его значениях получается большое число ступеней контакта,
но расход греющего пара мал; при очень большом числе флегмы число ступе-
ней небольшое, но расход пара велик.
43. В инженерной практике применяют, в зависимости от требуемой точ-
ности расчета, три способа определения числа флегмы.
а) Для приближенных расчетов принимают рабочее число флегмы [0-2]
/?=(1,2-^2,5)/?„ип (Х-52)
или определяют его по формуле [0-6]:
R— 1,37?мин+0,3 (Х-53)
669
X. АБСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ. ПЕРЕГОНКА
б) Величину рабочего числа флегмы определяют из условия получения
наименьшего объема ректификационной колонны без учета экономических по-
казателей эксплуатации [Х-1].
В этом случае исходят из того, что рабочий объем аппарата пропорциона-
лен произведению тп!/(^+1), где ту— число единиц переноса. Задаваясь не-
сколькими значениями R, определяют ту и ти(/?+1). Оптимальное число
флегмы находят графически по рис. Х-4. Минимум на кривой (точка К) соот-
ветствует оптимальному числу флегмы Ram-
Расчеты показывают, что коэффициент избытка флегмы составляет в сред-
нем р—1,4ч-1,5, причем с повышением содержания легколетучего компонента
в дистиллате и уменьшением относительной летучести смеси р увеличивается.
Рис. Х-4. Определение опти-
мального значения числа
флегмы при наименьшем
объеме аппарата.
Рис. Х-5. Определение наи-
более экономичного значе-
ния числа флегмы.
Состав исходной смеси и кубового остатка практически не оказывает влияния
на р.
Пример расчета R ОПТ см. [Х-1, Х-19].
в) Для того чтобы наиболее точно определить оптимальное значение числа
флегмы, нужно произвести расчет всей установки для нескольких значений R.
Для этого надо определить стоимость амортизации А, ремонта Р и эксплуата-
ционных расходов Э при различных R и найти графически оптимальное значе-
ние числа флегмы, которому соответствуют наименьшие суммарные затраты
2 (рис. Х-5).
ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ПРОЦЕССА РЕКТИФИКАЦИИ
44. Для определения расхода греющего пара в кубе ректификационной ко-
лонны непрерывного действия и расхода охлаждающей воды в дефлегматоре
пользуются уравнением теплового баланса колонны с дефлегматором:
Qk + Gf‘7 = <?d + GDZD + GU^ + Qdoi вт (Х-54>
где QK — количество тепла, получаемого кипящей в кубе жидкостью от грею-
щего пара, вт; QD — количество тепла, отнимаемого охлаждающей водой от
конденсирующегося в дефлегматоре пара, вт; Qn0T — тепловые потери колонны
в окружающую среду, вт; G F- GD и Gw — расходы питания, дистнллата и ку-
бового остатка, кмоль!сек, и iw—соответствующие энтальпии, дж1кмоль.
670
МЕТОДЫ РАСЧЕТА ПРОЦЕССОВ АБСОРБЦИИ И РЕКТИФИКАЦИИ
Уравнение (Х-54) можно привести к виду:
+ GWCW (*№ tp) ~~ GDCD < *F — Zd) + ^пот em (X-55)
где cw и cD—теплоемкость кубового остатка и дистиллята, дж/(кмоль-град).
Приближенно:
QK я Qd вт (Х-56)
45. Количество тепла, отдаваемого в дефлегматоре:
Qd = Gd (1 + R) rD вт (X-57)
где R — число флегмы; rD — теплота конденсации пара в дефлегматоре,
дж/кмоль.
46. Расход греющего пара:
где QK — количество тепла, выделяемое при конденсации греющего пара в кубе
колонны, вт; г —теплота конденсации греющего пара, дж/кг-, ср — степень су-
хости греющего пара.
Если степень сухости пара, поступающего из котельной, неизвестна, то
можно принять приближенно <р=0,95.
47. Расход охлаждающей воды в дефлегматоре:
с (^кон Л|ач) сек
где Qd — количество тепла, получаемое водой в дефлегматоре, вт; с — тепло-
емкость воды, дж) (кг • град); tкон и 6га ч конечная и начальная температуры
воды, °C.
Методы расчета процессов абсорбции и ректификации
48. В инженерной практике наиболее часто применяются три метода рас-
чета процессов абсорбции и ректификации.
По первому методу кинетика процесса выражается через коэффициенты
массопередачи, а движущая сила рассчитывается по разности концентраций
или косвенно с помощью числа единиц переноса.
По второму методу движущая сила рассчитывается через число единиц
переноса, а кинетика выражается с помощью высоты единицы переноса ВЕП
(для насадочных колонн) или числа единиц переноса, соответствующего одной
тарелке (для тарельчатых колонн).
По третьему методу кинетика выражается с помощью высоты, эквивалент-
ной теоретической ступени изменения концентрации ВЭТС (для насадочных
колонн), или к. п. д. тарелки (для тарельчатых колони); движущая сила рас-
считывается косвенно 'через число теоретических ступеней изменения концентра-
ции (или теоретических тарелок).
ПЕРВЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА
49. Этот метод применяется преимущественно в тех случаях, когда имеются
расчетные уравнения для вычисления коэффициента массопередачи.
Процесс ректификации
50. Для аппаратов с фиксированной поверхностью фазового контакта при-
меняют в зависимости от способа выражения коэффициента массопередачи, сле-
дующие уравнения.
671
X. АБСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ПЕРЕГОНКА
а) Если коэффициент массопередачи выражен в кмоль/[м2 • сек(Д«/=1)], то
поверхность фазового контакта:
Kyf р dy _ -гЛ- т м2 Kyf " (Х-60)
J !/* — У
ИЛН
F°l- Kxf • с dx J X —х* ~ -Я* тк м2 KKf (Х-61)
При прямолинейной равновесной зависимости:
G Kyf Ьуср м2 (Х-62)
ИЛН
F G К %f АхСр м2 (Х-63)
В этих формулах: Gy — количество паровой фазы, кмоль!сек\ Gx — коли-
чество жидкой фазы, кмоль!сек\ G — количество распределяемого между фа-
зами вещества, переходящее из паровой фазы в жидкую, кмоль!сек-, ту —
число единйц переноса нри расчете по паровой фазе [формула (Х-80)]; тх—
число единиц переноса при расчете по жидкой фазе [формула (Х-81)]; у ну*—
содержание легколетучего компонента в паровой фазе и равновесное в любом
сечении аппарата, доли моля; х и х*— содержание легколетучего компонента
в жидкой фазе и равновесное в любом сечений аппарата, доли моля; ДрСр—
средняя движущая сила, выраженная в концентрациях паровой фазы при ли-
нейной равновесной зависимости, доли моля; Дхср — средняя движущая сила,
выраженная в концентрациях жидкой фазы при линейной равновесной зависи-
мости, доли моля; Kyf — коэффициент массопередачи, отнесенный к паровой
фазе; Kxf — коэффициент массопередачи, отнесенный к жидкой фазе.
Часто количество паровой (газовой) фазы обозначают символом Gn или
Gr, а количество жидкой фазы — Ож. Аналогично коэффициенты массопередачи
обозначают Кп/, или /(по, К1КУ, а коэффициент массоотдачи ₽п/, Р>кг илн
Pnv, jp»t 15.
Средняя движущая сила рассчитывается по формуле:
Aj/cP — А№~д^м (Х-64)
231g
Д'/m
где Д#б и Ai/m — наибольшая и наименьшая разность равновесной и рабочей
концентрации, доли моля. '
Коэффициент массопередачи, отнесенный к паровой фазе, определяется по
уравнению:
где ру/—коэффициент массоотдачи со стороны паровой фазы, кмоль/[м2-сек(Лу= 1)];
рх/ — коэффициент массоотдачи со стороны жидкой фазы, кмоль/[м2 сек(Дх= 1)];
т — средний тангенс угла наклона равновесной линии на рабочем участке
[Х-1]:
Kxf Ьус
т ~ =-7---~
Ку/ Ахср
(Х-66)
672
МЕТОДЫ РАСЧЕТА ПРОЦЕССОВ АБСОРБЦИИ И РЕКТИФИКАЦИИ
Коэффициент массопередачи, отнесенный к жидкой фазе, определяется по
уравнению:
(Х'67)
б) Если коэффициент массопередачи выражен в м/сек, то применяется рас-
четная формула (Х-172).
51. При наличии двухфазного потока поверхность контакта, образующаяся
в процессе движения потоков в аппарате, не может быть определена непосред-
ственно. В таких случаях кинетику процесса выражают через объемный коэф-
фициент массопередачи.
В зависимости от размерности объемного коэффициента массопередачи
применяют следующие уравнения.
а) Если объемный коэффициент массопередачи выражен в
кмольЦм3- сек(&у= 1)] и значение его постоянно, то высота зоны контакта опре-
деляется по формуле:
О г dy G
Н = —з----“тт1». (Х-68>
KyJ J у? —у »
ИЛИ
Н==7ГТ f = тк (Х’е9)
А XVI J Х XVI
Если равновесная и рабочие линии прямые, то:
н = G Кy-yf (Х-70)
пли н = G KiCvf А-*-Ср (Х-71)
В этих формулах: f — площадь свободного сечения аппарата, ai2; Kyv —
объемный коэффициент массопередачи, отнесенный к паровой фазе; Kxv —
объемный коэффициент массопередачи, отнесенный к жидкой фазе.
Объемный коэффициент массопередачи, отнесенный к паровой фазе, опре-
деляется по уравнению:
1
Kyv
1 [ т
PjlO Рх»
(Х-72)
где p„v—объемный коэффициент массоотдачи со стороны паровой фазы,
кмоль/[м3 • сек (hy= 1)]; pxv — объемный коэффициент массоотдачи со стороны
жидкой фазы, кмольЦм3 • сек (Дх=1)].
Объемный коэффициент массопередачи, отнесенный к жидкой фазе, опре-
деляется по уравнению: •
-Д- = —i-----|- -Д- (Х-73)
^•XV mPyv
б) Если объемный коэффициент массопередачи выражен в l/сек, то высота
зоны контакта определяется по формулам (Х-121) или (Х-123) и (Х-124).
Процесс абсорбции
52. При расчетах процесса абсорбции обычно применяют следующие спо-
собы выражения состава:
а) в мольных долях [см., например, формулы (Х-1) —(Х-5)];
б) в относительных концентрациях.
22 Зак. 134 673
X. АБСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ПЕРЕГОНКА
МЕТОДЫ РАСЧЕТА ПРОЦЕССОВ АБСОРБЦИИ и РЕКТИФИКАЦИИ
53. При выражении состава в относительных концентрациях и постоянном
значении коэффициента массопередачи высота зоны контакта определяется по
формуле:
dY
(Х-74)
Н Ку.,
—-— тп
К f у
‘'у VI
или
L
1Г~Гтх
dX
Н Kxvf
Если рабочая н равновесная линии прямые, то:
Н
или
Н
KyJ АГср
G
(Х-75)
(Х-76)
(Х-77)
Kxvi Л-^Ср
В этих формулах: GH — количество чистого инертного газа, кмоль/сек;
L — количество чистого абсорбента (чистой жидкости), кмоль/сек; G — количе-
ство распределяемого между фазами вещества, переходящее из газовой фазы
в жидкую, кмоль/сек; f — площадь свободного сечения аппарата, №; У и У* —
содержание поглощаемого компонента в газовой фазе и равновесное в любом
сечении аппарата, кмоль распределяемого вещества/кмоль чистого инертного
газа-, X и X* — содержание поглощаемого компонента в жидкой фазе и равно-
весное в любом сечении аппарата, кмоль распределяемого вещества/кмоль чис-
той жидкости; ДУор — средняя движущая сила,' выраженная в концентрациях
газовой фазы при линейной равновесной зависимости; ДХСР средняя движу-
щая сила, выраженная в концентрациях жидкой фазы при линейной равновес-
ной зависимости; ту и тх — числа единиц переноса при расчете по газовой
или жидкой фазе [формулы (Х-78) и (Х-79)]; — объемный коэффициент
массопередачи, отнесенный к газовой фазе [формула (Х-72)]; КХУ объемный
коэффициент массопередачи, отнесенный к жидкой фазе [формула (Х-73)].
Определение числа единиц переноса
54. Для приближенных по следующим формулам. а) При абсорбции: расчетов число единиц переноса можно вычислить-
Ге, (Х-78)
ту = • dY Y—Y* .1
ИЛИ б) При ректификации: или тх — ту = хб Г dX J X'* — X Ам «б J if— У у,., хе, (Х-79) (Х-80)
674 тх — Г dx I X—X* rl (Х-81)
55. Число единиц переноса (mv или тх) имеет определенный физический
смысл, так как дробь под интегралом показывает, какое число единиц массы
вещества переходит из одной фазы в другую (dy или dx) при величине движу-
щей силы (у* — у или х— х*), равной единице.
Число единиц переноса определяется различными способами, два из кото-
рых наиболее употребительны.
56. Первый способ: определение числа единиц переноса методом графи-
ческого интегрирования. Например, для процесса ректификации:
^кон
"И (Х-82)
^нач
где у* — мольный равновесный состав пара, доли единицы; {/ — мольный рабо-
чий состав пара, доли единицы.
Для ряда значений х определяют по справочнику у* и вычисляют по урав-
нениям рабочих линий у. Далее вычисляют значение строят кривую
(рис. Х-6) в координатах ( . j—у и измеряют по масштабу площадь, за-
ключенную между кривой, осью абсцисс и ординатами точек //нач и t/K0H. Ве-
личина этой площади определяет число единиц
переноса. __[_
Аналогичным образом находят тх.
57. Второй способ: графическое определе-
ние числа единиц переноса • методом единич-
ных объемов. Для расчета, например, абсорбе-
ра разбивают колонну на ряд элементов (еди-
ничных объемов). Под единичным объемом
подразумевают такой объем аппарата, в ко-
тором изменение содержания компонента в
одной из фаз равно средней движущей силе в
пределах этого же объема.
Для единичного объема У6— Ум =
= (У— У*)СР. Следовательно:
тУ к = f = * <х-83>
®ед. об J (Y — I )ср
Гб
Значение интеграла [ у _ у* для всей
Рис. Х-6. Определение числа
единиц переноса методом гра-
фического интегрирования
(процесс ректификации).
колонны равно числу единичных объемов.
Графическое определение числа единичных объемов на диаграмме У_____X
(рис. Х-7) осуществляется следующим образом.
Проводят кривую равновесия СО, рабочую линию АВ [уравнения этих ли-
ний см. формулы (Х-30) —(Х-37)] и линию NM, которая делит пополам отрезки
ординат, заключенные между рабочей линией и кривой равновесия. После этого
проводят горизонтальную линию BE, соответствующую ординате Уы (содержа-
ние компонента на выходе из аппарата), таким образом, чтобы BD=DE, и из
точки Е восстанавливают перпендикуляр EF до пересечения с рабочей линией
113 подобия треугольников следует, что EF^KL, т. е. ступенька BFE соответ-
ствует некоторой части аппарата, в которой изменение рабочих концентраций
43*
•675
X. АБСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ПЕРЕГОНКА
в газовой фазе составляет EF, а в жидкой — ВЕ\ при этом изменение рабочих
концентраций EF равно средней движущей силе на данном участке RL и, сле-
довательно, ступенька BFE соответствует одной единице переноса.
Продолжая вписывать ступеньки, определяем число ступенек, равное числу
единиц переноса. Если для последней ступеньки RZ оказывается больше, чем
RP, то число единиц переноса, соответствующее последней ступеньке, равно
АР
отношению -= ~ 0,69 и, следовательно, т!/=2,69. Отрезок ST — средняя дви-
О I
жущая сила на участке RP.
Рис. Х-7. Определение числа единиц переноса мето-
дом единичных объемов (процесс абсорбции).
Если рабочая линия располагается выше линии равновесия (процесс аб-
сорбции), как это показано иа рис. Х-7, то построение ступенек ведут слева
направо. Если рабочая линия располагается ниже линии равновесия (процесс
ректификации), то построение ступенек ведут справа налево.
Описанный метод определения числа единиц переноса применим в тех слу-
чаях, когда иа участке, соответствующем одному единичному объему, линия
равновесия не очень сильно отличается от прямой. Если линия равновесия в
пределах единичного объема сильно отличается от прямой, рекомендуется при-
менять метод графического интегрирования.
Графический метод расчета тарельчатых аппаратов с построением
кинетической кривой
58. Особенностью метода расчета с построением кинетической кривой яв-
ляется необходимость наличия уравнений для определения численных значений
коэффициентов массопередачи. Метод этот учитывает кинетику процесса и
является одним из наиболее точных способов расчета тарельчатых аппаратов.
Широкое применение его ограничивается лишь недостаточностью эксперимен-
тальных данных [Х-19]. При пользовании этим методом коэффициент массо-
передачи, например Кх/, относится к 1 м2 рабочей площади тарелки.
Возможны два варианта расчета числа тарелок:
а) при переменном коэффициенте массопередачи без учета уноса жидкости;
б) при переменном (или постоянном) коэффициенте массопередачи с уче-
том уноса жидкости.
59. Расчет при перемеииом коэффициенте массопередачи без учета уноса
жидкости осуществляют, исходя из того, что иа каждой тарелке небольшого
диаметра (до I м) имеет место изменение концентрации пара или газа
(yn+i ->уп), а состав жидкости (хп) практически устанавливается неизмен-
676
МЕТОДЫ РАСЧЕТА ПРОЦЕССОВ АБСОРБЦИИ И РЕКТИФИКАЦИИ
ным в любой точке ее объема. На тарелках большого диаметра устанавли-
вается некоторый градиент концентрации жидкости, без учета которого расчет
проводится с небольшим запасом [Х-1, 0-3]. Расчет с учетом перемешивания
см. [X 30].
Число единиц переноса для одной тарелки:
т
“тар
Уп У п+1
Ду«тар
(плюс при ректификации, минус при абсорбции).
Средняя движущая сила для той же тарелки;
(Х-84)
ЬУп
тар
. Уп Уп + 1
fa ———
Уп — Уп
Подставляя значение Дщ , в выражение для т , получим число
тар “тар
переноса при условии постоянства состава жидкости на тарелке [Х-1]:
, Уп "Уп+1
т = 1п
“тар
. Уп Уп+1
1п—5-----
Уп-Уп
(Х-85)
единиц
или
Уп-Уп
(Х-85)
™ и
= е та₽ = С
Уп-Уп
Уп~ У п+1
(Х-87)
В этих уравнениях (рис. Х-8): i/n+i — концентрация пара (газа), посту-
пающего на тарелку; уп — концентрация пара (газа), уходящего с тарелки;
Рис. Х-8. Изменение концентрации пара (газа) и движущая
сила Ду на рабочей тарелке:
а —при ректификации; б —при абсорбции.
уя—концентрация пара (газа), равновесная с жидкостью на тарелке, имеющей
концентрацию хп.
Определив величины Су, можно провести на графике в координатах х— у
кинетическую кривую и найти действительное число тарелок.
60. Графо-аналитический расчет проводится в следующем порядке.
а) На график (рис. Х-9) наносят кривую равновесия у*=Цх) и строят ра-
бочую ЛИНИЮ При ОПТИМаЛЬНОМ флеГМОВОМ ЧИСЛе Rons-
677
X. АБСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ПЕРЕГОНКА
б) Проводят для произвольных значений х (например, 0,1; 0,2; 0,3; 0,4;
0,5; 0,6; 0,7; 0,8 и 0,9) ряд прямых AtClt А2С2, ..., параллельных оси ординат.
в) Для каждого значения х находят тангенс угла наклона кривой равно-
весия т [формула (Х-66)]:
У*~ У
т —----Л
тарелки в паровой
следующим форму-
Величины у*, х*, у и х находят по рис. Х-9.
г) Вычисляют величины РР/, р»/ [формулы (Х-164)—(Х-171)] и рассчиты- J
вают по формуле (Х-65) величину KVf для всех принятых значений х. j
д) Рассчитывают число единиц пе-
реноса для одной ---------- “ ------" ’
(газовой) фазе по
лам [Х-1]:
Уп Уп+1
ту
“тар
или
Л1/п
тар
тар
Kyfhl?. (Х-88)
СУ
22ATP0yKtjf
36ООдауТоР
(Х-89) ;
Рис. Х-9. Определение числа реаль-
ных тарелок для процесса ректифи-
кации без учета уноса жидкости.
где Kyf — коэффициент массопередачи,
отнесенный к 1 л2 площади тарелки,
кмольЦм2 • сек (Ду=1)]; Gv — расход
пара (газа), кмоль/сек: — скорость
потока пара (газа), отнесенная к сво-
бодному сечению аппарата, м/сек: То и
Ро—абсолютная температура и давле-
ние пара (газа) в нормальных условиях;
Т и Р — абсолютная температура и
давление пара (газа) в рабочих уело-
frap
от- .
виях; 22,4 — объем 1 кмоль пара (газа) при Ро и То, м3/кмоль: q = ——
‘ а
ношение рабочей площади тарелки к свободному сечению аппарата.
е)
ж)
Для каждого значения х определяют величину Cv по формуле (Х-87).
Для каждого значения х вычисляют величину отрезка ВС:
%
От точек С на кривой равновесия откладывают отрезки СВ и проводят
3) . .
кинетическую кривую через точки В;, В2, В3, ...
и) Между кинетической кривой и рабочей линией строят ступени, общее
число которых и определяет необходимое число реальных тарелок.
61. Расчет при переменном коэффициенте массопередачи с учетом уноса
жидкости производится следующим образом. Величина уноса U может быть
определена по формуле (Х-134). Унос жидкости с нижележащей тарелки на
вышележащую приводит к уменьшению движущей силы процесса.
Обозначим через У п и хп содержание распределяемого между фазами ком-
понента в паре (газе) и жидкости с учетом изменения материального баланса,
вызванного уносом.
678
МЕТОДЫ РАСЧЕТА ПРОЦЕССОВ АБСОРБЦИИ И РЕКТИФИКАЦИИ
Величину уп определяют по формуле:
, Gyyn + GyUxn yn+Uxn
У" Gy + GyU \-U
(Х-90)
где Gy — количество сухого пара (газа), поднимающегося с тарелки,кмоль/сек-,
U — унос жидкости, кмоль/кмоль сухого пара (газа)-, уп — содержание распре-
деляемого компонента в сухом паре (газе), доли моля; хп—содержание рас-
пределяемого компонента в жидкости, уносимой с тарелки, доли моля.
Затем для каждого произвольно выбранного значения х вычисляют у‘ и
определяют Ьу=у — у'.
На график в координатах
л- — у (рис. Х-10) наносят кри-
вую равновесия С\ — Са, рабо-
чую линию <4, — Д9 и кинетиче-
скую кривую без учета уноса
В, — Bs. От точек В|, Вг,
В3, ... откладывают отрезки
В^ь В2Г2, В3Г3, , равные
соответствующим значениям
i\tj=y— у'. Соединяя точки
Г], Г2, Г3, ... плавной линией,
получают кинетическую кри-
вую с учетом уноса. Между
этой кривой и рабочей линией
строят ступенчатую линию и
определяют число отрезков
ДГ. Числу необходимых таре-
лок соответствует число ступе-
ней.
Подробнее см. [Х-1].
Рис. Х-10. Определение числа реальных та-
релок для процесса ректификации с учетом
уноса жидкости.
ВТОРОЙ МЕТОД РАСЧЕТА
62. В этом случае движу-
щая сила рассчитывается кос-
венно через число единиц пере-
носа, а кинетика выражается через высоту единицы переноса ВЕП (для наса-
дочных колонн) или через число единиц переноса пс, соответствующее одной та-
релке (для тарельчатых колонн).
Метод этот применяется в тех случаях, когда имеются опытные данные или
расчетные уравнения для вычисления ВЕП или п0.
63. Для насадочных колонн высота зоны кон-такта определяется по сле-
дующим формулам.
При расчете по паровой (газовой) фазе:
Н = (ВЕП)& ту м
Прн расчете по жидкой фазе:
Н - (ВЕП)л. тх м
(Х-91)
(Х-92)
Здесь (ВЕП)„ — высота единицы переноса, a mv — общее число единиц
переноса, определяемое по концентрации паровой (газовой) фазы [формулы
(Х-78) и (Х-80)]; (ВЕП)Х — высота единицы переноса, а /п* — общее число
679
X. АБСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ПЕРЕГОНКА
единиц переноса, определяемое по концентрации жидкой фазы {формулы (Х-79)
и (Х-81)].
Расчет по этому способу см. [0-2].
64. Для тарельчатых колонн определение числа тарелок с построением ки-
нетической кривой см. (0-2].
6а. В этом случае кинетика выражается
ретической ступени изменения концентрации
или через к. п. д. тарелки (для тарельчатых
Рис. Х-11. Определение числа ступеней изме-
нения концентрации (пример расчета абсор-
бера).
третий метод расчета
>ез высоту, эквивалентную-тео-
•ТС (для насадочных колонн),
тонн); движущая сила рассчи-
тывается косвенно через число
Nt теоретических ступеней из-
менения концентрации (или
теоретических тарелок).
Метод этот применяется
в тех случаях, когда имеются
опытные данные илн расчет-
ные уравнения для вычисления
ВЭТС или к. п. д. тарелки.
66. Расчетное уравнение
для насадочных колонн:
Н= (ВЭТС) N„ (Х-93)
Расчетное уравнение для
тарельчатых колони:
= (Х-94)
В этих формулах: ВЭТС —
высота, эквивалентная одной
теоретической ступени измене-
ния концентрации или одной
теоретической тарелке, м {фор-
мула (Х-127)]; NCT — число
ступеней изменения концентра-
ции (число теоретических тарелок); ц— к. п. д. тарелки [формула (Х-173)];
е<:т — среднее число рабочих тарелок, обеспечивающее одну ступень изменения
концентрации.
Численные значения ест зависят от физических свойств компонентов, гидро-
динамических условий взаимодействия фаз, глубины погружения прорези кол-
пачка в жидкость, механического уноса жидкости и пр. Практически ест колеб-
лется от 1,25 до 5, но для большинства случаев принимают ест = 1,5-}-2 [0-1].
Ступень изменения концентрации на диаграмме у — х соответствует такому
объему диффузионного аппарата, когда концентрация распределяемого между
фазами компонента на выходе, например уП2, равна равновесной концентрации
иа входе в этот объем. Такое изменение концентрации (от уп^ до уПг = )
изображается, например, ступенькой CDE (рис. Х-11).
Для определения числа ступеней изменения концентрации строят ступени
между рабочей и равновесной линиями в пределах значений j/нач и укоя.
Соотношение между числом единиц переноса и числом теоретических таре-
лок, расчетные уравнения для определения числа единиц переноса, числа теоре-
тических тарелок и к. п. д. см. [0-6].
680
Рекомендуемые аппараты для процессов ректификации
и абсорбции
67. Основным типом колонных аппаратов большой производительности счи-
таются колонны с барботажными тарелками, а при необходимости самого ма-
лого перепада давления на одну теоретическую ступень разделения или при
работе в коррозионной среде — колонны с насадкой.
Основным типом барботажных тарелок остается колпачковая тарелка —
предпочтительно с круглыми колпачками (туннельно-колпачковые тарелки, как
правило, менее эффективны).
Если производительность аппарата не будет изменяться в процессе эксплуа-
тации более чем на 50% от номинальной нагрузки, можно рекомендовать при-
менение решетчатых и ситчатых барботажных тарелок провального типа (без
переливных стаканов); эти тарелки наименее металлоемки, просты по устрой-
ству и допускают более высокие нагрузки на единицу поперечного сечения, чем
колпачковые барботажные тарелки, при меньшем перепаде давления.
Для процессов абсорбции рекомендуются трубчато-решетчатые и ситчатые
тарелки (без переливных труб) с встроенными в барботажной зоне змеевико-
выми теплообменниками.
Если необходимо свести к минимуму расстояние между тарелками, можно .
использовать ситчатые тарелки с переливами. Перспективной модификацией
ситчатых тарелок с переливами являются пенные аппараты.
• Подробнее см. [Х-19].
НАСАДОЧНЫЕ КОЛОННЫ
68. Насадочные колонны получили широкое распространение в химической
промышленности благодаря простоте их устройства, дешевизне изготовления и
малому гидравлическому сопротивлению при пленочном режиме работы.
Рис. Х-12. Схема обыч-
ной насадочной колонны.
Рнс. Х-13. Схема эмуль-
гациоиной насадочной
колонны.
69. Недостатком работы насадочной колонны является неравномерность
распределения пара и жидкости по поперечному сечению, а следовательно не-
одинаковая эффективность различных ее частей и низкая эффективность всей
колонны в целом.
681
X. АБСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ПЕРЕГОНКА
70. На эффективность работы насадочной колонны влияют массовые ско-
рости пара и жидкости, тип и степень смачиваемости насадки, отношение диа-
метра колонны к размеру насадки, высота слоя насадки, распределение пото-
ков по сечению колонны.
Наиболее распространенные типы насадок приведены в табл. 1-16.
Подробнее см. ]Х-19].
71. Для отвода жидкости из насадочных колонн применяют две схемы:
а) в первой схеме (обычные насадочные колонны) жидкость стекает по на-
садке и отводится из нижней части колонны (рис. Х-12);
б) во второй схеме (эмульгационные колонны) жидкость отводится через
переливную трубу — колонна и переливная труба являются в этом случае сооб-
щающимися сосудами (рис. Х-13); такое устройство позволяет держать паро-
жидкостную эмульсию в колонне на любой высоте и обеспечивает эмульгацион-
иый режим процесса при широком диапазоне скоростей.
Большим преимуществом эмульгационных колонн является то, что поверх-
ность контакта развивается во всем свободном объеме насадки и в несколько
раз превосходит ее геометрическую поверхность. Это обстоятельство обеспечи-
вает значительно большую эффективность эмульгационных колонн по сравне-
нию с обычными насадочными. Кроме того, сопротивление эмульгационных
колонн на одну ступень изменения концентрации меньше, чем сопротивление
обычных колонн.
Другим преимуществом является то обстоятельство, что в эмульгационных
колоннах осуществляется равномерное распределение парожидкостной эмуль-
сии по всему сечению. Поэтому применение этих колонн не ограничено разме-
ром их диаметра, в то время как обычные насадочные колонны большого диа-
метра характеризуются неравномерным распределением жидкости по сечению
(0-6].
Режимы работы насадочных колонн
72. При противоточном движении фаз в обычных насадочных колоннах
можно наблюдать четыре
Рис. Х-14. Зависимость
интенсивности массопе-
характерных режима движения потоков: пленочный,
промежуточный, турбулизации и эмульгирования
[0-6].
73. Пленочный режим наблюдается при капельно-
пленочном течении жидкости, когда плотность оро-
шения и. скорость газа являются небольшими. Жид-
кость в этом случае движется от элемента к элемен-
ту насадки в виде капель и пленок, мало смачивая
насадку.
На рис. Х-14 схематично показана зависимость
интенсивности массопередачи dGfFdx от скорости
потока газа (пара) wy в свободном сечении ко-
лонны.
Пленочному режиму соответствует линия аб.
Первая точка перегиба (б) — точка торможения
газа. Эта точка не всегда обнаруживается, и пере-
редачи от скорости по-
тока газа (пара) в сво-
бодном сечении колонны.
ход от пленочного режима к промежуточному мо-
жет фиксироваться как плавная кривая.
74. Промежуточный режим наблюдается при пле-
ночно-струйном движении. Жидкость покрывает на-
садку в виде тонкой пленки, причем значительная доля поверхности остается
несмоченной. Пленка и струи жидкости затормаживают поток газа с образова-
нием отдельных вихрей. Этому режйму соответствует линия бе на рис. Х-14.
Вторая точка перегиба (е) — точка подвисания жидкости. В этой точке устанав-
ливается скорость газа (пара) wv, при которой жидкость начинает удержи-
ваться в насадке.
682
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ АППАРАТЫ ДЛЯ ПРОЦЕССОВ РЕКТИФИКАЦИИ И АБСОРБЦИИ
75. При турбулизации жидкость стекает по насадке в виде пленки, но доля
смоченной поверхности значительно возрастает и в пленку жидкости проникают
вихри. Этому режиму соответствует линия вг. С повышением скорости газа
увеличиваются турбулизация потоков и массоперенос конвективными токами.
Третья точка перегиба (г)—точка инверсии фаз. При этих гидродинамических
условиях возникает режим эмульгирования.
76. При режиме эмульгирования турбулентность становится настолько зна-
чительной, что происходит разрыв граничной между потоками поверхности; га-
зовые вихри, непрерывно возникая и перемещаясь, проникают в завихренную
жидкость, в которой также возникают и перемещаются жидкостные вихри. Ин-
тенсивность массообмена достигает максимальных значений. Этому режиму
соответствует линия гд. По направлению от точки г к точке д происходит на-
капливание жидкости в колонне.
Точка захлебывания (<?) соответствует такому режиму, когда вся насадка
затоплена и начинается выброс жидкости из колонны.
При уменьшении скорости шв происходит обратное явление: режим эмуль-
гирования переходит в режим турбулизации и т. д.
При режимах пленочном, промежуточном и турбулизации сплошным и не-
прерывным потоком является газовая фаза, а жидкость лишь стекает по по-
верхности насадки. В этих режимах контакт фаз зависит в основном от поверх-
ности насадки (все эти режимы часто объединяются под общим названием пле-
ночного режима).
При режиме эмульгирования жидкость становится сплошной фазой, а
газ — дисперсной фазой, распределенной в жидкости.
Из сравнения возможных режимов работы обычных насадочных колонн
(рис. Х-14) следует, что наиболее интенсивный процесс массопередачи осуще-
ствляется при режиме, близком к точке д.
77. Иначе происходит процесс массопередачи в эмульгационных колоннах
(рис. Х-13). Благодаря тому, что насадка всегда затоплена жидкостью, при
всех скоростях wy имеет место режим эмульгирования.
На рис. Х-14 работа эмульгационной колонны характеризуется линией ад.
78. В настоящее время насадочные колонны проектируются преимуществен-
но для следующих условий работы.
а) Рабочая скорость wv несколько меньше скорости ши, при которой на-
ступает инверсия фаз. В этом случае находят wu [формула (Х-112)] и принимают:
= (0,80-=-0,85) м/сек (Х-95)
Значения wJw„ приведены в табл. Х-8.
Таблица Х-8
Значения Wy/»1,, для различных режимов работы
насадочной колонны
Обозначе- ния на рис. Х-14
абсорбция ректификация
Точка инверсии . Режим турбулиза- г 1 1
ции вг 1—0,85 1—0,66
Точка подвисания Промежуточный в 0,85 0,66
режим бв 0,85—0,45 0,66—0,25
Точка торможения б 0,45 0,25
Пленочный режим аб < 0,45 < 0,25
б) При работе в режиме эмульгирования определяют предельную скорость
эмульгирования w3, пр [формула (Х-117)].
683
X. АБСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ПЕРЕГОНКА
Гидравлическое сопротивление насадочных колонн
79. Гидравлическое сопротивление насадочных колонн для систем газ—жид-
кость и пар—жидкость в точке инверсии может быть рассчитано по следую-
щей формуле [Х-20]:
> 1 Ц + UJ UJj
н
м3 м
(Х-96)
I &Ри \
где I—z—I —перепад давлении при наличии орошения в точке инверсии для
' 1 'у-х
той же скорости газа, как и при сухой насадке (на 1 м ее высоты), н/(м2-м);
L/G — отношение массовых расходов жидкости и газа (пара), кг/кг; pF — плот-
ность газа (пара), кг/м3; рх— плотность жидкости, кг/м3; р,„— вязкость газа
(пара), н-сек/м3; — вязкость жидкости, н-сек/ж2; (Дп) —сопротивление
' ' ‘ у
сухой иасадки (на 1 м ее высоты), н/(л2-л»).
Последнюю величину можно вычислить по уравнениям (1-55) — (1-63),
а при Re > 400 также по уравнению:
/Ар\ _ l,56w^8p°’8a’-2p°’2
I I ) ~ V3
' 1 'у *с
(Х-97)
где wv — скорость газа (пара), отнесенная к полному сечению колонны, м/сек;
о — удельная поверхность насадки, м2/м3; Vc — свободный объем насадки, м3/м3.
Значения А, т, п и с приведены в табл. Х-9 [0-6]. Показатели степеней
при коэффициентах вязкости очень малы, что говорит о незначительном влия-
нии молекулярной природы обмена на процесс массопередачи.
Таблица Х-9
Значения коэффициентов в уравнении (Х-96)
Система А т п С
Газ — жидкость при / L (77 f 8( м рх/ U7 0,2 <0,5 . . 8,4 0,405 0,225 0,045
Газ — жидкость при -J |'О 8( м pj V I т: 0,2 >0,5 . . 10,0 0,945 0,525 0,105
Пар — жидкость 5,15 0,342 0,190 0,038
80. Гидравлическое сопротивление выше точки
гирования можно определить по формуле:
инверсии в режиме эмуль-
Лрэ = АРи + Рэ^ н/м3
(Х-98)
Здесь Ари —перепад давления в точке инверсии, вычисленный по уравне-
нию (Х-96), на всю высоту слоя насадки, н/м2; I — высота слоя насадки, ж;
рэ — плотность газожидкостной или парожидкостной эмульсии:
/7. \Ч325 / р \0.18 / |, \ 0,0362 кг
p9 = p£/+0,43(p,-pJ/)^ РИ 1-1
(Х-99)
684
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ аппараты для процессов ректификации и абсорбции
81. Высота переливной трубы в насадочной колонне (рис. Х-13), обеспечи-
вающая работу в режиме эмульгирования, определяется по формуле:
йп= Aptl-f-p9g/' м (Х-100)
Qxg
где V— общая высота жидкости в колонне, м.
82. Гидравлическое сопротивление ниже точки инверсии можно рассчитать
двумя способами.
Первый способ, а) Для системы газ — жидкость:
где f— фактор Гидродинамического состояния двухфазной системы; L/G— от-
ношение массовых расходов жидкости и газа, кг/ка; At — коэффициент, кото-
рый составляет 8,4 для точки инверсии
при wv=Wu, 5,1 для точки подписания
жидкости при ----= 0,85 и А,81 для
W
точки торможения газа при ___£.=045’
- W« л
для других отношении ---- значение Л,
можно определить по рис. Х-15.
Рис. Х-15. Значения коэффициен-'
тов (для абсорбции) и Й2 (для
ректификации) в формулах (Х-101) и
(Х-103).
Для процесса абсорбции фактор гидродинамического состояния
определяется по формуле:
системы f
(Х-102)
(Х-103)
где Д2— коэффициент, который составляет 5,15 для точки инверсии при
w
2,36 для точки подвисания жидкости при —— =0,66 и 0,59 для точки торможения
wn
Ч>1/=П>Я,
685
X. АБСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ПЕРЕГОНКА
w wy
пара при —i = 0,25; для других отношений значение /12 можно опре-
делить по рис. Х-15.
Для процесса ректификации фактор гидродинамического состояния систе-
мы f определяется по формуле:
- = Аг
0,033
(Х-104)
У
Второй способ. Гидравлическое сопротивление слоя орошаемой на-
садки в пределах от точки торможения до точки подвисания жидкости можно
определить по следующим формулам [Х-24].
Для керамических колец (w„ = const):
а) при d < 30 мм
ЬРу-х _______1__________________
(1 —1,65-10“10-----Л')’
\ *С /
б) при d > 30 мм и А' < 0,3
кРу-х 1
\Ру “(1-Л')з
в) при d > 30 мм и Л' > 0,3
ЬРу-х 1
Др,у ~ (1,13—1.43Л')3
(Х-105)
(Х-106)
(Х-107)
Для стальных колец (w — const):
ЬРу-х 1
Др,у (1 — 1,39Л')3
(Х-108)
В этих формулах А’ — параметр орошения, который вычисляется по урав-
нению:
Л'= 3
(Х-109)
где L — плотность орошения, кг(м2-сек); b — коэффициент, являющийся функ-
цией критерия Rex для жидкости.
Коэффициент b рассчитывается по формуле:
1.74
Re®’3
(Х-110)
Значение критерия Re» определяется из выражения:
Re
4L
орх
(Х-111)
b
686
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ АППАРАТЫ ДЛЯ ПРОЦЕССОВ РЕКТИФИКАЦИИ И АБСОРБЦИИ
Скорость газа, при которой наступает инверсия фаз
в насадочных колоннах
83. Установлено, что скорость легкой фазы в обычных насадочных колон-
нах, работающих в условиях начала затопления насадки и появления эмульга-
ционного слоя (т. е. в режиме точки инверсии фаз), можно определить по сле-
дующему уравнению [O-6J:
г ™2оо /и \01161 /£\,/4/о \1/8
=л-1,75(±) рй
_gVePx \ Н / J \Рх/
(Х-112)
где и>и — скорость газа (пара), отнесенная к полному сечению колонны, м]сек
(при wv = wK происходит инверсия фаз, при wy > w„ устанавливается эмульга-
ционный режим); а — удельная поверхность насадки, л2/ж3; ри — плотность
газа (пара), кг/м3; рх— плотность жидкости, кг/м3; Vc — свободный объем на-
садки, м3/м3; рх — вязкость жидкости, н-сек/м?-, р=1-10'3 — вязкость воды при
20° С, н • сех/л2; L/G — отношение массовых расходов жидкости и газа (пара),
кг/кг; А — коэффициент (для ректификации —0,125, для абсорбции 0,022).
84. В ректификационных колоннах оптимальная скорость изменяется по
высоте аппарата, поэтому надо найти среднюю оптимальную скорость для
укрепляющей (верхней) и для исчерпывающей (нижней) частей колонны.
Для укрепляющей части колонны:
L
О
Gx
Gy
R
/? + 1
Для исчерпывающей части колонны:
L Gx R + F
G~ Gy~ Я+1
(Х-113)
(Х-114)
где R— число флегмы; F— число киломолей исходной смеси на 1 кмоль ди-
стиллата.
Количественные гидродинамические характеристики обычных насадочных
колонн ниже точки инверсии см. [0-6].
Практически обычные насадочные колонны работают при скоростях на
10—20% ниже скоростей затопления [0-1]. Возникновение того или иного режима
работы колонны зависит от соотношения скорости фактической wy и скорости
Щи, при которой наступает инверсия фаз (табл. Х-8).
Скорость газа, соответствующая оптимальному режиму
работы насадочных колонн
85. Для обычных насадочных колонн, работающих в оптимальном режиме,
предложено следующее-уравнение [0-2, Х-17]:
Re'= 0,045 Аг°-5Ч-ЬЦ (Х-115)
Здесь Re& — критерий Рейнольдса, значение которого соответствует началу
подвисания:
р ' 4а,оптР^
У Ру°
Аг — критерий Архимеда:
л _ (Рх Ру) g
л г -—-------л
687.
F
X. АБСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ПЕРЕГОНКА
В этих формулах: ш0Пт — оптимальная скорость газа (пара), м/сек-, —
плотность газа (пара) при заданной температуре, кг/м?-, рх — плотность жидко-
сти при заданной температуре, кг/м3; рв — вязкость газа (пара) при заданной
4У
температуре, н-сек/м2 ; da — —^--------эквивалентный диаметр насадкй, м;
Ус— свободный объем насадки, м3/м3-, о — удельная поверхность насадки, м2/м3-,
С — расход газа (пара), кг/(м2 • сек); L — расход жидкости, кг/(м2- сек).
86. Определив Re;/ по формуле (Х-115), можно вычислить оптимальную
скорость газа (пара):
Re'p,,
WonT = -rf^- (Х-116)
Вычисленная по этому методу Won? составляет примерно 80% от скорости
захлебывания.
Предельная скорость эмульгирования в амульгациоиных
колоннах
87. Для эмульгациониых колонн предложено уравнение, определяющее пре-
дельные скорости потоков в режиме эмульгирования прн ректификации и аб-
сорбции [0-1, Х-16]:
tW nt>aPu / М-х \0,161 / L \1'* / Рп \1/8
-?:”Р У- _£ = 0,079—1,75 — (Х-117)
где w3. пр — предельная скорость газа (пара) в режиме эмульгирования, отне-
сенная к полному сечеиию колонны, м/сек.
Подробнее см. [0-6].
Диаметр насадочных колонн
88. Диаметр обычной насадочной и эмульгационной колонн определяется
по формуле:
D = 0,785wy М (Х-118)
где V —секундный расход газа (пара), л<3/сек; wv— скорость газа (пара), от-
несенная к полному сечению колонны, м/сек.
89. Величина определяется:
а) для обычной насадочной колонны по формулам (Х-112) и (Х-115);
б) для эмульгационной колонны по формуле (Х-117).
90. Сечение колонны:
Д = 0,785 £>2
91. Для обычных насадочных колонн после определения величины
ходнмо найти плотность орошения L:
(Х-119)
F необ-
(Х-120)
(Х-39).
0,785 D2 м2 • сек,
где Уж — объем жидкости, м3/сек.
Оптимальная плотность орошения устанавливается по формуле
Если плотность орошения меньше оптимальной, то следует изменить
насадки иля учесть коэффициент смачиваемости (рис. Х-3). Кроме того, для
688 J
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ АППАРАТЫ ДЛЯ ПРОЦЕССОВ РЕКТИФИКАЦИИ И АБСОРБЦИИ
равномерного смачивания насадки необходимо обеспечить следующее соотно-
шение диаметра колонны'/? и диаметра насадки dH:
ин
(Х-121)
Высота слоя насадки и эффективность насадочных колони
92. Высота слоя насадки в обычных насадочных колоннах, работающих
при оптимальном режиме, может быть определена по следующей формуле [Х-17]:
я= _
«у» У
Здесь то()пт — скорость газа (пара), соответствующая оптимальному режи-
му работы обычной насадочной колонны, определяемая по уравнению (Х-116);
KyV — объемный коэффициент массопередачи, ------—------=------; т — чис-
о К?- сек &
я* • сек • —г
ма
ло единиц переноса прн расчете по газовой (паровой) фазе:
«б
ОСу _
* (Сд Су)
ту= J
“м
где Су и Су — содержание легколетучего компонента в газовой (паровой)
фазе и равновесное в любом сечении аппарата, кг/м? (интегрирование произво-
дится от меньшей концентрации до большей).
Объемный коэффициент массопередачи определяется по уравнению:
Nu' = 0,035 Re°-8(Pr')0,3 (Х-122)
/<' d*
где N и' = —н----------1 Re,
. г,., Вд . г. ж л. ж
л---. —------7-----; Рг = л Du — коэффициент диф-
IJy Рр Рр U у
фузии газа (пара), м2/сек, da— эквивалентный диаметр насадки, м; ри—плот-
ность газа (пара), кг!1л3\ piv— вязкость газа (пара), н-сек/м2.
93. Высота слоя насадки в абсорбционных колоннах (если рабочая линия
и линия равновесия представляют собой прямые) может быть определена по
следующим формулам [0-6].
Для легкорастворимых газов:
Я = — G -— м
Для труднорастворимых газов:
(Х-123)
(Х-124)
Н=- , °_— м
Д£-гСр
Здесь G — количество абсорбированного газа, кг/сек; f — площадь полного
сечения колонны, jm2; ЬСуср и — средние логарифмические значения
движущих сил, выраженные в концентрациях газовой (Сй) и жидкой (Сх)
689
X. АБСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ПЕРЕГОНКА
фаз, кг!м3\ KyV и Kxv— объемные коэффициенты массопередачи, отнесенные к
„ . кг I
газовой и жидкой фазам,------------—— == ——•
_ Кс- СвгС
м3 сек —г
м3
Коэффициент массопередачи для легкорастворимых газов [формула (Х-123)];
N< = 0,0315 Re°-8 (Pr^ (1 + f) (Х-125)
Коэффициент массопередачи для труднорастворимых газов [формула
(Х-124)]:
Nu' = 0,23 Rfe°’6 (Рг')2/з (1 + f) (Х-126)
«э. ст V 7
, К,„. d К d w,. dp
В этих формулах: Nu'=-^-Jl; Nu>-^; Re =-Ш-;
у X СУу
w d p / Ви / Вл- 4Ус
Re„ = —г;----; Рг =—рг-; Ргх =------; d., =--------эквивалентный диа-
* ИсВл ?yDy PxDx °
метр насадки, м; Vc — свободный объем насадки, ,m3/jm3; о — удельная поверх-
ность насадки, м2/м3; d3. ст — эквивалентный диаметр для стандартной насадки
(25 x 25 X 3 мм), м; wv — скорость газа, отнесенная к полному сечению колон-
ны, м1сек', wx — скорость жидкости, отнесенная к полному сечению колонны,
м!сек-, f — фактор гидродинамического состояния двухфазной системы [формула
(Х-102)]; Dy и Dx — коэффициенты диффузии абсорбируемого газа в газовой и
жидкой фазах, м21сек-, р, и ря — плотность газа и жидкости, ка/ж3; |ЛВ и рх —
вязкость газа и жидкости, н • сек!м2
Формулу для определения коэффициентов массопередачи в точке инверсии
фаз см, [0-6].
94. Высоту слоя насадки в точке инверсии Ли, эквивалентную одной теоре-
тической ступени изменения концентрации в ректификационной колонне, можно
определить по следующей формуле [0-6]:
1g . 1
22% (Х-127)
9 ' ' V' I — т -j-
Здесь Re =_____-— у ' wv — скорость пара, отнесенная к полному сечению
V
колонны, м!сек\ и рх — плотности пара и жидкости, кг/м3; — вязкость пара,
, „ G 7?+1 .
н* сек/м2; т— тангенс угла наклона кривой равновесия; -у- =--------=— (для
ь /с
, G Я+1 ,
верхней части колонны); ~ r । /? (для нижнеи части колонны).
Подробный расчет по этому методу см. [0-6], другие расчетные формулы
см. [0-1 — 0-3].
ТАРЕЛЬЧАТЫЕ КОЛОННЫ
Режимы работы барботажных тарелок
95. В зависимости от скорости потока пара (газа) на тарелке устанавли-
вается неравномерный пли равномерный режим.
Неравномерный режим устанавливается при малых скоростях пара. В кол-
пачковых тарелках при этом имеет место пузырьковый режим барботажа.
690
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ АППАРАТЫ ДЛЯ ПРОЦЕССОВ РЕКТИФИКАЦИИ И АБСОРБЦИИ
В ситчатых и провальных тарелках жидкость «проваливается» через отверстия
и не успевает накапливаться на тарелках.
96. При увеличении скорости пара (газа) выше определенной величины не-
равномерный режим работы переходит в равномерный. Скорость, при которой
наблюдается этот переход, обозначают через а>пРеД. н (нижняя предельная ско-
рость существования равномерного режима).
Равномерный режим работы колпачковых тарелок характеризуется полным
раскрытием прорезей всех колпачков и струйным движением пара (газа) через
жидкость.
В ситчатых тарелках истечение газа (пара) в жидкость происходит через
все отверстия тарелки.
Максимально допустимая скорость пара (газа), при которой еще суще-
ствует равномерный режим, определяется физическими свойствами компонен-
тов, высотой сепарационного пространства, конструкцией тарелки, диаметром
колпачка и величиной допускаемого уноса жидкости. При дальнейшем увеличе-
нии скорости пара (газа) равномерный режим переходит в режим фонтаниро-
вания, сопровождающийся большим брызгоуносом.
Обычно скорость пара (газа) в свободном сечении колонны, при которой
наблюдается переход от неравномерного режима к равномерному, находится в
пределах 0,4—0,5 м/сек для колонн, работающих при атмосферном давлении.
В каждом индивидуальном расчете заданными являются физические свой-
ства компонентов, конструкция тарелки и величина допускаемого уноса жид-
кости. Таким образом, можно изменять только взаимосвязанные величины: ско-
рость пара (газа) и расстояние между тарелками.
97. Свободное сечение колонны определяется как разность между полным
ее сечением и сечением переливных устройств; при этом для обеспечения опре-
деленного запаса жидкости на тарелке, имеющей переливные устройства, ско-
рость движения жидкости в них не должна превышать 0,12 м/сек [Х-1].
При выборе скорости в свободном сечении колонны следует исходить из
условий работы тарелки в равномерном режиме или в режиме фонтанирования.
Для колонн, работающих при атмосферном давлении, рекомендуется ско-
рость пара (газа) в свободном сечении 0,9—1,4 м/сек, расстояние между та-
релками 0,08—0,2 м. При работе под вакуумом или под давлением скорость
следует соответственно увеличивать или уменьшать пропорционально уменьше-
нию или увеличению плотности газа.
Скорость потока пара (газа) в свободном сечении колонны
Колпачковые тарелки
98. Нижняя (минимальная) предельная скорость при равномерном режиме.
Барботаж пара (газа) через прорези колпачка начинается тогда, когда
открытие прорези Ц (рис. Х-16) превышает величину /0 ее начального откры-
тия; последняя величина может быть рассчитана для прямоугольной прорези по
следующей формуле [0-17]:
, /3,05 . .
---Н-74
G
------г--Я
(Х-128)
где Ь — ширина прорези, мм; о — поверхностное натяжение на границе жидко-
сти с паром (газом), н/м-, рх— плотность жидкости, кг/м3; рв— плотность пара
(газа), кг/м3.
Скорость пара (газа), при которой произойдет полное открытие прорези:
®отк = 2,95а (1 - 1/^м/сек (Х-129)
\ йпрор/ г Рд
691
X. АБСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ПЕРЕГОНКА
где а — коэффициент расхода, который по опытным данным может быть при-
нят равным 0,88; /0 — величина начального открытия прорези, мм; йПрор— вы-
сота прорези, мм.
Рис. Х-16. Схема колонны с колпачковыми тарелками:
ЛПр —высота приемной перегородки; ДЛПр—высота слоя жидкости над приемной перегородкой;
Л —высота колпачка; Zi=Z—Z—высота слоя светлой жидкости; Л„„ —высота перелива;
К Cd 2 I 1161)
Д —высота слоя жидкости над переливом; расстояние между тарелками; #пер — высота слоя
вспененной жидкости в переливном устройстве; Нпк — высота слоя пены на тарелке; />Прор—вы-
сота прорези; — открытие прорезн.
Применяется и другая расчетная формула для определения скорости пара
(газа) в прорезях колпачков, соответствующей началу режима равномерной
работы [0-2]:
дапред. н —1/ -у- • ~~ ^прор м/сек (Х-130)
F -с, Ру
где hBpop — высота прорези, м; £— коэффициент сопротивления для колпачко-
вых тарелок (£=4,5-4-5),
692
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ АППАРАТЫ ДЛЯ ПРОЦЕССОВ РЕКТИФИКАЦИИ И АБСОРБЦИИ
Нижняя предельная скорость пара (газа) в свободном сечении колонны
при равномерном режиме работы колпачковой тарелки:
^пред — Ч^пред. и м/сек
(Х-131)
F прор
где ср = —р------отношение площади поперечного сечения всех прорезей на
Г с
всех колпачках к площади поперечного свободного сечения колонны.
99. Верхняя (максимальная) предельная скорость при равномерном режиме.
Верхнюю предельную скорость пара (газа) в свободном сечении колонны
при равномерном режиме работы колпачковой тарелки можно определить по
следующей формуле [Х-13, Х-14]:
_ 3,4
“'пред. в — “аду
ак
’ Рр сек
(Х-132)
где dK — диаметр колпачка, см-, \Н =
= НТ — hK — расстояние от верхнего
обреза колпачка до вышерасположен-
ной тарелки, см.
Рекомендуется [Х-1] в условиях,
исключающих пенообразование, рабо-
чую скорость пара (газа) прини-
мать равной 80—90% от величины
К'пред в, полученной по формуле
(Х-132), т. е.
w = (0.8 -ь 0,9) №|1ред. в (Х-133)
В пределах существования равно-
мерного режима повышение скорости
пара (газа), при неизменном расстоя-
нии между тарелками, приводит
Рис. Х-17. График для определения прэ-
дельной скорости пара (газа) в свобод-
ном сечении колонны при различном
расстоянии между тарелками и уносе
ие более 0,1 кг жидкости!кг пара (газа).
к увеличению уноса, а уменьшение скорости пара (газа) снижает интенсивность
массопередачи.
Уравнение, приближенно связывающее унос жидкости, скорость пара (газа)
и расстояние между тарелками [Х-1, Х-25]:
U = (Aw2— I)2 В, кг жидкости/кг пара (газа) (Х-134)
Здесь U — унос жидкости, кг жидкости/кг пара (газа)-, Л — ;
0-2 /Wc .
Pyw
— скорость пара (газа), отнесенная к свободному сече-
нию колонны, м/сек, hc=HT — /гпер— высота сепарационного пространства, м-,
и I. 80
Вт — расстояние между тарелками, м\ hneP — высота перелива, м- Кк — —------
коэффициент, зависящий от конструкции тарелки; ф—величина, отражающая
влияние конструкции тарелки: для ситчатых и решетчатых тарелок 0,7—0,85;
для цилиндрических колпачковых тарелок 0,55—0,65; для тарелок с туннельны-
ми колпачками 0,35—0,5 для провальных тарелок 0,8—0,85. При расчете обычно
выбирают меньшие значения ф.
Уравнение (Х-134) справедливо при значениях высоты перелива 0,02—0,06 ж.
693
X. АБСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ПЕРЕГОНКА
На рис. Х-17 приводятся значения скорости пара (газа) шпрсд для колпач-
ковых тарелок в зависимости от отношения ру/рх и расстояния между
тарелками Нт при уносе (7^0,1 кг жидкости/кг пара (газа) [Х-25]. Такая вели-
чина уноса ие оказывает заметного влияния на процесс ректификации.
Рис. Х-17 составлен для тарелок с круглыми колпачками. Для тарелок дру-
гой конструкции значения шПред, найденные по рисунку, следует умножить на
поправочный коэффициент <р: для тарелок с прямоугольными колпачками <р=0,7,
для ситчатых тарелок <р= 1,35, для провальных тарелок tp=l,5.
Ситчатые тарелки
100. Верхнюю предельную скорость пара (газа) при равномерном режиме
работы колонны с ситчатыми тарелками (расстояние между тарелками 200 мм,
диаметр отверстий 2,5 мм, свободное сечение тарелки 12,8%, высота перелива
10—20 мм) можно определить по следующей формуле [Х-13, Х-14]:
(Х-135)
где р.х и ру — плотности жидкости и пара (газа), кг(мЛ.
Рекомендуется [Х-1] в условиях, исключающих пенообразование, рабочую
скорость пара (газа) принимать равной 80—90% от величины шПред. в, полу-
ченной по формуле (Х-135).
Скорость пара (газа) в зависимости от величины уноса жидкости можно
определить по формуле (Х-134), а при (7<Д1—по рис. Х-17 (<р=1,35).
Провальные тарелки
101. Провальные тарелки могут работать в определенном диапазоне ско-
ростей пара (газа) в свободном сечении колонны: от шпред. н — нижний предел
до ЩПред. в — верхний предел. При малых скоростях пара (ш<шПред. н) жид-
кость на тарелке не задерживается, проваливается. При увеличении скорости
(ш>Юпред. в) прекращается полное проваливание, жидкость накапливается на
тарелке и через нее барботируют пузырьки Ьаза (пара). При значительном по-
вышении скорости (ш>шПред. в) начинается захлебывание аппарата.
Скорость пара (газа) в свободном сечении колонны, при которой обеспе-
чивается устойчивая работа провальных тарелок, можно определить по сле-
дующему уравнению [Х-1, X-31J:
А = Ве-4Р
(Х-136)
Величина Л зависит от скорости w и при устойчивой работе находится в
следующих пределах.
Нижний предел:
Л — Cw2
. мин пред, н
Верхний предел:
л '— С
макс пред, в
Устойчивая работа в колоннах с решетчатыми и дырчатыми провальными
тарелками находится в пределах следующих значений величины В [Х-1]:
В=2,95 ч- 10
694
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ АППАРАТЫ ДЛЯ ПРОЦЕССОВ РЕКТИФИКАЦИИ И АБСОРБЦИИ
Устойчивая работа в колоннах с трубчатыми провальными тарелками на-
ходится в пределах следующих значений величины В [Х-31]:
В = 4н-16
Меньшие значения В соответствуют шпред. н, большие значения — шпред в,
В этих формулах: w — скорость пара (газа), отнесенная к полному сече-
нию колонны, MfceK\ Wx и 1ГВ — массовые скорости жидкости и пара (газа),
отнесенные к полному сечению колонны, кг/(м2 • сек.); рх и р„— плотности жид-
кости и пара (газа), кг/м3-, da — эквивалентный диаметр отверстия или щели
в тарелке, м; Fc — относительное свободное сечение тарелки, м2/м2\ рх — вяз-
кость жидкости, н • сек/м2; ря — вязкость воды при 20° С, н • сек/м2.
Рис. Х-18. Зависимость А = f (Р) для решетчатых и дырчатых проваль-
ных тарелок.
Предельная максимальная скорость в колоннах с решетчатыми и дырчаты-
ми провальными тарелками больше предельной минимальной в/10: 2,95 = 1,84
раза, а в колоннах с трубчатыми провальными тарелками-—в /16:4 = 2 раза.
На рис. Х-18 показана для примера зависимость А = f(Р) для решетчатых
и дырчатых провальных тарелок. Вычислив Р [формула (Х-136)], по рис. Х-18
-gr. Рабочую скорость сле-
дует принимать равной ~0,8 шпРеД. в.
Гидравлическое сопротивление тарельчатых колонн
102. Гидравлическое сопротивление тарелки Дрт [Х-1]:
Др-г = Дрсух + Др0 + Д/’ст н/м2
(Х-137)
695
X. АБСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ПЕРЕГОНКА
где Дрсух — сопротивление сухой тарелки, н/л<2; Дра — сопротивление, вызывав-
мое силами поверхностного натяжения, н/м2-, ДрСт-— статическое сопротивление ]
слоя жидкости на тарелке, н/м2. 1
Расчетные формулы для определения Дрт зависят от конструкции тарелки. J
Гидравлическое сопротивление колпачковых тарелок :
103. Сопротивление сухой колпачковой тарелки для случая равномерного 5
режима работы, т. е. при полном открытии прорези, когда w >-шОТк [формула |
(Х-129)]: ’ I
w2p„ н
ДРсух = С^- ^2- (Х-138) J
где w — скорость пара (газа) в прорези, м/сек-, рв — плотность пара (газа), j
кг/м?\ £ — коэффициент сопротивления, численное значение которого для колпач- 1
ковых тарелок можно принять равным 4,5—5,0. ,/
104. Сопротивление, вызываемое силами поверхностного натяжения:
ЛРа = -^ (Х-139) j
где о — поверхностное натяжение, н/м; da — эквивалентный диаметр прорези в 1
колпачке, м.
При полной открытии прорези: . 4
. 4[прор I
0?э =---jj—- м I
где /Прор=ЛпрорЬ — площадь свободного сечеиия прорези, л2; Ь—ширина про- л
рези, м-, йпрор — высота прорези, м; П — периметр прорези, м.
Если прорези открыты не полностью, вместо величины Лпрор берут величи- j
ну открытия прорези [Х-1]. .1
В приближенных расчетах колпачковых тарелок сопротивлением сил по- 5
верхиостного натяжения обычно пренебрегают. я
105. Статическое сопротивление, зависящее от запаса жидкости на тарелке, ч
можно определить по следующей формуле [Х-1]: 3
\ ж
ДЛт = Рпн ^(«пн—^-) (Х-140)
где рПн — плотность пеиы, кг/м3-, Нвн — среднее расстояние от низа тарелки до J
уровня пены (высота слоя пены на тарелке), й; йПрор — высота прорези, м. j,
Для приближенного расчета перепадом газо-жидкостного слоя на тарелке Д
можно пренебречь. В этом случае, если высота слоя пены на тарелке превышает □
высоту колпачков и в перелив поступает жидкость без пены: а
,, , , (^перЧ-Д —^св) (ft — ^к) Рж + (Лк — Лсв) Лк рпн 1
//пн = hCB ---------------------т—---------------------- м (Х-141) 3
, /тРпн
где НПИ — высота слоя пены на тарелке, м; hCn=h—6 — высота слоя светлой 1
жидкости, м; Лпер — высота перелива, м; hK — высота колпачка, м; fT — пло-
щадь тарелки, на которой расположены колпачки, т. е. площадь поперечного 3
сечения колонны за вычетом площадей приемного и сливного карманов, м2; ’
FK-—площадь, занимаемая колпачками, м2 (при круглых колпачках с наруж-
иым диаметром dK площадь FK'= п 0,785 d%, где п — число колпачков на .3
тарелке); рпн — плотность пены, кг/м3 (при определении статического сопротив- 1
леиия с достаточной степенью точности можно принять рпн"=490-;-600 кг/м3}-, J
Д — высота слоя жидкости над перелазом, м. 1
695 1
j
рекомендуемые аппараты для процессов ректификации и абсорбции
Высота слоя жидкости иад переливом определяется из равенства:
/ L \0,67
Д = 0,00284 К м (Х-142)
где L — объем жидкости, перетекающей с тарелки на тарелку, с учетом уноса,
лг’/ч; /сл — длина сливной перегородки, м\ К — коэффициент, учитывающий
увеличение скорости и сужение потока жидкости в результате сжатия его стен-
ками при подходе к сливной перегородке.
Рис. Х-19. График для определения коэффициента К
в уравнении (Х-142).
Коэффициент К определяется по рис. Х-19 в зависимости от величины от-
ношения длины сливной перегородки 1СЛ к диаметру колонны D и от значения
выражения —— .
^сл
Зависимость (Х-142) применима и к круглым сливным трубам, если их
диаметр больше учетверенной высоты превышения уровня жидкости над сливом.
Для уменьшения высоты слоя жидкости /гСв. через который не барботирует
пар. в некоторых конструкциях нижний обрез колпачка либо касается тарелки,
либо расположен на расстоянии 5—10 мм от тарелки [0-17].
Гидравлическое сопротивление ситчатых тарелок
106. Метод расчета Дрт ситчатой тарелки по элементам, составляющим об-
щее сопротивление.
а) Сопротивление сухой ситчатой тарелки:
“’отпРи «
Apcyx = ?-^ (Х-143)
где Шотв — скорость пара (газа) в отверстиях тарелки, м!сек-, ру— плотность
пара (газа), кг!м3\ £— коэффициент сопротивления (для тарелок, имеющих
свободное сечение отверстий, составляющее 7—10% от общей площади, £=1,82;
для тарелок, имеющих свободное сечение отверстий, составляющее 15—20% ог
общей площади, £=1,45).
б) Сопротивление, вызываемое силами поверхностного натяжения.
697
X. АБСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ПЕРЕГОНКА
Тарелки с отверстиями диаметром меньше 1 мм:
. 4а н АРо- Л „2 ‘'ОТВ М Тарелки с отверстиями диаметром больше 1 мм: (Х-144)
4а н l,3dOTB+0,08d2OTB м2 (Х-145)
Здесь а—поверхностное натяжение, н/м; dots— диаметр отверстий, м.
Диаметр отверстий ситчатых тарелок обычно принимают 0,8—3 мм [0-1].
в) Статическое сопротивление слоя жидкости на тарелке (перепад давле- .
ния газа (пара), необходимый для преодоления веса столба жидкости) [0-6]:
(Х-146)
где — высота перелива, м; L — расход жидкости, кг/ч; /сл—длина слив-
ной перегородки, м; т — коэффициент расхода через сливную перегородку (при
интенсивности потока Ь/1СЛ^.5 м3/(м-ч) т=6400, при интенсивности потока
Ц1ся>5 м3/(м ч) т=10 000); рх — плотность жидкости, кг/м3; k — отношение
плотности пены на тарелке к плотности чистой жидкости (для расчетов реко-
мендуется принимать &=0,5). Подробнее расчет k см. [Х-1, 0-6].
107. Метод расчета Дрт ситчатой тарелки по критериальному уравнению
[Х-15]:
Дрй /о \°,4/L\nfd \0,12
-£-££₽ = 0,46 Fr°-C4K°’91 |—) Pl (-^-1 (Х-147)
о ° \РХ I \G / \ t> / ' ’
Здесь Fr —
w2
ОТВ .
„ Рл^^пер
ко-------—.
Др — гидравлическое сопротивление
тарелки, н/м2; в — поверхностное натяжение, н/м; hDep — высота перелива, м;
Wots — скорость пара (газа) в отверстиях тарелки, м/сек; рх — плотность жид-
кости, кг/м3; ру — плотность пара (газа), кг/м?; L — расход жидкости, кг/ч;
G — расход пара (газа), кг/ч; dore — диаметр отверстий, м; б — толщина та-
релки, м. При L/G<5 величина п=0,135.
Гидравлическое сопротивление провальных тарелок
108. Сопротивление сухой провальной тарелки:
2
W,)TBP„ «
Арсух = £ 2 (Х-148)
где Wotb — скорость пара (газа) в отверстиях тарелки, м/сек; рв — плотность
пара (газа), кг/м3; —коэффициент сопротивления (для дырчатых тарелок 2,1;
для решетчатых 1,4—1,5; для трубчато-решетчатых 0,9—1).
Коэффициент сопротивления £ можно определить по формуле [Х-26]:
С = (1 - Fc)2 + Sp + - уо2 Хотв 6 <Х’149)
Re ’ d3
fo
Здесь/7=-j------отношение площади свободного сечения к общей площади
/т
гарелки; £р — коэффициент гидравлическрго сопротивления при внезапном рас-
698
рекомендуемые аппараты для процессов ректификации и абсорбции
ширении, зависящий от величины Fc (табл. Х-10); do™—диаметр отверстия в
тарелке или ширина щели, м; da— эквивалентный диаметр отверстий, м (для
дырчатых тарелок da=d0TB, для щелевых ds—2a, где а — ширина щели);
§ — толщина тарелки, м\ Re — критерий Рейнольдса для пара (газа):
Це—
где w0— скорость пара (газа) в свободном сечении тарелки, м/сек-, рв —
плотность пара (газа), кг/м’; р„— вязкость пара (газа), н-сек/м'-.
Таблица Х-10
Значение коэффициента Ц, в формуле (Х-149)
Fc 0,01 0,1 о,2 0,3 0,4
Ср 0,5 0,47 0,45 0,38 0,34
109. Сопротивление, вызываемое силами поверхностного натяжения:
= 4 (Х-150)
#
где о — поверхностное натяжение, н/м d3 — эквивалентный диаметр отверстий.
м (для дырчатых тарелок da=dDTB, для щелевых da = 2a, где а — ширина щели)
110. Статическое сопротивление слоя жидкости на тарелке можно рассчи-
тать двумя способами.
Первый способ [0-2, Х-26):
ДРст = н/м2
(Х-151)
где k — отношение плотности пены на тарелке к плотности чистой жидкости;
f/пн — высота слоя пены на тарелке, м.
Для решетчатых и дырчатых провальных тарелок с диаметром отверстий
не менее 3 мм (на практике ds^5—6 мм) расчет Япн можно приближенно
произвести по следующим формулам [0-2, Х-26].
При В < 2,95 [формула (Х-136)]:
При 2,95 < В < 10:
При В > 10:
Fr С0,067 = 3,25 • 10-3
Рг
Fr£& C0,067 = j 10. 10-зв
Рх
Fr-^-C3’o67=ll,O-lO-3
Рх
(Х-152)
(Х-153)
(Х-154)
is?
Здесь Fr = °тв
стиях, м/сек-. Нпк
; с
, Шотв—скорость пара (газа) в отвер-
— высота слоя пены на тарелке, м; U — плотность орошения.
м3/(м2 сек) ; рд— вязкость жидкости, н-сек/м?-, рх — плотность жидкости, кг/м?-,
а — поверхностное натяжение, н/м.
699
X. АБСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ПЕРЕГОНКА
Если одновременно Fc <15% и d3 < 6 лои, то при любом В расчет ведут
по формуле (Х-153), а если F, > 30% и d3 > 12 мм (дырчатые тарелки) или
d3 > 6 мм (решетчатые тарелки), то при любом В расчет ведут по формуле
(Х-154).
Отношение плотности пены к плотности чистой жидкости можно вычис-
лить по формуле [0-2]:
0,21
Fr0’2 /г;
(Х-155)
где Fc — свободное сечение отверстий, доли единицы.
Гидравлический расчет колонн с трубчатыми провальными тарелками см.
[Х-31].
Второй способ [Х-1]:
Дрст — Г7пнрпн^ н/м2 (Х-156)
где //пн — высота слоя пены на тарелке, м\ рпн — плотность пены, кг!м3.
Высота слоя пены на тарелке:
(w2 \°>2
#пн = 4сЦ-2р- м (Х-157)
\ 5 аЭ /
Плотность пены на тарелке:
(G \0,325 /р \0,18/п \ 0,036 кг
= (^) Рж > (Х-158)
где Gx и Gv — количество жидкой н паровой (газовой) фаз. кг!сек\ рх и рв —
плотность жидкой и паровой (газовой) фаз, кг/м3; и — вязкость жидкой
и паровой (газовой) фаз, н-сек/м2.
Другие способы расчета Дрт см. [О-6, Х-1, Х-27].
Расстояние между тарелками
111. Минимально допустимое расстояние между колпачковыми и ситчатыми
тарелками определяется тремя факторами.
а) Для нормальной работы тарельчатой колонны должны быть обеспечены
условия, исключающие переброс пены с нижних тарелок иа верхние.
Для предотвращения переброса пены высота сепарационного пространства
над уровнем пены на тарелке должна составлять около 1,2 Нпи. В этом слу-
чае расстояние между тарелками [Х-1]:
Нт = 2,2 Нпи м (Х-159)
где //„„ — высота слоя пены на тарелке, м.
б) Для предотвращения захлебывания расстояние между тарелками долж-
но быть больше высоты столба вспененной жидкости в переливной трубе
(Дт^Т/пер).
Если определяется высота вспененной жидкости Наер, то Нт можно при-
нять [Х-1]:
7/т ~ 1 >25 (7/Пер —^пер) Л (Х-160)
где йПер — высота перелива (рис. Х-16), м; Нп«р — высота слоя вспененной
жидкости в переливном устройстве; м.
Величина Hnev определяется из уравнения равновесия:
(^пер Лпр Л^пр) SPn — &Рт 4* &Рст. п “Ь АРпр (Х-161)
700
рекомендуемые аппараты для процессов ректификации и абсорбции
где йпр—высота приемной перегородки, м (рис. Х-16); Д1;пр — высота слоя
жидкости над приемной перегородкой, л; Дрт — общее сопротивление тарелки,
н/м2', Дрст. n=(WnH — ftnp)gpn — статическое давление пены над приемным ста-
каном, н/л2; Дрпр — потеря напора жидкости при протекании ее через перелив-
ное устройство, н/м2; рп — плотность вспененной жидкости в сливном патрубке
(приближенно ее можно принять равной половине плотности жидкости [0-3]).
в) Расстояние между тарелками влияет на брызгоунос. Последний рассчи-
тывается по формуле (Х-134), в которую входит высота сепарационного про-
странства he. Если допустить, что унос равен 0,1 кг жидкости/кг пара (газа),
то можно определить Нт по рис. Х-17.
112. При проектировании колонны с колпачковыми или ситчатыми тарел-
ками находят минимально допустимое расстоиние между ними по формулам
(Х-159), (Х-160) и по рис. Х-17, после чего по таблице градаций расстояний
между тарелками [Х-1] выбирают ближайшее большее значение Нт.
113. Расстояние между провальными тарелками может быть установлено:
а) в зависимости от уноса (по рис. Х-17);
б) в зависимости от высоты слоя пены на тарелке
he М
где Нпк — высота слоя пены, определяемая по формуле (Х-157); /г0 — высота
сепарационного пространства (для непенящихся жидкостей ftc=0,08-5-0,1 л [0-1]).
114. Опытные данные [Х-1] показали, что при правильно выбранных скоро-
стях пара (газа) влияние уноса начинает заметно сказываться при расстоянии
между тарелками меньше 300 мм. При снижении этого расстояния с 300 до
185—120 мм коэффициент массопередачи в паровой (газовой) фазе умень-
шается на 10—15%.
Эффективность тарельчатых абсорбционных и ректификационных
колонн
115. Расчет эффективности тарельчатых колонн недостаточно разработан,
поэтому точное значение разделяющей способности для многих процессов мас-
сопередачи определяют опытным путем.
Ниже приводятся основные методы расчета эффективности тарельчатых
колони: расчет по уравнениям для коэффициентов массопередачи (2 способа)
и расчет по к. п. д. тарелки.
116. Расчет эффективности тарельчатых колонн по уравнениям массопере-
дачи с построением кинетической кривой [Х-1].
Описание метода расчета см. выше (стр. 678).
Для построения кинетической кривой рассчитываются коэффициенты массо-
передачи и массоотдачи в условиях процессов абсорбции и ректификации.
а) Массопередача в тарельчатых колоннах в условиях процесса абсорб-
ции [Х-1].
Коэффициент массопередачи определяется из уравнений:
17 г 1 КМОЛЬ (Х-162)
Kxf 1 1 1 n кмоль м2 • сек • — кмоль
1
1 кмоль (Х-163)
Kyf — 1 , m „ кмоль
hf1 Рг/ кмоль
701
X. АБСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ПЕРЕГОНКА
Коэффициенты массоотдачи в газовой фазе, отнесенные к 1 м2 рабочей
площади тарелки.
Для колпачковых тарелок:
= 4,47 IO"4 <32д^ кмоль (Х-164)
„ кмоль м? сек кмоль
Для ситчатых тарелок:
= 3,03 • io-4 Ч,76д^ кмоль (Х-165)
Q кмоль м2 • сек кмоль
Коэффициенты массоотдачи в жидкой фазе, отнесенные к 1 м2 рабочей
площади тарелки.
Для колпачковых тарелок:
= 33,7-10~' л/ кмоль (Х-166)
9 кмоль м2 • сек кмоль
Для ситчатых тарелок:
_ 33,7-10 l,95Wj, ~*ьрх кмоль (Х-167)
— 0,41 9 кмоль м1 • сек кмоль
В этих формулах: wy — скорость газа, отнесенная к свободному сечению
колонны, м/сек-, &рх=Арт— ДрСух— гидравлическое сопротивление жидкости
на тарелке, н/м2-, &рт — общее гидравлическое сопротивление тарелки, опреде-
ляемое по уравнению (Х-137); Дрсух— сопротивление сухой тарелки, определяе-
мое по уравнениям (Х-138) и (Х-143).
б) Массопередача в тарельчатых колоннах в условиях процесса ректифи-
кации.
Коэффициенты массоотдачи в паровой фазе, отнесенные к 1 м2 рабочей
площади тарелки.
Для колпачковых и приближенно для ситчатых тарелок:
D., кмоль
<х-168>
м2 сек •------
кмоль
где Dv — средний коэффициент диффузия в паровой фазе, м2/сек;
wyhpy
Re& =------—; wy — скорость пара, отнесенная к свободному сечению колонны,
м/сек; h= 1—линейный размер, м; ри — средняя плотность пара, кг/м2; ptj,—
средняя вязкость пара, н • сек/м2.
Для провальных тарелок:
Nu' = A Re0-9 (Pr')0’25 (X-169)
где Nu(/
Re</
диффузионный критерий Нуссельта для паровой фазы;
критерий Рейнольдса для паровой фазы;
22,4₽v/v
Dy
wyly?y
prA =----—------диффузионный критерий Прандтля дли паровой фазы.
у ?yDy
702
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ АППАРАТЫ ДЛЯ ПРОЦЕССОВ РЕКТИФИКАЦИИ И АБСОРБЦИИ
(2а \о,5
J — линейный
n . . - « , кмоль
размер, ж; ру/ — коэффициент массоотдачи в паровой фазе, —---------------;
м2 • сек -----—
кмоль
Dy — средний коэффициент диффузии в паровой фазе, м21сек\ — средняя
вязкость пара, н-сек!м2\ pi;— средняя плотность пара, кг1м'\ рх— средняя
плотность жидкости, кг]м3\ — поверхностное натяжение, н/ль
Коэффициенты массоотдачи в жидкой фазе.
Для ситчатых и колпачковых тарелок [0-2, 0-3]:
= 38W0^D, (рг,)0>62-------кмоль-------
*' Mxh \ кмоль ' ’
м2 сек ----
КМОЛЬ
где Рг; = д-------диффузионный критерий Прандтля для жидкой фазы;
рх — средняя вязкость жидкости, и • сек/л2; рх — средняя плотность жидкости,
кг)»2', Ох —средний коэффициент диффузии в жидкой фазе, м21сек\ Мх — сред-
няя мольная масса жидкости, ка/к-иоль; ft=l—линейный размер, м.
Расчет массопередачи в жидкой фазе на ситчатых тарелках см. также
[Х-32].
Для провальных тарелок [0-1]:
Nu^ = 17,0We°>15 (Pr^)0'5 Ga°'7
(X-171)
где Nu' — Д———диффузионный критерий Нуссельта дли жидкой фазы;
Рх^х
WeA =---^-5----критерий Вебера дли жидкой фазы;
gPx?x
Pri
Oax
Кг
PxDx
IxPxg
i4
диффузионный критерий Прандтля для жидкой фазы;
критерий Галилея дли жидкой фазы;
f W'CT
lx~——----------линеиныи размер; м.
В этих выражениях: рх/ — коэффициент массоотдачи в жидкой фазе,
КМОЛЬ 1
„ кмоль
м2 сек------
~МХ — средняя мольная масса жидкости, кг/кмоль-, рх —.
кмоль
средняя плотность жидкости, кг]мА-, Dx— средний коэффициент диффузии в
жидкой фазе, л2/сек; — средняя вязкость жидкости, н-сек1м2-, о — поверх-
ностное натяжение, н/м; &рСт— статическое сопротивление слоя жидкости на
тарелке, н/л2.
117. Расчет эффективности тарельчатых колонн по обобщенному уравне-
нию [Х-28].
Обобщенное уравнение для расчета коэффициентов массоотдачи в любой
фазе при любых конструкциях тарелок:
Nu' = 8 • 104 (Ре')0>5Гг
(Х-172)
703
X. АБСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ПЕРЕГОНКА
Для газовой (паровой) фазы:
Nu'
Du
wyl
Для жидкой фазы:
Nu'
Ре
(l~e)Z\
= Н —коэффициенты массоотдачи
В этих выражениях:
в жидкой' и газовой (паровой) фазах, отнесенные к 1 м2 свободного сечения
тарелки, м!сек; Dx и Dv — средние коэффициенты диффузии в жидкой и газо-
вой (паровой) фазах, м2]сек; wx и шу — скорости жидкой и газовой (паровой)
фаз, отнесенные к полному сечению колонны, м!сек; Др—-разность давлений,
н/л2; р — плотность, кг/м3-, е — доля газа в газожидкостной смеси
1Х » 1у ~ ; /—масштаб пульсаций (условно
/=1 м).
118. Расчет тарельчатых ректификационных колонн методами
ступеней изменения концентраций (теоретических тарелок) и определения к. п. д
тарелки (коэффициента обогащения).
Уравнение для
редки, работающей
на тарелке;
принимают
построения
или в развернутом
коэффициента обогащения (к п. д.) одиночной ситчатой та-
в режиме подвижной пены [Х-8]
q = O,33Fr“0,1 Оа°’04Г0’1
виде:
(Х-173)
~ Dr
Лп’ёр^Рл)0’08^’^0’06
T] — 0,33 0,2 0,08
Ь-
CpgPx. г
(Х-174)
W2, Лпер£Рл Dk
Здесь Fr==-----Сад. =----------=—’ r ’ Лпер — высота перелива,
Р» ^нер
m; Dk — диаметр колонны, л; — скорость пара, отнесенная к полному сечению
колонны, м!сек; р* — плотность жидкости, кг/м3-, — вязкость жидкости,
н • сек/м2.
Другие расчетные формулы см. [0-6].
Способы повышения эффективности работы тарельчатых колонн
119. Для повышения эффективности работы колонн, имеющих тарелки с
цилиндрическими колпачками, рекомендуется [Х-19]:
а) применять тарелки с колпачками небольшого диаметра;
б) не увеличивать высоту слоя жидкости над прорезями свыше 20—30 мм;
в) предусматривать защитные устройства для переливов, обеспечивающие
уничтожение пены;
г) для тарелок больших диаметров предусматривать несколько переливных
устройств по длине тарелки;
704
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ АППАРАТЫ ДЛЯ ПРОЦЕССОВ РЕКТИФИКАЦИИ И АБСОРБЦИИ
Коленные аппараты из углеродистой или кислотостойкой стали для давления от 0,005 до 16 ат
Колпачок . «- х ж К Э о.4 70,80 1
диа- метр, мм 1 о со 001 100 1
Обозначе- ние тст ТСК-1 TCK-III ТСК-Р ТСБ-1
а 3 3 в с L с между тарелками, мм 400, 500, 600, 700 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500 (свыше 500 не нормали- зуется) 300, 350, 400, 450, 500 (свыше 500 не нормали- зуется) 200, 300, 350, 400, 450, 600 (последнее при установке люка)
Внутренний диаметр, мм (1200), 1400, 1600, 1800, 2200, 2600, 3000 400, 500, 600, 800, 1000 f | 1WV, 1400, 1600, 1800, (2000), 2200, (2400), 2600, 3000 (1200), 1400, 1600,1800, (2000), 2200, (2400), 2600, 3000 400, 500, 600 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, (2000), 2200, (2400), 2600, 3000
Наименование Колонные аппаоаты с туннельными кол- пачками Колонные аппараты с капсульными колпач- ками (см. также табл. Х-12) Колонные аппараты безнасадочные (решет- £ 3
23 Зак. 134
705
8 * Продолжение
Наименование Внутренний диаметр, мм Расстояние между тарелками, мм Обозначе- ние Колпачок Переливное устройство Основание тарелки
диа- метр, мм ши- рина, мм
Колонные аппараты эезнасадочные (ситча- гые) 400, 500, 600 200, 300, 350, 400, 450, 600 (последнее при установке люка) ТСБ-11 — — Без пере- ливного уст- ройства Неразъем- * ное > ГЛ л
800, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, (2000), 2200, (2400), 2600, 3000 о Разъемное ст из нескольких частей * гл ж
Колонные аппараты насадочные Примечания. 1. Ди подачи или отбора жидкости । 400, 500, 600, 800, 1000, 1200, (1400), (1600), (1800), (2000), (2200), (2400), (2600), (3000) амшры колонных апп; >асстоянне между таре; Не нормали- зуется ратов, взятые в скобк жами принимать не ме ТСН-П 1ть не реком ен Без пере- ливного уст- ройства дуется. 2. При нал Неразъем- “ ное нлн х разъемное из > нескольких ₽ частей 5
ТСН-Ш 3 Неразъем- w ное или гл разъемное из о двух половин 3 на болтах >
TCH-IV и, примен нее 300 мм Разъемное из нескольких частей для прохода через люк ичин штуцеров для
Характеристика колонных аппаратов с капсульными колпачками Таблица Х-12 РЕКОМЕНДУЕМЫЕ
Тнп тарелки Колонный аппарат Диаметр колпачка, мм Число колпачков Длина линии барботажа, м Длина сливного борта, мм Диаметр перелив- ной трубы, мм Площадь сечения переливной сегментной трубы, Ж2 Площадь сечения паровых патрубков Гп> р -^-100. к %
внутренний диаметр, мм площадь попереч- ного сечения FK.
TCK-I 400 • 0,125 80 6 1,51 235 0,005 0,0120 9,5 Я я
500 0,196 10 2,51 300 57X3 —- 0,0196 10,0
600 0,283 13 3,25 355 57X3 — 0,0255 9,0
800 0,502 29 7,29 500 89X4 — 0,0570 11,4 Ё
1000 0,785 34 8,54 585 108X4 — 0,0667 8,5 Я
TCK-I11 1000 0,785 100 27 8,50 585 — 0,026 0,0820 10,4
1200 1,13 34 10,7 770 0,054 0,103 9,0 я
1400 1,54 56 17,6 870 ——. 0,054 0,169 11,1 о
1600 2,01 66 20,7 1000 — 0,09 0,200 10,0 с
1800 2,54 96 30,1 1100 — 0,09 0,290 11,4 ft
(2000) 3,14 129 40,5 1140 — 0,09 0,380 12,1 ft о
2200 3,81 147 46,2 1420 —— 0,218 0,444 11,7 со
(2400) 4,51 163 51,2 1680 .— 0,29 ' 0,490 10,9 Т5
2600 5,29 208 65,3 1740 —. 0,29 0,630 11,9 Р1 Ж
3000 7,07 284 89,2 2040 — 0,428 0,856 12,1 X
е
ТСК-Р (1200) 1,13 100 41 12,9 720 — 0,08 0,120 10,6 X ж
1400 1,54 56 18,5 870 — 0,098 0,178 11,6
1600 2,01 70 22,0 1000 — 0,125 0,212 10,0 X
1800 2,54 100 31,4 1100 — 0,223 0,320 11,4 X
(2000) 3,14 129 40,5 1140 — 0,327 0,380 12,1 X
2200 3,81 151 47,4 1420 — 0,337 0,455 12,4
(2400) 4,51 169 53,1 1680 — 0,49 0,510 11,3 С1
2600 5,29 212 66,6 1740 0,478 0,640 12,1 о
3000 7,07 288 90,5 2040 — 0,681 0,870 12,3 СП
₽ S я
X. АБСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ПЕРЕГОНКА
д) во всех случаях, где это возможно по условиям эксплуатации, не уве-
личивать расстояние между тарелками свыше 250—300 мм.
120. Для повышения эффективности работы колонн с ситчатыми тарелками
рекомендуется [Х-19]:
а) соотношение между диаметром отверстий и шагом принимать рав-
ным 3,6;
б) толщину тарелок по возможности уменьшать;
в) высота сливного порога при
бодном сечении колонны (0,7—1,0
Рис. Х-20. Колпачок капсульный
с патрубком (размер К устанавли-
вается при монтаже колонного
аппарата в зависимости от техно-
логического режима).
средних и больших скоростях пара в сво-
м]сек) должна быть не менее 40—50 мм
(до 75 мм); при малых скоростях пара
высота сливного порога не оказывает
влияния иа эффективность работы та-
релки;
г) расстояние между тарелками более
150—200 мм не оказывает существенного
влияния иа эффективность массообмена
при условии отсутствия пены; на участках
колонны, где образуется большое количе-
ство пены, расстояние между тарелками
следует увеличивать;
д) в колоннах большого диаметра
устанавливать тарелки с наклоном в сто-
рону слива, равным 1 : 45;
е) свободное сечение тарелок брать в
пределах 7—15%.
Рекомендации по другим типам таре-
лок см. [Х-19].
Характеристика типовых колонных
аппаратов
121. В нормалях НИИХИММАШа
[Х-12] приведена классификация типовых
колонных аппаратов из стали и чугуна, описаны конструкции типовых тарелок
общего назначения и унифицированные узлы колонн.
Краткая классификация стальных колонных аппаратов дана в табл. Х-11,
характеристика аппаратов с капсульными колпачками — в табл. Х-12. Харак-
теристика капсульных колпачков приведена в табл. Х-13 и на рис. Х-20.
Характеристика капсульных колпачков
Таблица х-13
Тип тарелки Диаметр колонного аппарата, мм Диа- метр кол- пачка (наруж- ный) dK, мм Высота кол- пачка, Лк. мм Высота про- рези ^прор’ мм Ши- рина про- рези, мм Число про- резей Площадь сечеиия одной прорези, М2 Длина линии барбо- тажа, М Патрубок
диа- метр (наруж- ный) dn, мм толщи- на стенки, мм
TCK-I 400—1000 80 80 20 30 4 30 0,00008 0,00012 0,251 57 3
TCK-III 1000—3000 100 90 20 30 4 36 0,00008 0,00012 0,314 70 3
ТСК-Р 1200—3000 100 90 20. 30 4 36 0.00008 0,00012 0,314 70 3
708
Перегонка
ПРОСТАЯ ПЕРЕГОНКА
122. Перегонкой называется процесс частичного выкипания из жидкого рас-
твора различных по летучести веществ. Перегонку можно вести тремя спо-
собами (пп. 123—125).
1’23. Однократное изменение фазового состояния раствора (однократное
испарение).
Этот процесс в промышленных условиях ведется обычно непрерывным спо-
собом [Х-11]. Схема непрерывного однократного выкипания показана на
рис. Х-21. В кубе 1 исходная смесь F подогревается (при этом часть жидкости
Рис. Х-21. Схема непрерывного однократного выкипания:
/ — куб; 2 — конденсатор.
испаряется) и поступает в конденсатор 2, в котором равновесный состав паров
отвечает составу жидкости, уходящей из аппарата.
Уравнение материального баланса:
откуда
или
Fxp=Wxw + Dy * = Wxw + (F—W)y* (Х-175)
F У* — хт
W У* ~ хF (Х-176)
F — W D х- — х....
w~ = Лг =‘ —= к = tga У * — Хр (Х-177)
Здесь F— количество исходного раствора, кмоль/сек; W — количество уда-
ляемой жидкой фазы, кмоль/сек; D — количество образовавшейся паровой фазы,
кмоль/сек; хр — мольная доля легколетучего компонента в исходном растворе;
у* и xw — мольные доли легколетучего компонента в равновесных паровой и
жидкой фазах.
Абсолютные значения у* определяются из зависимости:
yt=f(xw)
На рис. Х-21 в координатах у — х представлен процесс однократного вы-
кипания.
124. Простая периодическая перегонка без дефлегмации.
По этой схеме можно работать как под давлением, так и под вакуумом.
Схема процесса показана на рис. Х-22. Исходная смесь в количестве F перио-
дически загружается в куб 1, нагревается в нем и закипает. Образующиеся
709
X. АБСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ПЕРЕГОНКА
пары отводятся из куба и конденсируются в конденсаторе 2; конденсат соби-
рается в сборниках 3. По окончании перегонки остаток из куба удаляется. От-
водимый из куба пар в каждый дан-
ный момент находится в равновесии
с оставшейся в нем жидкостью.
Уравнение простой перегонки без
дефлегмации [0-1 — 0-3]:
XF
W'«W- I ,х’|78)
xw
На рис. Х-22 и в уравнении
(Х-178): F—исходный раствор на
одну загрузку, кмоль; W — количе-
ство кубового остатка, кмоль; D —
количество отводимых паров, кмоль;
хр — мольная доля легколетучего
Рис. Х-22. Схема периодической пе-
регонки без дефлегмации:
1 — куб; 2—конденсатор; 3 — сборники.
компонента в исходном растворе;
Х'Х’ — мольная доля легколетучего компонента в конечном кубовом остатке; у*
и х — равновесные составы паровой и жидкой фаз (в пределах от хр до ху>,)-
Расчет можно производить также в весовых количествах и весовых кон-
центрациях.
Интеграл в формуле (Х-178) определяется графически. Откладывая по оси
абсписс значения х, а- по оси ординат — соответствующие значения —-------->
находят площадь, ограниченную кри-
вой и вертикальными линиями, про-
ходящими через хр и Опреде-
ленная таким образом площадь рав-
на в соответствующем масштабе
интегралу в правой части уравиеиия
(Х-178).
Количество перегнанной жидко-
сти определяется из материального
баланса:
D = F — W (Х-179)
Средний состав перегнанной
D.y’
Рис. Х-23. Схема периодической пе-
регонки с дефлегмацией:
/ — куб; 2— конденсатор; 3— сборники; 4—де-
флегматор.
жидкости:
^Хр WxW
F—W
(Х-180)
ъ=
По мере испарения исходной
смеси содержание легколетучего ком-
понента в дистиллате постепенно
уменьшается. В случае необходимо-
сти получения различных фракций
перегнанной жидкости первые и последние порции дистиллата отводят в разные
сборники. Такая технологическая схема называется фракционной перегонкой.
Приведенные выше уравнения применимы и для простой перегонки с не-
прерывной подачей исходной смеси в куб [Х-П].
125. Простая периодическая перегонка-с дефлегмацией.
Степень разделения компонентов повышается при частичной конденсации
пара в дефлегматоре 4 (рис. Х-23). При этом конденсируется преимущественно
710
ПЕРЕГОНКА
менее летучий компонент, что приводит к обогащению дистиллата легколету-
чим компонентом.
Уравнение простой перегонки с дефлегмацией [0-2, 0-3]:
J <х481>
xw
Уравнение (Х-181) отличается от уравнения (Х-178) только тем, что со-
став пара у*, равновесный с составом жидкости х, заменен составом пара у',
выходящего из дефлегматора.
Состав пара у' определяется из материального баланса дефлегматора:
(Ф+О)у=Оу' + Фхф (Х-182)
или
(Я + 1) У = У' + ^хф
(Х-183)
В уравнениях (Х-181) — (Х-183}: F — количество исходной смеси, кмоль-,
D — количество дистиллата, поступающего в конденсатор 2, кмоль; Ф — коли»-
чество флегмы, стекающей из дефлегматора 4 в
куб /, кмоль; х р— мольная доля легколетучего
компонента в исходной смеси; xw — мольная
доля легколетучего компонента в кубовом остат-
ке; хф— мольная доля легколетучего компонен-
та в флегме, стекающей из дефлегматора 4 в
куб 1; у — мольная доля легколетучего компо-
нента в паре, поступающем из куба /. в де-
флегматор 4; у'—мольная доля легколетучего
компонента в паре, поступающем из дефлегма-
Ф
тора 4 в конденсатор 2; R = -^— флегмовое
число.
Из уравнения (Х-183) следует:
У — Хф
Рис. Х-24. К расчету перио-
(Х-184)
.. . дической перегонки с де-
Количество флегмы Ф и флегмовое число флегмацией.
R можно изменять, регулируя количество воды,
подаваемой в дефлегматор.
Для определения у' проводят вертикаль из точки, х (рис. Х-24) до пере-
сечения с кривой равновесия (точка А}. Из точки А проводят горизонталь до
пересечения с осью ординат (что дает значение у) и до пересечения с диаго-
налью (точка В). Из точки В проводят прямую под углом а к оси абсцисс
(тангенс угла наклона прямой равен R). Из точки С пересечения этой прямой
с кривой равновесия проводят горизонталь до оси ординат, что определяет
значение у', и вертикаль до оси абсцисс, что определяет значение хф.
Из рис. Х-24 и формулы (Х-184) видно, что
tga =
у' —У _ л
У — Хф
Для графического интегрирования правой части уравнения (Х-181) строят
кривую в координатах х—I ._____ I. Площадь, ограниченная кривой н орди-
\ у X ]
711
X. АБСОРБЦИЯ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ПЕРЕГОНКА
натами, проведенными через хр и в соответствующем масштабе определяет
величину интеграла.
Расчет по формулам (Х-181) — (Х-184) может производиться также в мас-
совых долях и соответственно в массовых количествах потоков.
ПЕРЕГОНКА В ТОКЕ ВОДЯНОГО ПАРА
126. Перегонка в токе водяного пара дает возможность перегонять высоко-
кнпящие вещества, нерастворимые в воде (например, анилин, скипидар и пр.),
при низких температурах. При атмосферном давлении перегонка в токе водя-
ного пара осуществляется при температурах ниже 100° С.
127. Температуры перегонки органических жидкостей, не смешивающихся
с водой при атмосферном давлении, можно определить по рис. Х-25 на пере-
сечении кривой давления насыщенного пара воды (пунктирная линия), идущей
t;c
Рис. Х-25. Давление насыщенного пара органических
жидкостей в зависимости от температуры (жидкости,
не смешивающиеся с водой):
1 — сероуглерод; 2— гексан; 3—четыреххлористый углерод;
4—бензол; 5 — толуол; 6 — скипидар; 7— анилин; 8—крезол;
9 —нитробензол; 10— нитротолуол.
Пересчет в СИ: 1 мм рт. ст = 133,3 н/м2.
от Р=760 мм рт. ст., с кривой давления насыщенного пара соответствующей
жидкости (сплошные линии). То же можно определить при общем давлении
300 мм рт. ст.
128. Расход водяного пара при перегонке не смешивающихся с водой ве-
ществ в токе водяного пара [0-1]:
GB = G„eD „МвРв (Х-185)
В ЕР ЛГперРперФ
где GB — количество водяного пара, уходящего с перегоняемым веществом, кг;
Спер — количество перегоняемого вещества, кг; Мв и МПер — молекулярные
веса воды и перегоняемого вещества; рв и рвер — парциальные давления водя-
ного пара и пара перегоняемого вещества; ср — коэффициент, учитывающий не-
полное насыщение водяных паров, уходящих из перегонного аппарата, парами
отгоняемого вещества (для приближенных расчетов ср=0,7 4-0,8).
712
ПЕРЕГОНКА
129. Значение ср, которое зависит от гидродинамического режима
ки, можно точно рассчитать по данным Э. К.'Сийрде [Х-29].
Обозначим:
._F -0..2 (AWnep\-°-W5( М0'28 (—Г0’48
А F \ МвРв ) \ /отв / \h]
При пузырьковом режиме перегонки, т. е. при А > 0,84:
Ф=1
При пеином режиме, т. е. при 0,84 > А > 0,735:
Ч>=1,17 А
перегон-
(Х-186)
(Х-187)
(Х-188)
(Х-189)
При струйчатом режиме, т. е. при А < 0,735:
Здесь Fr = — критерий Фруда; / — площадь свободного сечения пере-
гонного аппарата, м2; /отв — площадь отверстий для истечения пара в жид-
кость, л2; D — диаметр перегонного аппарата (или диаметр области влия-
ния вводимого пара), м; h — минимальная высота слоя дистиллируемой жид-
кости, через которую барботирует пар, равная 60 мм.
Слой жидкости на тарелке больше 60 мм заметного влияния иа коэффи-
циент насыщения уже ие оказывает.
Условия существования приведенных режимов были определены при сле-
дующих значениях параметров:
/ D -МпеоРпео
40 < < 1785; 1,485 < — < 4,25; 0,18 < —,, Р < 22,4; 300 < Fr < 700 000
I отв Л Л1В/7В
130. В формуле (Х-185) не учитывается расход пара на нагревание и ис-
парение перегоняемого вещества и восполнение теплопотерь аппарата. Необхо-
димое для этого тепло обычно подводится с глухим паром (обогрев через ру-
башку) или топочными газами.
Перегонку в токе водяного пара можно производить и под вакуумом, если
необходимо предохранить жидкость от разложения и снизить температуру про-
цесса.
Общий расход тепла при перегонке в токе водяного пара больше, чем при
простой перегонке, на величину количества тепла, уходящего из аппарата с
водяным паром.
XI. АДСОРБЦИЯ
1. Адсорбцией называется процесс избирательного поглощения газов, паров
или растворенных в жидкости веществ (адсорбтивов) твердыми пористыми по-
глотителями (адсорбентами).
Обратимость процесса физической адсорбции создает благоприятные усло-
вия дли последовательного проведения процессов адсорбции (поглощения ве-
щества адсорбентом) и десорбции (извлечения из адсорбента поглощенного ве-
щества ).
Преимуществом адсорбции, по сравнению со всеми другими способами -
глубокой очистки исходной смеси, является то обстоятельство, что этот про-
цесс может осуществляться при относительно очень малых концентрациях по-
глощаемого вещества в газе (жидкости) и обеспечивает почти полное погло-
щение ценных компонентов смеси.
2. Процесс адсорбции широко применяется в химической и нефтехимиче-
ской промышленности (для очистки нефтепродуктов, для рекуперации летучих
растворителей, для разделения газов и жидкостей, для выделения и очистки
мономеров в производстве каучука, синтетических смол и пластмасс, для глу-
бокой осушки газов и т. д.).
Обозначения состава фаз
3. При расчетах процессов адсорбции из парогазовой смеси применяются
следующие способы выражения состава фаз [0-3].
Состав парогазовой фазы (см. табл. 0-1):
а) относительная массовая концентрация У, кг адсорбируемого вещества/кг
инертной части смеси-,
б) объемная массовая концентрация Су, кг адсорбируемого вещества/м3
парогазовой смеси;
в) объемная массовая относительная концентрация cv, кг адсорбируемого
вещества/м3 инертной части смеси.
Состав твердой фазы:
а) относительная массовая концентрация Z, кг адсорбируемого вещества/кг
адсорбента;
б) объемная массовая относительная концентрация сг, кг адсорбируемого
всщества/м3 адсорбента.
В литературе применяются и другие способы выражения состава фаз, на-
пример а, ммоль адсорбируемого вещества/г адсорбента.
Адсорбенты
4. Адсорбенты представляют собой твердые зернистые материалы, имеющие
весьма пористую структуру и обладающие большой удельной поглощающей по-
верхностью.
5. Различают адсорбенты двух структурных типов:
а) первый тип—адсорбенты с очень мелкими порами (микропорамн), раз-
меры которых сравнимы с размерами адсорбируемых молекул;
714
АДСОРБЕНТЫ
б) второй тип -— адсорбенты с более крупными порами.
Наиболее распространенными адсорбентами являются активированный уголь
и силикагель, алюмогель и синтетические цеолиты (молекулярные сита).
6. Пористые адсорбенты характеризуются плотностью:
а) истиииая плотность — масса единицы объема плотного материала (ие
содержащего пор), из которого состоит адсорбент;
б) кажущаяся плотность — масса единицы объема пористого материала зе-
рен (гранул) адсорбента;
в) насыпная плотность — масса единицы объема слоя адсорбента.
Адсорбент неоднородного зернения имеет более высокую насыпную плот-
ность, так как мелкие частицы частично заполняют промежутки между зерна-
ми. Для взвешенного слоя насыпная плотность тем меньше, чем больше по-
розность.
АКТИВИРОВАННЫЕ УГЛИ
7. Активированные угли представляют собой мелкие кристаллы с решеткой
графита [Х1-2]. Применяются эти угли в гранулированном виде (в зернах раз-
мером 1—7 мм) или в виде порошка.
Адсорбционные свойства активированных углей зависят от величины актив-
ной удельной поверхности и от структуры, т. е. от величины пор и распределе-
ния их по размерам.
Структура активированного угли влияет на скорость процесса адсорбции,
определяет форму изотермы и число поглощенных молекул различных раз-
меров.
8. Различают два предельных типа угля [XI-1]:
а) к первому структурному типу относятся умеренно проактивированные
угли (обгар не более 50%); в мелких порах таких углей адсорбционные потен-
Лалы повышены;
б) ко второму структурному типу относятся крупнопористые, предельно
проактивированные угли (обгар превышает 75%).
Между двумя предельными типами находятся угли с обгаром от 50 до 75%.
Свойства активированных углей приведены в табл. XI-1 [0-17].
Таблица Х1-1
Свойства некоторых промышленных адсорбентов
Показатели Силикагель Алюмосили катный катализатор Активированные угли
мелкопо- рнстый крупно- пористый
Истинная плотность, кг!м? Кажущаяся плотность, кг 1м3 Насыпная плотность, кг/м3 .... . Объем пор, см3/г . . . Размер пор, А . . . Удельная поверхность, м2/г 2100—2300 1300—1400 800 0,280 5-30 450—500 2100—2300 750—850 500 0,900 70—100 270—350 2300 1060—1090 700 0,570 20—25 300—350 1750—2100 500—1000 200—600 Менее 70 600—1700
9. Недостатком активированных
воздуха эти угли можно применять
углей является их горючесть. В атмосфере
при температурах не выше 200° С.
715
XI. АДСОРБЦИЯ
Для уменьшения горючести углей к иим добавляют негорючий силикагель.
Однако получаемый силикакарбои обладает меньшей адсорбционной способ-
ностью по отиошеиию к органическим веществам.
Подробнее см. [XI-1, XI-2, XI-4],
силикагель
10. Силикагели применяются в виде зерен диаметром 0,2—7 мм. Их сорб-
ционные свойства зависят от структуры, а для некоторых веществ (вода, ме-
тиловый спирт и др.) также от степени дегидратации поверхности.
Силикагели являются более однородными пористыми сорбентами по сравне-
нию с активированными углями. В зависимости от величины пор они делятся
иа мелкопористые и крупнопористые (табл. XI-1).
Силикагели применяются главным образом для поглощения паров воды из
газовых смесей. Количество поглощаемой силикагелем влаги достигает 50% от
его массы [Х1-1]. Достоинством силикагелей является то, что они выдерживают
сравнительно высокие температуры.
Подробнее см. [XI-2, Х1-4].
ЦЕОЛИТЫ (МОЛЕКУЛЯРНЫЕ СИТА)
И. Цеолиты представляют собой пористые кристаллы (алюмосиликаты ще-
лочных элементов), встречающиеся в природе, однако техническое значение при-
обрели цеолиты, получаемые путем гидротермального синтеза.
В отличие от других адсорбентов, каждый тип цеолитов имеет поры (точ-
нее, входные отверстия в сорбционные полости) определенного размера. Цео-
литы сорбируют только те молекулы, которые могут проникнуть -в их поры,
причем форма молекулы имеет большее значение, чем ее объем. Исходя из этих
свойств цеолитов, их называют молекулярными ситами и классифицируют по
способности сорбировать молекулы определенных размеров. Подробнее о кри-
тических размерах молекул см. [Х1-2].
Достоинством цеолитов является высокая адсорбционная емкость при по-
вышенных температурах й низких концентрациях адсорбируемых компонентов
в смеси.
12. Цеолиты применяются для разделения смесей газов или жидкостей по
размерам молекул (например, для отделения нормальных парафиновых угле-
водородов от углеводородов изостроения), для разделения азеотропных смесей,
для тонкой очистки мономеров перед полимеризацией, для повышения октано-
вого числа бензинов, для глубокой осушки газов, для очистки газов и жидко-
стей от примесей при низких концентрациях этих примесей и т. п.
Подробнее см. [XI-1 — XI-3, Х1-15 —Х1-17].
СТАТИЧЕСКАЯ И ДИНАМИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ АДСОРБЕНТОВ
13. Характеристикой адсорбентов является их активность, которая опреде-
ляется массовым количеством вещества, поглощаемого единицей массы (или
объема) адсорбента.
14. Статическая активность адсорбента (или статическая емкость) харак-
теризуется максимальным количеством вещества, адсорбированного к моменту
достижения равновесия массовой или объемной единицей адсорбента при дан-
ных температуре и концентрации адсорбируемого вещества в парогазовой
смеси.
15. Динамическая активность адсорбента (или динамическая емкость) ха-
рактеризуется максимальным количеством вещества, адсорбированного массо-
вой или объемной единицей адсорбента за время от начала адсорбции до на-
чала «проскока».
716
РАВНОВЕСИЕ МЕЖДУ ФАЗАМИ
Динамическая активность всегда
мышлениого типа с активированным
ляет 85—95% от статической [0-1].
Иногда динамическую активность
сорбции до начала «проскока» (для
меньше статической. В адсорберах про-
углем динамическая активность состав-
характеризуют временем от начала ад-
определенной высоты слоя адсорбента).
Равновесие между фазами
16. Независимо от природы действующих в процессе адсорбции сил, при
достаточном времени соприкосновения фаз и постоянной температуре наступает
адсорбционное (статическое) равновесие и устанавливается определенное равно-
весное соотношение между кон-
центрацией адсорбированного ве-
щества в твердой фазе и концен-
трацией того же вещества в газо-
вой фазе.
В общем виде эта зависи-
мость имеет вид:
Z = I(Y,T) (XI-1) |
а
Часто равновесная записи-
мость выражается в виде функции <§
Z от парциального давления ад- |
сорбируемого вещества в газе р: д-
Z = f(p,T) (XI-2) g
17. Прн постоянной темпера- м’
туре уравнения (Х1-1) и (XI-2)
принимают вид:
z = f(F) (Xi-3)
или
Z = f(p) (XI-4)
мм рт. ст.
Рис. XI-1. Изотермы адсорбции активиро-
нанным углем различных веществ:
I —бензол, 20° С; 2—этиловый спирт, 20° С; —эти-
ловый спирт, 25" С; 4 — этиловый спирт (70%)-|-днэти-
ловый эфир (30%), 20° С; 5 —диэтиловый эфир, 20° С.
Кривая, выражающая зависи-
мость (XI-3) или (Х1-4) при до-
стижении равновесия, называется
изотермой адсорбции.
На рис. XI-1 приведены изо-
термы адсорбции активирован-
ным углем различных веществ.
18. Существует несколько теорий для объяснения процесса адсорбции. Наи-
большее распространение получили химическая теория (уравнение Лэигмюра)
и потенциальная теория (уравнения Дубинина). Подробнее о теории адсорбции
см. [Х1-1 —Х1-8].
УРАВНЕНИЕ ИЗОТЕРМЫ АДСОРБЦИИ ЛЭИГМЮРА
19. Расчетное уравнение изотермы адсорбции Лэигмюра:
а
АВр
14-Др
(XI-5)
где а — количество вещества (адсорбтива), поглощенного единицей массы или
объема адсорбента при состоянии равновесия; А и В — постоянные, зависящие
от свойств адсорбента и адсорбируемого вещества и определяемые опытным
путем; р — парциальное давление адсорбируемого компонента в парогазовой
фазе.
717
XI. АДСОРБЦИЯ
20. В зависимости от парциального давления р адсорбируемого компонента
в парогазовой фазе изотерму Лэнгмюра подразделяют на три области.
а) Область малых парциальных давлений р. В этом случае величиной Ар
в знаменателе пренебрегают и зависимость (XI-5) принимает вид:
а=АВр
(XI-6)
б) Область высоких парциалриых давлений р. При больших значениях ве-
личины Ар единицей в знаменателе можно пренебречь. Тогда формула (XI-5)
принимает вид:
(XI-7)
а=В
в) В промежуточной области средних парциальных давлений упрощений в
формуле (XI-5) произвести нельзя.
В основе уравнения Лэнгмюра лежит предположение о наличии мономоле-
куляриой адсорбции, поэтому оно удовлетворительно охватывает эксперимен-
тальные данные только для изотерм первого типа (типы изотерм см. [XI-5]).
Для случая полимолекуляриой адсорбции уравнение Лэнгмюра совершенно не-
применимо.
УРАВНЕНИЯ ИЗОТЕРМЫ АДСОРБЦИИ ДУБИНИНА
21. М. М. Дубининым с сотрудниками была впервые установлена зависи-
мость адсорбционных свойств адсорбентов от их структуры и от физико-хими-
ческих характеристик поглощаемого вещества.
Согласно потенциальной теории, иа поверхности адсорбента удерживается
несколько слоев молекул адсорбированного вещества. Каждой точке адсорби-
рованного слоя соответствует адсорбционный потенциал е. Величина в является
функцией расстояния / от этой точки слоя до поверхности адсорбента:
e=<p(Z)
(XI-8)
Адсорбционный потенциал определяется как работа, совершаемая адсорб-
ционными силами при перемещении одной молекулы из того места, где эти
силы уже ие оказывают действия, в данную
точку, находящуюся иа расстоянии Z от поверх-
ности адсорбента [Х1-5]. Поверхности, потенциа-
лы которых одинаковы, называются эквипотен-
циальными.
На рис. XI-2 приведена схема расположе-
ния эквипотенциальных поверхностей. Буквами
ft7!. W2, IF3, ... обозначены объемы адсорбирован-
ных слоев, ограниченные • эквипотенциальными
поверхностями и поверхностью адсорбента [0-1].
Объем всего адсорбционного пространства
Инмане ограничен поверхностью адсорбента и по-
верхностью, отделяющей адсорбированный слой
Рис. XI-2. Расположение
адсорбированных слоев на
адсорбенте согласно по-
тенциальной теории.
Согласно потенциальной
от пространства, где адсорбционные силы уже
ие действуют. На последней эквипотенциальной
поверхности (соответствующей ДО'макс) адсорб-
ционный потенциал равен нулю.
22. Кривая распределения потенциала в адсорб-
ционном пространстве, т. е. зависимость e—f(W),
называется характеристической (рис. XI-3).
теории физической адсорбции, адсорбционный по-
тенциал, а следовательно и характеристическая кривая ие зависят от темпера-
туры. Характеристическая кривая зависит лишь от рода поглощаемого веще-
ства. Отношение ординат (или адсорбционных потенциалов) для двух различ-
718
РАВНОВЕСИЕ МЕЖДУ ФАЗАМИ
ных
иой
веществ при равных адсорбционных объемах является постоянной величн-
и обозначается 0а:
61 _ Е2
Е1С Е2С
(XI-9)
81 и е2—адсорбционные потенциалы адсорбируемого вещества; ею и е2с—
где
адсорбционные потенциалы стандартного вещества.
В формуле, (XI-9) и на рис. XI-3 значения адсорбционных потенциалов для
обоих веществ соответствуют одинаковым адсорбционным объемам W.
Коэффициент ра называется коэффициентом аф-
финности, а кривые, ординаты которых находятся в
постоянном отношении, называются аффинными.
23. По изотерме адсорбции пара при температуре
Т1 можно приближенно вычислить изотерму адсорбции
любого другого пара при температуое Т2 по
щим уравнениям [Х1-5,.Х1-10]:
а - a'V'
V2
следую-
СХЬЮ)
или
lg Cj,2 = lg CjiHac,— ₽a-^~lg
7 2
у нас,
£
О
или
Ig/’2=lg/3Hac2-₽a-^’g^
(XI-12)
Рис. XI-3. Аффинные
характеристические
кривые:
1 — адсорбируемое
ство; л
всще-
2 — стандартное ве-
щество.
единицей массы
И Су*— концентрации стандартного и исследуемого
(XI-11)
У1
И
^макс
В
этих уравнениях; at — количество стандартного
вещества в молях, адсорбируемое единицей массы ад-
сорбента (ордината стандартного вещества); а2 — иско-
мое количество исследуемого вещества в молях, адсорбируемое
того же адсорбента;
веществ в паровоздушной смеси, кг вещества/м3 смеси', CftHaCi и CftHfw.a —
концентрации стандартного и исследуемого веществ в паровоздушной смеси в
состоянии насыщения, кг вещества/м3 смеси; Vi и V2—мольные объемы стан-
дартного и исследуемого веществ в жидком состоянии (V=M/prtt, где М — мо-
лекулярный вес, р>,< — плотность жидкости); pi и р2 — давление паров стан-
дартного и исследуемого веществ в паровоздушной смеси; ^HaC1 и РяЛС —
давление насыщенного пара стандартного и исследуемого веществ (значения
Р и Рнас следует выражать в одинаковых единицах); 7\ и Т2— температуры
стандартного и исследуемого веществ, °К; (5а — коэффициент аффинности.
24. Коэффициент аффинности для парообразных веществ можно вычислить
по формуле;
р
ра
(XI-13)
Для газообразных веществ формула (XI-13) неприменима.
25. Для расчета как для парообразных, так и для газообразных веществ
можно применять формулу;
и
(XI-14)
где Ри — парахор исследуемого вещества; Рс — парахор стандартного вещества.
719
XI. АДСОРБЦИЯ
26. Парахором называется величина, определяемая по формуле:
Ш‘/4УИ
где сг — поверхностное натяжение адсорбируемого вещества в жидком состоя-
нии, я/лц рж — плотность жидкости, кг/л3; рп — плотность насыщенного пара
этой жидкости, кг!мг\ М — мольная масса жидкости, кг)кмоль.
Поверхностное иатяжеиие, а также плотности жидкости и пара должны
приниматься для одной и той же температуры.
Парахор можно также вычислить как сумму парахоров атомов и связей,
входящих в соединение [0-11, т. I, стр. 390].
27. В табл. XI-2 приводятся коэффициенты аффинности характеристических
кривых различных веществ для активных углей.
Таблица XI-2
Значения коэффициентов аффинности
Вещество Ра Вещество Ра
Метиловый спирт 0,40 Уксусная кислота 0,97
Бромистый метил 0,57 Бензол 1,00
Этиловый спирт 0,61 Циклогексан 1,03
Муравьиная кислота 0,61 Четыреххлористый углерод . . . 1,05
Сероуглерод 0,70 Диэтиловый эфир 1,09
Хлористый этил 0,76 Пеитан 1,12
Пропан 0,78 Толуол 1,25
Хлороформ 0,86 Хлорпикрин 1,28
Ацетон 0,88 Гексан 1,35
Бутаи 0,90 Гептан 1,59
28. Ниже приводятся уравнения изотерм адсорбции Дубинина [XI-1] для
адсорбентов предельных структурных типов и аполярных адсорбируемых ве-
ществ при температурах выше и ниже критической.
Адсорбенты первого структурного типа
Адсорбция газов (Т>>Ткр):
(XI-16)
(XI-17)
Адсорбенты второго структурного типа
Адсорбция паров (7<J
^кр):
т р
a==ZL/AV8-^
Vo
(XI-18)
720
РАВНОВЕСИЕ МЕЖДУ ФАЗАМИ
В этих уравнениях: а — величина адсорбции для равновесных относитель-
ных давлений р/Рнас и абсолютных температур Т, ммоль/г; Ряас — давление
насыщенного пара адсорбтива; р—парциальное давление адсорбтива; ркр—
критическое давление адсорбтива; Ь — константа уравнения Ван-дер-Ваальса,
см3/ммоль; Wo и 1Г0 — предельные объемы адсорбционного пространства; В
и Л — константы; ра — коэффициент аффинности характеристических кривых
(может быть найден как отношение парахоров адсорбируемых веществ к па-
рахору стандартного пара, для которого определяют константы WD и В или
w'o и Д); V* — объем миллимоля жидкости в адсорбированном состоянии.
см3!ммоль.
При /«кип для V* либо берется табличное значение объема миллимоля
жидкости Vo при заданной температуре, либо оно определяется
у —____М
° 1000р
по формуле:
где р — табличное значение плотности жидкости при заданной
г/си3; М — молекулярный вес адсорбируемого вещества.
При /КИп <i< величина V* определяется по формуле:
Ш
1000р*
где р* — плотность вещества в адсорбированном состоянии в
/кип ДО /кр.
Величина р* определяется по формуле:
, [ Ркип Рг V. , .
температуре.
интервале от
Р
•кр /кип
где Ркип — табличное значение плотности при температуре кипения; рт—плот-
ность, численно равная М/1000&; Ь — константа уравнения Ван-дер-Ваальса,
см3/ммоль.
Подробнее расчет V* см. [Х1-8].
29. Уравнения (XI-16), (XI-17) и (XI-18) при постоянных температурах
представляют собой уравнения изотерм адсорбции. Эти уравнения могут быть
выражены в линейной форме:
1g а = 1g b T2 г -0,434В Igl Pa L P I2 I (XI-19)
1g а = 1g V* 72 Г - 0,434В Ar te Pl r ( Pнас \1 I P /J 2 (XI-20)
1g а = 1g ir; Vo - 0.434Д ~ 1g Pa P (XI-21)
Г / Ркр \ I
Уравнение (XI-19) в координатах 1g а— 1g 1т2--------1 для газообразного
состояния адсорбируемого вещества изображается прямой линией. Построив по
экспериментальным данным прямую, можно графически определить величину
1g —~ (отсюда можно вычислить W'o) и величину 0,434В — (отсюда
6 Ра
721
XI. АДСОРБЦИЯ
можно вычислить В/Pg или В для стандартного вещества, для которо-
го ра = 1).
Уравнения (XI-20) и (XI-21) в координатах 1gв— pg для
парообразного состояния адсорбируемого вещества также изображаются пря-
мой линией. Аналогично определяются величины IFO и В/Ра или W 0 и А/Ра.
30. Для адсорбента переходного структурного типа расчет при адсорбции
паров ведут по формуле:
Т2 / р \2
„ Ра V Р ' , 0-О)^е
а=с V* е Уо
т
-А~г
е ₽а
g
р
нас
Р
(XI-22)
где We — суммарный объем адсорбционного пространства; а — доля объема
суммарного адсорбционного пространства, приходящаяся иа структуру первого
типа (П70=аЦ7е); (1—а)—доля объема суммарного адсорбционного про-
странства, приходящаяся иа структуру второго типа [ W'o — (1 — a) IFeJ,
Подробнее см. [XI-1, XI-3, Х1-5].
31. Многочисленные экспериментальные исследования углеродных адсор-
бентов показали применимость уравнений (Х1-16) и (XI-17) в интервале за-
полнения объемов адсорбци-
онного пространства U7/U70=
=0,060,94. Для веществ, на-
ходящихся в парообразном
состоянии, этот интервал соот-
ветствует обычному интервалу
равновесных относительных
давлений р/РНас= 1 • 10~5ч-0,1.
Меньшие величины W7B7o мо-
гут быть получены в началь-
ной области изотерм при ад-
сорбции газов и вблизи кри-
тической температуры при ад-
сорбции паров [Х1-8].
32. Основные предпосылки
потенциальной теории спра-
ведливы для многих минераль-
ных адсорбентов (обезвожен-
Рис. Х1-4. Изотермы адсорбции паров бензола
при 20° С в линейной форме уравнения (XI-17)
для мелкопористого силикагеля С-3 и уравне-
ния (Х1-18) для крупнопористых силикагелей
С-6 и С-7.
ные неорганические гели, при-
родные адсорбенты и т. п.) в
случае адсорбции паров апо-
лярных веществ, когда диспер-
сионная составляющая играет
главную роль в процессе.
Для примера на рис. XI-4
показаны изотермы адсорбции паров бензола мелкопористым и крупнопористым
силикагелем (прямые проведены по уравнениям, точки соответствуют экспери-
ментальным данным).
33. Расчетный аппарат потенциальной теории может быть положен в ос-
нову технических методов расчетов адсорбционных равновесий на адсорбентах
цеолитного типа.
Подробнее см. [Х1-3].
722
ТЕПЛОТА И КИНЕТИКА АДСОРБЦИИ
Теплота адсорбции
•34. Адсорбция проходит обычно с выделением тепла, причем это тепло от-
рицательно влияет на процесс.
Для примера в табл. XI-3 приведены данные о теплоте адсорбции водя-
ного пара углем.
Таблица XI-3
Теплота адсорбции водяного пара
Температура, °C Теплота адсорбции Температура, Теплота адсорбции
кдж/кмолъ ккал!кмолъ кдж!кмоль ккал!кмоль
—15 46500 11100 80 34800 8 300
10 41900 10000 128 30100 7 200
40 39000 9300 187 21800 5200
35. При отсутствии опытных данных теплоту адсорбции углем можно при-
ближенно определить по формуле:
q^AVT^ (XI-23)
где q — теплота адсорбции, кдж/кмоль или ккал/кмоль-, Ткпп— температура ки-
пения адсорбируемого вещества при атмосферном давлении, ° К; А — постоян-
ная, зависящая от природы адсорбента и размерности q.
Эмпирические зависимости для определения теплоты адсорбции углем см.
1X1-5].
Кинетика адсорбции
36. Скорость процесса, т. е. количество вещества, адсорбируемого единицей
объема адсорбента в единицу времени, определяется по следующему уравне-
нию [O-I]:
4 с, 17' (v v*\ кг вещества ,Yr
т ^Vc{.cv су) . Vy^ м3 адсорбента - сек
Здесь сz — количество вещества, поглощаемое единицей объема адсорбента
(объемная массовая относительная концентрация), кг вещества!*3 адсорбента-.
т — продолжительность адсорбции, сек; св — объемная массовая относительная
концентрация адсорбируемого вещества в парогазовой смеси, кг вещества!м3
инертного газа-, с*—объемная массовая относительная равновесная концентра-
ция адсорбируемого -вещества в парогазовой смеси, кг вещества!м3 инертного
газа-, У — относительный массовый состав парогазовой смеси, кг вещества/кг
инертного газа-, У* — равновесный относительный массовый состав парогазовой
смеси, кг вещества/кг инертного газа-, Кус— коэффициент массопередачи, отне-
единице объема слоя, при выражении движущей силы процесса через
кг вещества 1 . ,,г . .
-----“-------------------= ; KVy — коэффициент
сенный к
г - г .....
у у „ , кг вещества
м3 адсорбента • сек • —«-------„ .
г м3 инертного газа
массопередачи, отнесенный к единице объема слоя, при выражении движущей
— — кг вещества кг
силы процесса через У—У*,---------------------кг вещества
м3 адсорбента сек- ---------———
г кг инертного газа
м3 • сек
723
XI. АДСОРБЦИЯ
При небольших концентрациях поглощаемого вещества в газе плотность
парогазовой смеси обычно принимают (приближенно) равной плотности чис-
того газа [Х1-5].
37. Соотношение основных величин в уравнении (XI-24):
Ку у _^cv
Кус дг
(XI-25)
где Ри — плотность инертного газа, кг/м3.
Обычно у коэффициентов массопередачи индексы сиу отсутствуют; по-
этому, применяя расчетные формулы, следует особое внимание уделять раз-
мерности Ку
Подробнее см. [0-3, XI-2, XI-9, Х1-14].
Расчет адсорберов
АДСОРБЕРЫ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ
С НЕПОДВИЖНЫМ СЛОЕМ АДСОРБЕНТА
38. В периодическом процессе адсорбции с неподвижным слоем происхо-
дит изменение концентраций во времени и по высоте слоя как в твердой, так
и в парогазовой фазе.
Рис. XI-5. Схема процесса и поля концентраций в неподвижном слое
адсорбента.
Схема процесса и поля концентраций в неподвижном слое адсорбента по-
казаны на рис. XI-5. На этом рисунке: Уяач — концентрация поглощаемого ве-
щества в газе, поступающем на адсорбцию, кг вещества/кг инертного газа;
Ус — минимальная концентрация вещества в парогазовой смеси, которую еще
можно определить анализом, кг вещества/кг инертного газа; Zc — концентрация
вещества в слое адсорбента, соответствующая Ус, кг вещества/кг адсорбента;
Z* — концентрация адсорбента, равновесная с составом поступающего на адсорб-
цию газа Уяач. кг вещества/кг адсорбента; Zнас "—“ концентрация насыщения
адсорбента, близкая к равновесной концентрации Z*, кг вещества/кг адсорбента;
724
РАСЧЕТ АДСОРБЕРОВ
U — скорость перемещения фреита равных концентраций, м/сек-, К =-у-—коэф-
фициент поглотительного действия слоя, сек/м.
При работе по схеме, приведенной на рис. XI-5, газовая смесь с концентра-
цией Унач подается в нижнее входное сечение слоя а — а. Перед пуском в ад-
сорбере находится адсорбент с концентрацией Z < Zc. Через промежуток вре-
мени Ti концентрация адсорбента во входном сечеиии_ слоя а — а становится
равной Z], а на высоте слоя Hi достигает величины Zc, При этом концентра-
ция газа изменяется с Уяач до Ус.
Время от начала процесса адсорбции до момента, когда во входном сече-
нии слоя а — а концентрация станет равной ZHac, обозначают через таас, При
этом концентрации газа Ус и адсорбента Zc достигаются на высоте слоя Нв^с.
До момента THac происходит непрерывное изменение кривых Z=f(H) и У=
=f(H). В момент тЯас в слое образуется практически полностью сформирован-
ный фронт равных концентраций, который при увеличении времени адсорбций
перемещается с постоянной скоростью вдоль слоя. В каждый данный момент
времени работать будет только слой, заключенный между сечениями с концент-
рациями Zc и ZHac. Так, например, в момент х2 адсорбировать будет только
слой Н2— Н2, слой Н2 будет отработанным, а слой Н—Н2 еще не будет
работать.
39. Процесс периодической адсорбции с неподвижным слоем адсорбента
разделяется на два периода:
1) период уменьшающейся скорое^ перемещения фронта равных концент-
раций, соответствующих Zc;
Рис. XI-6- Зависимость времени адсорбции т от вы-
соты слоя адсорбента Н.
2) период постоянной скорости перемещения фронта равных концентраций,
соответствующих Zc (период параллельного перемещения сформировавшейся
кривой распределения концентраций); этот период начинается с момента таас.
40. Зависимость времени адсорбции т от высоты слоя адсорбента Н пред-
ставлена на рис. XI-6.
725
XI. АДСОРБЦИЯ
Для Я>ДЯас время поглотительного действия слоя приближенно опреде- ;i
ляется по формуле; •
т = тиас + К(Я- /7Нас) (XI-26)
или ‘
т = К/7-тн'ас (XI-27) ,
где тнас = КНВЯС тнас-
В формулах (XI-26) и (XI-27): т—время работы слоя в динамических ус-
ловиях от начала процесса адсорбции до момента проскока, т. е. до момента,
когда за слоем адсорбента (сечение Ь — Ь) появится улавливаемое вещество,
сек- тЯас — время формирования фронта равных концентраций, сек; Ниас —
высота работающего слоя в момент тЯас, -и.
Первый вариант расчета
v
41. Продолжительность работы слоя заданной высоты Н (при заданной
изотерме адсорбции) можно рассчитать по формуле (XI-26) [0-2].
42, Коэффициент поглотительного действия слоя К представляет собой
время насыщения слоя адсорбента высотой 1 л и определяется из уравнения
материального баланса:
К=/Р|£иас, сек_ (XI-28)
^ДКцач М
где /«= — площадь полного сечения адсорбера, ма; Gr — расход инертного
газа, кг/сек; ри — насыпная плотность адсорбента, кг/м3; ZHac — концентрация
насыщенного адсорбента, кг вещества/кг адсорбента; Уиач— концентрация по-
глощаемого вещества в газе, поступающем на адсорбцию, кг вещества/кг инерт-
ного газа; wr — скорость газовой смеси, отнесенная к полному сечению адсор-
бера, м/сек (обычно 0,08 ч-0,25); VCM — расход парогазовой смеси, м3/сек.
43. Время Тяас, в течение которого насыщается входное сечение слоя а — а
(или продолжительность первого периода адсорбции):
7
нас
Тнас—V" /
KV g
dZ
F —F*
' нач
(XI-29)
где Ку—коэффициент массопередачи, кг/(м3- сек).
Значение Ку можно определить по формуле (XI-33) с учетом формулы
(XI-25).
Интеграл ^формуле (XI-29) определяется графически. Для этого принимают
ряд значений Z— от Zc до ZHac. Для каждого значения Z по изотерме адсорб-
ции находят У* и вычисляют Увач— У*, а затем —-----—
j гнач-г*
В координатах Z— -----=-] строят кривую зависимости —-------— =
_ . \ ^нач / Унач — К*
=f(Z). Площадь, ограниченная этой кривой и осью абсцисс, и определит в
соответствующем масштабе величину искомого интеграла [0-2].
44. Высота работающего слоя адсорбента Двас в момент твас:
//„ас = nh м (Х1-30)
где п — число единиц переноса; h—.высота единицы.переноса, м.
726
РАСЧЕТ АДСОРБЕРОВ
45. Высота единицы переноса:
h =-!— м
Mv
где Gr — массовый расход инертного газа, кг/сек; Ку — коэффициент массопе-
редачи, кг!(м3- сек); /Сл—площадь поперечного сечения слоя, м2.
46. Для приближенных расчетов коэффициента массопередачи при погло-
щении паров активированным углем в стационарном слое адсорбента (при
Re<40) применяют следующую формулу [0-1, 0-3, 0-4, XI-5, XI-10]:
КГ =1,6 Re0-54
(XI-32)
ИЛИ
, Dw°-5i
Ку — 1,6 —ttz-;—Г"7ё-
V vo,54rfl,46
vr “з
(Х1-33>
К'у*} „
-4г1; Re
d3wr /
J Kv —коэффициент массопередачи, l/сек; D —
где Ki D . ...
коэффициент молекулярной диффузии прн температуре процесса, м2/сек; w, —
скорость парогазовой смеси, отнесенная к полному сечению адсорбера, м/сек;
vr — кинематический коэффициент вязкости газа, м2/сек; d3 — средний диаметр'
зерен адсорбента, м.
Уравнения для определения коэффициента массопередачи, полученные при
исследовании массопередачи от зерен нафталина к потоку воздуха см.
[Х1-2, Х1-9].
47. Для определения числа единиц переноса п в момент тяас иа диаграмму
У— Z наносятся изотерма адсорбции и рабочая линия (рис. XI-7).
Рис. XI-7. К расчету числа единиц переноса [формула (XI-35)].
(Х1-31>
Уравнение рабочей линии для момента тнас можно записать так:
- У —
d¥ = — 4— dZ
ZHac
(XI-34)
Это выражение представляет собой уравнение прямой, проходящей через
начало координат. Тангенс угла наклона этой прямой равен отношению
Унач/Йвпс. Ее рабочий участок находится между составами Уяач и Ус (или
между Zc И Znac).
727
XI. АДСОРБЦИЯ
Далее методом графического интегрирования (стр. 726) находят интеграл:
^нас —
j (Х1-35)
Zc
По найденным значениям п [формула (XI-35)] и h [формула (XI-31)] опре-
деляют Н„ас [формула (XI-30)]. После вычисления К, тяас и Няас определяют
х [формула (XI-26)].
48. Общая продолжительность периодического цикла тОбщ включает время
адсорбции т, время десорбции тд и время сушки тс:
Тобш = т -|- тс (XI-36)
Обычно значения тд и тс устанавливают опытным путем.
Второй вариант расчета
49. Продолжительность процесса адсорбции можно определить по динами-
ческой активности.
Динамическую активность адсорбента аа находят по следующим уравне-
ниям [XI-Ю, ХЫЗ].
При Re С’-а2ч8Г}-4 < 0,351:
-°с~Дд = 0,01 Re1,75T }-7S (XI-37)
аи
При Re С’-28Г}-4 > 0,351:
—- = 0,001 Re°’5C-’4’6 (XI-38)
В этих формулах: Re = —; Г1 = -^-; Сяач— начальная концентра-
ция адсорбируемого вещества в газовой смеси, объемн. %; о.с — равновесная
статическая активность (берется по изотерме адсорбции); ад — динамическая
активность; и'г — скорость парогазовой смеси, отнесенная к полному сечению
адсорбента, л/сек; Da— диаметр адсорбера, л; vr — кинематический коэффициент
вязкости парогазовой смеси, м21сек\ Н — высота слоя адсорбента, м.
Анализ экспериментальных данных показал, что динамическая активность
не зависит от грануляции адсорбента в пределах отношения диаметра зерна к
диаметру аппарата 0,04—0,16.
Третий вариант расчета
50. Продолжительность процесса адсорбции может быть определена путем
решения трех уравнений: уравнения баланса поглощенного вещества, уравне-
ния кинетики адсорбции и уравнения изотермы адсорбции. Решение этой сис-
темы уравнений найдено для случая мономолекулярной адсорбции, к которой
применимо уравнение Лэигмюра, Изотерма адсорбции для данного решения
728
РАСЧЕТ АДСОРБЕРОВ
делится иа три области (рис. XI-8), причем для каждой области получена
своя расчетная формула [0-1, XI-5, Х1-10].
51. Для первой области (допуская линейную зависимость между концентра-
цией газа и количеством поглощеииого вещества и, следовательно, принимая,
что изотерма адсорбции приближенно отвечает закону Генри) продолжитель-
ность адсорбции т определяется из следующей за-
висимости:
-— Г c'z
---=4— УН — ЬЛ —рУ-------
и’гсрнач Т ^Усуняч
(XI-39)
где wT — скорость парогазовой смеси, отнесен-
ная к полному сечению адсорбера, м/сек-,
нач — начальная концентрация адсорбируемого
вещества в газе, кг/м3 инертного газа-, Н — высо-
та слоя адсорбента, м; b — коэффициент, опреде-
ляемый по табл. Х1-4 и зависящий от отношения
Сукои/Суяач (свков —концентрация вещества в
газовом потоке, выходящем из адсорбера, кг/м?
инертного газа)-, Ду— коэффициент массопереда-
Рис. XI-8. Области изотер-
мы адсорбции, построенной
по уравнению Лэигмюра.
—*
чн, 1/сек; сг— концентрация адсорбируемого вещества в адсорбенте, равновес-
ная с концентрацией потока, поступающего в адсорбер, кг/м* адсорбента.
Таблица XI-4
Зависимость коэффициента Ь от отношения концентраций
с у кои су нач ь с у кон су нач ь еу кон су нач ь
0,005 1,84 0,2 0,63 0,7 —0,27
0,01 1,67 0,3 0,42 0,8 —0,46
0,03 1,35 0,4 0,23 0,9 —0,68
0,05 1,19 0,5 0,07
0,1 0,94 0,6 —0,10
Если по изотерме адсорбции определяется концентрация Z* в размерности
кг/кг, то
7; = Z*pH (XI-40)
где ря — насыпная плотность адсорбента, кг/мъ.
52. Для второй области изотермы адсорбции зависимость между концентра-
цией газа и количеством поглощенного вещества является криволинейной. Про-
должительность адсорбции определяют приближенно по уравнению:
®г с у нач I
wr
1
— In
р
су нач
/»
у кон
/ су кон
(Х1-411
729
XI. АДСОРБЦИЯ
кг/м3 инертного газа.
С —
где Р = _^нач ; с * ,015 — содержание вещества в газоаой фазе, равновесное с
С 41-0,5
количеством, равным половине вещества, максимально поглощаемвго адсорбентом
при данной температуре по кривой Лэнгмюра
53. Для третьей области изотермы адсорбции количество вещества, погло-
щаемого адсорбентом, достигает предела и остается постоянным, Продолжи-
тельность адсорбции в этом случае определяют по уравнению:
wr
Н------Г
Ку
®г с у нач
‘ су кон
(XI-42)
54. Для выбора расчетного уравнения по заданной концентрации св на,
с псалощью кривой Лэнгмюра (рис. Х1-8) устанавливают, в какой области изо-
термы начинается процесс адсорбции.
Подробнее см. [Х1-5].
АДСОРБЕРЫ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ С КИПЯЩИМ СЛОЕМ АДСОРБЕНТА
55. В отличие от адсорбера с неподвижным слоем адсорбента:
а) поверхность фазового контакта значительно увеличивается, что в соче-
У таиии с повышенными скоростями газового пото-
’ ка обеспечивает большую интенсивность про-
цесса;
б) происходит иитеисивиое перемешивание час-
/ тиц адсорбента, что приводит к выравниванию тем-
ператур слоя и предотвращает перегрев; в результа-
'jS те перемешивания адсорбента концентрация погло-
щаемого вещества во всем слое оказывается прак-
тически одинаковой, т- е. ие изменяется по высоте
S____________________ аппарата и является функцией только времени.
О х, сек 56. Время поглотительного действия слоя до
_ ... „ _ проекока в аппарате периодического действия-
Рис. XI-9. Зависимость /рис XI-9):
т = f (Н) для кипящего
слоя адсорбента. х=КН (XI-43)-
где т — время поглотительного действия кипящего слоя адсорбента до проско-
ка, сек; К — коэффициент поглотительного действия этого слоя, сек/м.
57. Материальный баланс процесса:
Ga ~ рг (СД иач су кон) т = ^полн^Рн ( с Z кон ~ сг нач) (XI-44)
где Ga— масса поглощаемого адсорбентом вещества, кг; GT — расход инертного
газа, кг/сек; рг — плотность инертного газа, кг/м3; cv вач — начальная концентра-
ция адсорбируемого вещества в газе, кг вещества/м3 инертного газа; су коя —
конечная концентрация адсорбируемого вещества в газе, кг вещества/м3 инерт-
, Gr
кого газа; /долв= —полная площадь поперечного сечения адсорбера, за-
“тРг
висящая от принятой скорости газа, м2; wr — скорость газа, отнесенная к пол-
ному сечеиию адсорбера, м!сек (эта скорость должна быть больше критической,
при которой неподвижный слой псевдоожижается); Н — высота кипящего слоя
730
РАСЧЕТ АДСОРБЕРОВ
адсорбента, м; сг вач — начальная концентрация адсорбируемого вещества в
адсорбенте, кг вещества/м3 адсорбента; сг ков— конечная концентрация адсорби-
руемого вещества в адсорбенте, при которой еще не наступает проскок этого
вещества через кипящий слой (определяется опытным путем), кг вещества/м3
адсорбента.
58. Уравнение массопередачи:
ба = К^3Д?гт (Х1-45)
, кг вещества
Здесь KF — коэффициент массопередачи, --------------------- кг вещества
м2 слоя адсорбента-сек-—-—-------
м‘ адсорбента
f3 = (l—и)—- площадь поперечного сечения адсорбера, занятая
зернами адсорбента, м2; Da — внутренний диаметр адсорбера, м;
I Рн \2/з ,
х= 1 — I -1 —доля поперечного сечения адсорбера между зернами адсор-
\ Ркаж л
бента (безразмерная величина); рн — насыпная плотность слоя в условиях
псевдоожижения, кг вещества/м3 кипящего слоя; рк аж ~— кажущаяся плотность
перистых зерен, кг вещества/м3 зерен; Ьсг — средняя движущая сила процесса
адсорбции:
д— __ Сгкон кг вещества
z~ ~7* м3 адсорбента
2,3 1g -----4-----
с г сг кон
—*
где сг — концентрация адсорбируемого вещества в зерне в момент равно-
весия, кг вещества/м3 адсорбента.
Подробнее о коэффициенте массопередачи Кр см. [Х1-7].
АДСОРБЕРЫ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ С ДВИЖУЩИМСЯ СЛОЕМ ЗЕРНИСТОГО
АДСОРБЕНТА (РАЗДЕЛЕНИЕ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ МЕТОДОМ ГИПЕРСОРБЦИИ)
59. Адсорберы с движущимся слоем представляют собой колонны, в ко-
торых зернистый адсорбент движется сверху вниз (обычно самотеком), про-
ходя последовательно зону адсорбции высотой h, зону десорбции, т. е. продув-,
ки адсорбента, высотой /гД и зону сушки высотой й0.
Общая высота аппарата:
H = h + ha + hc (XI-46)
60. Для расчета коэффициента массопередачи при адсорбции от парога-
зовой смеси к слою, движущемуся сплошным потоком, надежных зависимостей
пока не существует. Для ориентировочных расчетов применяют формулы, по-
лученные для неподвижного слоя, например, формулу (XI-32); см. также
[XI-18].
61. Необходимый объем адсорбента:
Над = ^(^нач-^кон) м3 (XI-47)
АуРг &Су Ср
где Gr — расход инертного газа, кг/сек; с„вач— начальная концентрация адсор-
бируемого вещества в газе, кг вещества/м3 инертного газа; cv к он конечная
731
XI. АДСОРБЦИЯ
концентрация адсорбируемого вещества в газе, кг вещества/м3 инертного газа-,
Ку—коэффициент массопередачи, 1/сек; рг — плотность инертного газа, кг/м3;
Аск ср — средняя движущая сила, кг вещества/м3 инертного газа.
62. Средняя движущая сила процесса рассчитывается по уравнению:
ср = (xi-48)
с у кон -
—*
где Су — равновесная концентрация адсорбируемого вещества в газе, кг ее-
щества/м3 инертного газа.
Интеграл в уравнении (XI-48) решается графически (стр. 726).
63. Площадь поперечного сечеиия адсорбера:
f = ~*2 (XI-49)
где Усм — расход газовой смеси, м3/сек-, wT — скорость газовой смеси, отнесен-
ная к полному сечению адсорбера, м/сек (максимально возможную величину
этой скорости следует устанавливать таким образом, чтобы слой адсорбента не
разрыхлялся).
64. Высота зоны десорбции:
Уа.
йя = _21 м (XI-50)
где f — площадь поперечного сечения адсорбера, м2.
65.. Время поглотительного действия слоя:
т = -^ (XI-51)
где f—площадь поперечного сечеиия адсорбера, м2; h — высота зоны адсорб-
ции, м; L — расход адсорбента, м3/сек.
66. Общее время пребывания адсорбента в аппарате:
(XI-52)
или
Тобш = г 4* тд 4" тс (Х1-53)
где Н — общая высота слоя адсорбента, м; f — площадь поперечного сечения
адсорбера, м2; L — расход адсорбента, м2/сек\ т—время поглотительного дей-
Лд Ас
ствия слоя, сек-, — т—время десорбции, сек-, т — время сушки
адсорбента, сек.
АДСОРБЕРЫ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ С ЦИРКУЛИРУЮЩИМ КИПЯЩИМ
СЛОЕМ АДСОРБЕНТА
67. Применяются адсорберы одноступенчатые и многоступенчатые. Процесс
адсорбции в них является процессом установившимся, и средняя концентрация
адсорбента Z иа каждой ступени аппарата будет неизменной.
732
РАСЧЕТ АДСОРБЕРОВ
По сравнению с адсорбцией в аппаратах с неподвижным слоем адсорбция
в кипящем слое имеет ряд преимуществ и недостатков.
Преимущества:
а) процесс осуществляется с максимальной интенсивностью;
б) в результате интенсивного перемешивания адсорбента температура ока-
зывается одинаковой во всем кипящем слое, благодаря чему предотвращается
перегрев;
в) гидравлическое сопротивление кипящего слоя относительно очень неве-
лико.
Недостатки:
а) в кипящем слое частицы адсорбента, насыщенные адсорбируемым веще-
ством, смешаны со свежими частицами; газовый поток, выходящий из кипящего
слоя, соприкасаясь с частицами адсорбента, насыщенными адсорбируемым ве-
ществом, может вызвать десорбцию из них этого вещества;
б) возможен повышенный износ адсорбента;
в) возможна эрозия стенок аппарата.
68. Расчет противоточных адсорберов осуществляется по общим методам
расчета диффузионных аппаратов.
Примем, что при прохождении мелкозернистого адсорбента через аппарат
объемная массовая относительная концентрация поглощенного вещества в адсор-
бенте за время т увеличивается от с2 нач. до сг коя, а объемная массовая отно-
сительная концентрация поглощаемого вещества в газе за то же время т умень-
шается ОТ Су нач ДО Су кон-
69. Уравнение материального баланса процесса адсорбции:
^ад(сгкои сг нач) (су нач су кон,
: (XI-54)
где Уад — объемный расход адсорбента, л<3/сек; Уг — объемный расход инертного
газа, м31сек.
70. Уравнение рабочей линии:
- _ /_ Уад _ \
Су у сг”г|сг/нач у Сгкону
(XI-55)
Это выражение представляет собой уравнение прямой с тангенсом угла на-
клона, равным отношению потоков Уад/Уг. Кривая равновесия строится по
опытным данным или по приближенному расчету.
71. Рабочий объем слои (если допустить, что коэффициент массопередачи
Ку величина постоянная):
су кон _
VCJ1 = -^f - dCu_, (XI-56)
KV 1 Су-Су
cy нач
где Усл—объем слоя адсорбента, ms; Уг — объемный расход инертного газа,
Л13/сек; Ку — коэффициент массопередачи, 1/сек.
Интеграл в уравнении (XI-56) решается графически (стр. 726).
Расчет по уравнению (XI-56) дает правильные результаты в том случае,
если известно уравнение для определения среднего значения коэффициента
массопередачи, учитывающее влияние на него отдельных факторов.
733
XI. АДСОРБЦИЯ
72. Коэффициент массопередачи при непрерывной адсорбции от парогазо-
вой смеси к кипящему слою циркулирующего адсорбента в противоточном
многоступенчатом- колонном аппарате (адсорбент — активированный уголь
первого структурного типа) можно, например, определить из следующего урав-
нения [Х1-14]:
(с* X0-35 ,/ I, \-1.25
-_-2- j ₽a(fl7,2)~ ( —) (XI-57)
су нач / \ &з /
или
K’V=C
I™6 (ё;)°'36₽аО°’28х0'28
(^„ч)0-8^1’3?8’8^’86
(XI-58)
' Т-¥дДа
~ хО ’ Ку — коэффициент массопередачи, 1/сек;
где Ki' =—=-
хО
d„ — средний диаметр зерен адсорбента, м; D — коэффициент молекулярной диф-
фузии, м3/сек; L —удельный расход адсорбента, м3,!(м2- секу, х— относитель-
ное свободное поперечное сечеиие промежутков между зернами; с& нач — начальная
концентрация адсорбируемого вещества в газе, кг/м3 инертного газа; с*— кон-
центрация насыщенного пара адсорбируемого вещества, кг/м3 инертного газа;
ра — коэффициент аффинности; В — структурная константа для апсорбентов первого
структурного типа.
Т—температура, °К;
ftp — высота рабочего слоя, м.
Уравнение (XI-57)
ции в кипящем слое
описывает кинетику процесса противоточной адсорб-
в следующих пределах: Яд = 1,55-10~3-ч-1,62-10-2,'
Рис. XI-10. Равновесная
и рабочая линии процес-
са непрерывной адсорб-
ции с кипящим слоем
адсорбента.
74. Число тарелок в
дующей формуле [XI-11]:
—*
= 4,6 -г- 6,4; ₽а = 0,4 -ч-1,0; Т = 293° К; ВТ2 =
с у нач
Лр .
=4,78 • 10-2-j-8,76 • IO’2; -f - = 53,3 ч- 147; <,=0,375 мм;
число псевдоожижения иуп=2ч-5.
73. В многоступенчатом противоточном адсорбере
с кипящим слоем устойчивый режим существует
при значении порозности е«0,5ч-0,65 и числе псев- . !
доожижеиня ^=24-3. В данном диапазоне чисел
псевдоожижения скорость адсорбции перестает за-
висеть от гидродинамических условий, т. е. критерий
Re ие влияет на критерий Ki'. Оптимальное число
ступеней (псевдоожиженных слоев) составляет 2—3
[Х1-13].
Многоступенчатый аппарат хорошо работает при
высоте слоя на тарелке До—30 ч-50 мм (в зависи-
мости от марки и гранулометрического состава ад-
сорбента) .
многоступенчатом аппарате можно определить по сле-
/V =______Е5----
0,785£>2Л0
(Х1-59)
где До — высота слоя адсорбента на тарелке, примерно равная 0,03—0,05 м;
D — диаметр аппарата, м.
75. Минимальное значение расхода адсорбента £Мин. отвечает положению
рабочей линии AD (рис. XI-10), при котором эта линия и кривая равновесия
пересекаются в точке D.
РАСЧЕТ АДСОРБЕРОВ
При этом;
Гмин _ ^нач Yкон
^кон ^нач
(XI-60)
где Гмин — минимальный расход адсорбента, кг/сек; Gr — расход инертного газа,
кг/сек-, Унач — начальная относительная концентрация адсорбируемого вещества
в газе, кг вещества/кг инертного газа-, У к о н конечная относительная концен*
трация адсорбируемого аещества в газе, кг вещества/кг инертного газа-, ZHa4—•
начальная концентрации адсорбируемого вещества в адсорбенте, кг вещества/кг
адсорбента; Z кон— количество вещества, поглощаемого адсорбентом, при дости-
женин равновесия с газом, имеющим концентрацию Увач. кг вещества/кг адсор-
бента.
76. Исследования показали, что для одиночной тарелки периодического
2
действия к моменту проскока отношение —»0,9. С некоторым запасом
^кон
можно принять [XI-11]:
L = (1,1ч-1,3) Гмин (Х1-61)
РАСЧЕТ ПРОЦЕССА ДЕСОРБЦИИ С ЦИРКУЛИРУЮЩИМ КИПЯЩИМ
СЛОЕМ АДСОРБЕНТА
77. В десорбер поступает адсорбент с концентрацией Z] (Z, соответствует
/коп процесса адсорбции) и отводится адсорбент с концентрацией Z2 (Z2 соот-
ветствует ZHan процесса адсорбции).
В десорбер обычно подается также перегретый
водяной пар с концентрацией адсорбтива У(=0 н от-
водится перегретый пар с концентрацией У2.
Температуру перегретого пара можно принять
~ 120° С. При таком перегреве обеспечивается вы-
ход практически сухого адсорбента.
78. Опыты показали, что процесе десорбции идет
достаточно хорошо при рабочих значениях расхода
перегретого пара Gn в пределах:
Оп « (0,5 ч- 0,6) Оп. макс кг/сек (XI-62)
где Gn. макс — максимальное количество десорбирую-
щего перегретого пара, при котором концентрация Z2
стремится к нулю, кг/еек.
79. При десорбции, осуществляемой при темпера-
турах, значительно превышающих температуры ад-
сорбции, концентрация Z\ становится равной Zj, рав-
новесной с У2.
Величина Gn. макс определяется из соотношения:
Рис. Х1-11. Равновесная
и рабочая линии про-
цесса непрерывной де-
сорбции с кипящим слоем
адсорбента.
Оад
макс
(XI-63)
где Gaa — количество адсорбента, кг/сек-, Gn. макс ““ максимальное количество
перегретого пара, кг/сек; У2 — концентрация адсорбируемого вещества в
735
XI. АДСОРБЦИЯ
парогазовой смеси при выходе из десорбера, кг вещества!кг перегретого пара-,
Zj — концентрация адсорбируемого вещества в поступающем на десорбцию
адсорбенте, равновесная по отношению к составу перегретого пара Y2, кг веще-
ства/кг адсорбента.
На диаграмме Y—Z (рис. XI-11) строятся изотерма адсорбции для темпе-
ратуры ~ 120° С и линия рабочих концентраций CD, причем точка D всегда
лежит на равновесной кривой. Дальнейший расчет осуществляется так же, как
дли процесса адсорбции.
Подробнее см. [XI-10, XI-11].
XII. ЭКСТРАГИРОВАНИЕ ЖИДКОСТЕЙ
1. Экстрагированием называется процесс полного или частичного извлече-
ния одного или нескольких компонентов из гомогенной жидкой смеси путем
обработки ее жидким растворителем, обладающим способностью избирательно
растворять- только извлекаемые вещества и не растворять (или ограниченно
растворять) другие компоненты смеси [XII-1—ХП-11].
Обозначения и термины
2. В разделе применяются следующие обозначения и термины:
F — исходная смесь, илн исходный раствор, — гомогенный раствор компонен-
тов, поступающих на экстрагирование; в простейшем случае исходная
смесь состоит из двух компонентов А и В.
А — первичный растворитель — неизвлекаемый из исходной смеси компонент,
преимущественно переходящий в рафииат R.
В — экстрагируемый компонент, преимущественно переходящий в экстракт Е.
С—экстрагент; или чистый вторичный растворитель, добавляемый к исходной
смеси для избирательного растворения только извлекаемого компонента В.
S—экстрагент, содержащий небольшое количество компонентов А и В.
Е— экстракт — раствор извлеченного компонента В во вторичном раствори-
теле С с небольшим содержанием компонента А.
£Кон—остаток после удаления из экстракта Е вторичного растворителя С.
Rn—рафинат — раствор вторичного растворителя С и остатка исходной сме-
си, полностью или частично освобожденной от компонента В.
Rkoh — то же после удаления вторичного растворителя С.
Обозначения составов фаз приведены в табл. ХП-1 и Х11-2.
3. Равновесное распределение экстрагируемого компонента В между экст-
рактом и рафинатом характеризуется величиной К — коэффициентом распреде-
ления экстрагируемого компонента В между слоями экстракта и рафината, за-
висящим от природы компонентов смеси, ее состава и температуры:
—*
и»
.(ХП-1)
хв
Здесь хв — содержание экстрагируемого вещества В в фазе рафината, мас-
совая доля или масс. % [0-1, 0-4]; ув— равновесное содержание экстраги-
руемого вещества В в фазе экстракта, массовая доля или масс. %.
Значение коэффициента Л обычно определяется экспериментально.
__ -Введение в уравнение (ХП-1) мольных долей (х, у) вместо массовых
(х, у) изменяет численную величину К.
Подробнее о коэффициенте распределения см. [ХП-З].
4. Большое значение при проектировании экстракционной установки имеет
правильный выбор экстрагента, к которому предъявляют следующие требова-
ния.
24 Зак. 134
737
XII. ЭКСТРАГИРОВАНИЕ ЖИДКОСТЕЙ
Таблица XI1-1
Обозначения составов фаз при экстрагировании, применяемые при использовании
треугольных диаграмм
Размерность В фазе рафината R В фазе экстракта Е В исход- ной смеси F В экстра- генте 5 В любой смеси, например М
Массовь кг А кг (А + В + С) й состав (м ХА (ИЛИ Л/?) ассовая до У А (ИЛИ ХАЕ) ЛЯ ком XAF понент XAS а) ХАМ
кг В кг (Л -И В + С) хв (или W у в (или хве) XBF XBS хвм
кг С кг (Л + В 4- С) хс (или xCR) Ус (или хсе) XCF xcs хсм
Моле куля кмоль А рный соста ХА (ИЛИ ХА/г) в (мольная У А (ИЛИ ХАе) ДОЛЯ к ХАЕ м п о н е Х AS н т а) ХАМ
кмоль (.Д -|- В -|- С)
кмоль В хв (или xbr) у в (ипи хве) XBF XBS хвм
кмоль (Л+В4-С)
кмоль С хс (или xcr) Ус (или хсе) XCF xcs хсм
кмоль (Л-ЬВ-рС)
а) Экстрагент (вторичный растворитель) должен обладать большой изби-
рательностью растворения. Чем меньше он растворяет компоненты, которые
должны остаться в рафинате, тем более четко разделяются исходные компо-
ненты.
б) Растворяющая способность экстрагента по отношению к эстрагируемому
компоненту должна быть по возможности наибольшей: чем выше она, тем
меньше требуется экстрагента, т. е. тем ниже себестоимость производства.
в) Плотность экстрагента должна значительно отличаться от плотности
исходной смеси. Обычно она меньше.
г) Экстрагент, обладающий ббльшим коэффициентом диффузии, обеспечи-
вает большую скорость процесса массопередачи.
д) Если для выделения экстрагента из конечных рафината и экстракта
применяется ректификация, то этот процесс можно удешевить, выбирая экстра-
гент с наибольшим коэффициентом летучести по отношению к исходным ком-
понентам, наименьшими теплоемкостью и теплотой испарения.
е) Экстрагент должен быть • по возможности безвреден для здоровья об-
служивающего персонала, химически индифферентен к материалу аппаратуры н
наименее взрывоопасен.
Подробнее о выборе экстрагента см. [ХИ-3],
738
ОБОЗНАЧЕНИЯ И ТЕРМИНЫ
Таблица КП-2
Обозначения составов фаз при экстрагировании, применяемые при использовании
прямоугольных диаграмм
Размерность В фазе рафината R В фазе экстракта Е
Относит кг В кг (А -|- В) ельный массовый с — хп X — — ха + хв о с т а в r= U^... Уд + Ув
кг С z кг (Л -|- В) Z - _ R ха + хв Z£ = ^c_ Уд+Ув
кг В кг А при хс = 0 1 II *|| 41 ь |ев —
кг В кг С при ул = 0 — Ус
Относительный
мольный состав
кмоль В
К/гЮЛЬ (Л В)
Ув
уа + Ув
кмоль С
кмоль (Л В)
кмоль В
кмоль А
при хс = О
кмоль В
кмоль С
при Ул = °
739
XII. ЭКСТРАГИРОВАНИЕ ЖИДКОСТЕЙ
Методы экстрагирования
5. По способу проведения процесса экстрагирования различают ступенча-
тое экстрагирование и непрерывное дифференциальное контактирование.
6. Ступенчатое экстрагирование осуществляется путем смешения исходной
смеси с экстрагентом и последующего отстаивания фаз в отдельных аппаратах.
Затем операция повторяется. Экстрактор с мешалкой и отстойник попарно об-
разуют ступени. В каждой ступени система приближается к состоянию равно-
весия.
7. Непрерывное контактирование жидкостей может осуществляться, напри-
мер, в противоточной насадочной экстракционной колонне.
8. Выделение экстрагента из конечных рафината и экстракта производится
обычно в ректификационных установках (см. раздел X).
9. В простейшем случае в процессе экстрагирования участвуют три веще-
ства: исходная смесь F двух взаимно растворимых компонентов А и В, подле-
жащая разделению, и экстрагент С, не полностью смешивающийся с исходной
смесью и способный растворять главным образом один из компонентов, напри-
мер В.
Основные диаграммы и кривые равновесия
ТРЕУГОЛЬНАЯ ДИАГРАММА
10. На рис. ХП-1 представлена треугольная диаграмма. Точки А, В и С —
вершины треугольника — соответствуют чистым (100%) веществам: А — пер-
, масс. %
вичному растворителю или неизвлекаемому
компоненту; В — экстрагируемому компонен-
ту; С — вторичному растворителю.
На каждой стороне треугольника распо-
лагается шкала от 0 до 1 (или от Одо 100%).
Она может быть выражена в процентах, а
также в массовых (х) или в мольных (х) до-
лях.
На шкалах диаграмм рис. ХП-1 и ХП-2
отложены массовые проценты: на стороне
АВ — проценты массы хв компонента В, на
стороне ВС — хс экстрагента С и на стороне
С А — хА компонента А.
Основные свойства треугольных диаграмм
ХП-1. Состав трехкомпо-
иентной
Рис.
11. Для треугольных диаграмм характер-
ны следующие особенности.
а) Если через любую точку М внутри
треугольника АВС провести линии, парал-
стороиам треугольника (рис. ХП-1), то г/Ьлучим соответственно
смеси в треугольной
диаграмме. '
лельные ... _ _
прямые: md — линию XA=const; ер — линию XB=const; /о — линию xc=consL
Легко доказать, что
хв хс + = ke по + dq = ke -|- ет -f- тп — АВ =100% (ХП-2)
Таким образом, любой точке М внутри треугольника соответствует опре-
деленный состав тройной смеси; определяемый как показано стрелками на
рис. ХП-1. Из точки М на каждую шкалу падают два луча, однако пользо-
ваться следует тем лучом, который показывает меньшее значение соответствую-
щего х.
740
ОСНОВНЫЕ ДИАГРАММЫ И КРИВЫЕ РАВНОВЕСИЯ
Если точка М окажется на одной из сторон треугольника, то это будет
означать, что смесь состоит только из двух компонентов. Так, точке М на
рис. ХП-2 соответствует бинарная смесь компонентов состава: 68 масс. % ком-
понента В и 32 масс. % компонента А.
б) Если из вершины треугольника провести прямую, например BD
(рис. ХП-2), то все точки иа этой линии характеризуются постоянным соотно-
шением количества компонентов А и С, так как для любой точки на линии BD
отношение - = const. Действительно,
хА>масс. %
перемещение, например, из точки D в
точку Р можно рассматривать как
разбавление исходной двухкомпонент-
ной смеси А к С компонентом В. При
этом добавление третьего компонента В
Рис. ХП-2. Линия постоянного
соотношения компонентов А и С
(линия BD).
Рис. XII-3. Смешение двух
растворов Д и А на треуголь-
ной диаграмме.
вызывает изменение состава трехкомпонентной системы, но исходное соотноше-
ние между концентрациями компонентов А и С остается неизменным.
в) Если смешиваются два раствора, массы которых К и N, то масса обра-
зовавшейся смеси М будет равна: >
Л4 = Д-|-А (ХП-3)
При этом справедливо так называемое правило рычага. Именно, если на
диаграмме , (рис. ХП-3) составы исходных растворов характеризуются точками
К и N, а состав образовавшейся смеси — точкой М, то последняя всегда распо-
лагается на прямой ДА'. Положение точки М на прямой ДА определяется из
соотношений:
К N_________М
___ ____ ____ MN ~ КМ ~ KN
где MN, КМ и KN—измеренные в одинаковом масштабе отрезки прямой ДА.
Обратная задача — разделение смеси Af, состав которой определяется точ-
кой М, на две смеси Д и А на треугольной диаграмме осушествляется ана-
логично: точки К, М и А лежат на одной прямой. Удаление точек Д и А от
точки М зависит от того, каковы должны быть составы смесей Д и А.
Если заданы составы смесей, характеризуемые точками К, М и А, напри-
мер по компоненту В, то, отметив эти точки на диаграмме и измерив получив-
шиеся отрезки, найдем:
(ХП-4)
MN xD.,—X...,
К = М -=
хвк ~ xbn
(Х11-4а)
741
XII. ЭКСТРАГИРОВАНИЕ ЖИДКОСТЕЙ
ОСНОВНЫЕ ДИАГРАММЫ И КРИВЫЕ РАВНОВЕСИЯ
И
KM Xni/~XRM
N=M-=-=-^---
KN XBK~XBN
(ХП-46)
г) Если различные смеси компонентов А, В и С, например, такие, состав
которых характеризуется точками К, L и Q (рис. ХП-4,а), смешиваются порознь
со смесью, состав которой характеризуется точкой Р, то образуются новые сме-
си составы которых характеризуются точками N, О и Т, лежащими на прямых
КР, LP и QP.
Материальные балансы в этом случае будут
N = K + P; O=L + P; T = Q + P
N — K=O — L=T — Q = P-
откуда
(ХП-5)
(ХП-6)
д) Отсюда выводится имеющее большое применение свойство треугольной
диаграммы: если разность количеств любых двух смесей компонентов А, В и С
А
температуре, так как при изменении температуры изменяется растворимость и
кривая меняет свое положение, которое определяется экспериментально.
Обычно при повышении температуры область существования гетерогенной
(расслаивающейся) системы уменьшается (рис. ХП-6) и при так называемой
критической температуре растворения фазы рафината и экстракта сливаются
в одну общую фазу.
Изменение давления в пределах 1—20 ат не оказывает заметного влияния
на растворимость.
Точки, лежащие внутри области, ограниченной бинодальной кривой, ха-
рактеризуют двухфазную расслаивающуюся систему. Точка К— критическая
точка, характеризующая состав, при
котором расслоение растворов пре-
кращается и образуется гомогенный
раствор.
Рис. ХП-5. Тройная система на тре-
угольной диаграмме (t = const).
Рис. ХП-6. Бинодальные кри-
вые при различных темпе-
ратурах.
Рис. ХП-4. Нахождение полюса экстрагирования на треугольной
диаграмме:
а —реальный состав; б —гипотетический состав.
есть величина постоянная [см. формулу (ХП-6)], то на треугольной диаграмме
прямые, соединяющие точки, выражающие составы этих смесей (на рис. ХП-4, а
точки К и N, L и О, Q и Т), пересекутся в одной точке (Р), называемой полю-
сом экстрагирования.
Полюс экстрагирования может оказаться вне диаграммы (например, точка
Р' на рис. ХП-4, б). В этом случае состав, выражаемый этой точкой, является
гипотетическим, так как лежит вне реальных пределов.
Кривые равновесия фаз в треугольных диаграммах
12. На рис. ХП-5 представлена типовая тройная система, причем компо-
ненты А и В, а также В и С неограниченно растворимы друг в друге, а ком-
поненты А и С ограниченно растворимы и в определенных соотношениях обра-
зуют двухфазную жидкую смесь.
13. На рис. ХП-5 кривая равновесия NKT — пограничная (бимодальная
Каждая бинодальная кривая для данной системы соответствует определенной
* Кривая равновесия на площади треугольника называется Синодальной в потому, что
она охватывает значение концентраций двух сосуществующих растворов.
742
Область вне бииодальиой кривой — область гомогенных (нерасслаиваю-
щихся) растворов.
Ветвь бииодальиой кривой NK характеризует составы рафината, а ветвь
КТ — составы экстрактов (см. рис. ХП-5).
В области гетерогенных растворов каждому составу рафината R соответ-
ствует вполне определенный состав экстракта Е.
14. Прямые, соединяющие составы двух сосуществующих слоев рафината
и экстракта (например, RiEt, R2E2, R3E3), называются линиями сопряжения *
[0-1, ХП-1].
Линии сопряжения не параллельны друг другу, так как компонент В, до-
бавленный к какой-либо гетерогенной системе, неравномерно распределяется
между рафинатом и экстрактом.
15. Процессы экстрагирования осуществляются только в области гетероген-
ных смесей. Так, если гетерогенная смесь общего состава характеризуется точ-
кой М (рис. ХП-5), то такая система образует две равновесные фазы, состав
которых после расслаивания определится сопряженными точками R2 и Е2, ле-
жащими на пересечении линии сопряжения, проходящей через точку М, с вет-
вями бинодальной кривой.
’ В литературе эти прямые называются также хордами равновесия [0-4, 0-5], иолами
IU-17J, соединительными линиями [XII-2], коннодамн [0-4].
743
XII. ЭКСТРАГИРОВАНИЕ ЖИДКОСТЕЙ
j Количество образовавшихся при расслаивании фаз рафината и экстрак-
та можно определить (измерив в одинаковом масштабе отрезки прямой МЕ2 и
Л1/?2) из соотношения:
= МЕг (XII-7)
е2 mr2
Интерполяция линий сопряжения на треугольных диаграммах
17. Если в справочниках имеются данные лишь для построения небольшого
числа линий сопряжения, то можно осуществить графическую интерполяцию н
нанести новые линии сопряжения.
18. На треугольную диаграмму (рис. ХП-7) наносим бинодальную кривую
и по имеющимся данным проводим линии сопряжения af, be, cd.
8
Рис. XII-7. Интерполяция
линий сопряжения на тре-
угольной диаграмме.
Через точки a, b, с, d, е и f проводим ли-
нии, параллельные сторонам треугольника, и со-
ответствующие точки пересечения N, М, L, О, Р
и Q соединяем плавной кривой, которая назы-
вается рабочей линией. Точка пересечения рабо-
чей линии с бинодальной кривой есть критиче-
ская точка К.
Дополнительные линии сопряжения строятся
следующим образом. Задаются точкой на бино-
дальной кривой, например точкой R. На рафи-
натной ветви кривой через точку R проводят
прямую параллельно стороне ВС до пересечения
с рабочей линией NMLOPQ в точке Т, а из
точки Т—прямую, параллельную стороне АВ
до пересечения с экстрактной ветвью бинодаль-
ной кривой в точке Е.
Затем соединяем прямой точки R и Е и по-
лучаем дополнительную линию сопряжения RE,
устанавливающую состав экстракта Е, сосуще-
ствующего с рафинатом состава R.
ПРЯМОУГОЛЬНЫЕ ДИАГРАММЫ Z—X, У и У— X
19. Если на треугольной диаграмме трудно
Ргостроить ступени экстрагирования из-за скучен-
ности линий на ней, то большей точности расчета
можно достичь, пользуясь прямоугольными диа-
граммами.
20. Значения координат вычисляются по формулам:
1 кг В хв хв
\ /сг А + В j / кг В ) 'r ха+хв Ув ЮТ — хс Ув
\ кг А В ) / кг С > £ Ул^Ув хс ЮТ-1/с хс
\ кг А f- В ) 1 кг С ' R ' 41 >1 сз ЮТ — хс Ус
\ кг A -j- В t Е Уа + Ув 100- ус
(ХП-8)
(ХП-9)
(ХП-10)
(ХП-11)
744
ОСНОВНЫЕ ДИАГРАММЫ И КРИВЫЕ РАВНОВЕСИЯ
Здесь хл, хв, Хс—содержание компонентов А, В и С в фазе рафината,
масс.%, — координаты треугольной диаграммы (см. рис. ХП-5); у\, у~в, у~с—
то же в фазе экстракта.
21. Формулы для обратного пересчета:
1—Л А l+ZR X Хв х — Zr С X + ZR (XI1-12)
1 —У Ул ’+V У‘ 1+Z/ у =—Е- С ! + ^£ (ХП-13)
На диаграмме рис.,ХП-8 в координатах /£=_)(У) H_ZB=f(X) чистый ком-
понент А соответствует точке с координатами Х=0; Z=0; чистый компонент
В — точке с координатами У=_1; Z=0; а_чистый растворитель С — точке в бес-
Уг Ус
конечности, так как Z — —-----— = —— == со.
Уа + ув 0
Таким образом, добавление чистого растворителя С к смеси А+В приво-
дит к перемещению точки, характеризующей эту смесь по линии Х=const (или
У = const), т. е. по перпендикуляру к оси абсцисс.
22. Построение кривой равновесия на диаграмме Z — X, У осуществляется
посредством пересчета заданных иа треугольной диаграмме сопряженных точек
Ei и /?ь Е2 и /?2, Е3 и /?3 и т. д., что показано на диаграмме рис. XII-5 и
ХП-8, а. . _ '
Построение зависимости равновесных составов рафината X и экстракта У
показано на рис. ХП-8, б.
Интерполяция линий сопряжения на прямоугольной диаграмме в коорди-
натах ZE=f(Y), ZR=f(X) осуществляется при помощи диаграммы У=/(Х).
23. Кривая селективности (рис. ХП-8,б) определяет зависимость концен-
трации компонента В в рафинате и экстракте без учета вторичного раствори-
теля С. Так же как и бинодальиая кривая на треугольной диаграмме, кривая
селективности соответствует определенной температуре.
На диаграмме У=[(Х) (рис. ХП-8, б) любая точка иа кривой селективно-
сти соответствует определенным составам срсуществующих фаз экстракта и
рафината, поэтому любую линию сопряжения на рис. ХП-8, а можно опреде-
лить при помощи диаграммы У=)(Х).
Например, на рис. ХП-8, а нужно нанести линию сопряжения для состава
рафината Rn- Для этого из точки Rn иа рис. ХП-8, а, характеризующей со-
став Rn, проводится вертикаль до пересечения с кривой селективности в точ-
ке RnEn- На рис. ХП-8, б из точки RnEn проводят горизонталь до пересече-
ния с диагональю в точке и и из нее проводят вертикаль до пересечения с
ветвью экстрактов на бинодальной кривой (рис. ХП-8, а) в точке Е„. Линия
RnEn и будет искомой линией сопряжения.
ПРЯМОУГОЛЬНАЯ ДИАГРАММА у —х'
24. Обычно эти диаграммы применяются тогда, когда можно пренебречь
взаимной растворимостью первичного А и вторичного С растворителей, а тре-
угольной диаграммой из-за скученности линий пользоваться невозможно.
_ 25. Концентрации в массовых процентах обычно обозначают в рафиндте:
Хв. хс, г в экстракте: уА, ув. Ус- В заданных условиях хс~0 и z/.4«0.
745
XII. ЭКСТРАГИРОВАНИЕ ЖИДКОСТЕЙ
Рис. ХП-8. Тройная система на прямоугольной диаграмме:
а—в координатах Z—X, Y-, б—в координатах У—X.
746
СТУПЕНЧАТОЕ ЭКСТРАГИРОВАНИЕ
Координаты х' и у' представляют собой относительные массовые доли, опреде-
ляемые по формулам:
_ хо кг экстрагируемого компонента В в фазе рафината
х' =------------------------------------------------—------- (ХП-14)
100 — хв кг первичного растворителя А
_ ув кг экстрагируемого компонента В в фазе экстракта
J 100 — ув кг вторичного растворителя С
Ступенчатое экстрагирование
26. Однократный контакт между исходной смесью и вторичным раствори-
телем (при продолжительном контактировании и хорошем перемешивании), в
результате которого осуществляется равновесие, между образующимися фазами
экстракта и рафината, называется ступенью изменения концентрации или теоре-
тической ступенью экстрагирования.
27. Теоретическая ступень изображается:
а) на треугольной диаграмме (рис. ХП-9,а и б)_—линией RME;
б) на прямоугольной диаграмме в координатах у' — х' (рис. ХП-10)—тре-
угольником abc\ _______
в) на прямоугольной диаграмме в координатах Z — X, Y (рис. ХИ-11,а
и б) — линией RME.
Рис. ХП-9. Одноступенчатое экстрагирование на треугольной диаграмме:
о —исходная смесь F, конечные экстракт £кон и рафинат /?кон не содержат экстрагента С, из
экстракта Е и рафината R отгоняется чистый экстрагент С; б—исходная смесь F, конечные
экстракт /?кон и рафинат /?кон содержат некоторое количество экстрагента С, из экстракта Е и
рафината /? отгоняется экстрагент 5, содержащий небольшое количество компонентов А и В.
28. В реальных условиях контактирование исходной смеси и вторичного
растворителя продолжается сравнительно недолго и фазовое равновесие между
экстрактом и рафинатом не достигается, что учитывается, например, введением
коэффициента полезного действия.
ОДНОСТУПЕНЧАТОЕ ЭКСТРАГИРОВАНИЕ
29. Для расчета одной теоретической ступени экстрагирования должны быть
заданы бипедальная кривая с линиями сопряжения и состав сырья. Требуется
определить расход экстрагента,’ выход рафината и экстракта и их состав.
747
XII. ЭКСТРАГИРОВАНИЕ ЖИДКОСТЕЙ
Расчет одноступенчатого экстрагирования иа треугольной диаграмме
30. Общий материальный баланс процесса однократного экстрагирования:
,M = F+C*=R+E (ХП-16)
Здесь М — количество смеси экстрагента и исходной смеси, кг; F — количе-
ство исходной смеси, кг; С — количество вторичного растворителя (экстраген-
та) , кг; R — количество рафината, кг; Е — количество экстракта, кг.
Количества М, F, С, R, Е представляют каждое в отдельности сумму ком-
понентов Л + В + С.
31. На рис. ХП-9, а показано построение процесса одноступенчатого экстра-
гирования для случая, когда ни исходная смесь F, ни конечные составы экстрак-
та £Кон и рафината RKOB не содержат экстрагента С, а из экстракта Е и ра-
фината R отгоняется чистый экстрагент С.
Точку, характеризующую состав исходной смесн F, соединяют с точкой С,
характеризующей состав чистого экстрагента. FC — линия постоянного соотно-
шения компонентов А и В.
Положение точки М зависит от количества экстрагента (см. п. 32).
По правилу рычага (см. п. 11, в), для точки М имеем: для составов R,
Е и М
R Е _ М
МЁ~ RM~~ RE
для составов F. С и М:
F С _ М
МС ~ FM~ FC
Из этих соотношений находим расход чистого экстрагента:
мс (ХП-17)
количество рафината: -
R=M^- RE (XII-18)
количество экстракта: _ .. г, м RM Е = М — R~--= RE (XII-19)
Для определения концентрации компонента В в экстракте и рафинате по-
сле отгонки экстрагента С проводим два луча: один через точки С и R, другой
через С и Е. Точки на стороне АВ треугольника, получаемые при пересечении
ее лучами CR и СЕ, будут характеризовать составы рафината (точка 7?кон) и
экстракта (точка ЕКОн), освобожденных от экстрагента С.
32. Анализируя уравнение (XII-17), находим пределы, в которых может
изменяться удельный расход экстрагента.
а) Если точка М переместится в точку Л12, то FM2 < FM и по уравнению .
(ХП-17) расход С будет меньше; точка Е2 покажет увеличение концентрации
компонента В в экстракте; точка R2 покажет большую концентрацию компонен-
та В в рафинате (Егкон^Екон и /?кон)•
б) Если точка М переместится в точку Л1ь лежащую на бинодальной кри-
вой, то образуется лишь один слой рафината и выход экстракта станет равным
нулю.
748
СТУПЕНЧАТОЕ ЭКСТРАГИРОВАНИЕ
Положение точки ЛЬ используется для нахождения минимального теорети-
ческого удельного расхода экстрагента:
С F
мин
(ХП-20)
r „ ЕМ,
^макс
ТИ4С
Для удобства дальнейших расчетов точку ЛЬ, лежащую иа пересечении ли-
нии CF с рафинатной ветвью бимодальной кривой, обозначим йм»и с-
в) Если точка М переместится в точку М3, то это приведет к увеличению
удельного расхода' экстрагента и к снижению концентрации компонента В в
экстракте и рафинате (Е3кон < Екои и /?3кон <ДКОН).
г) Если точка М переместится в точку М4, лежащую на бинодальной кри-
вой, то образуется лишь один слой экстракта, выход рафината будет равен
нулю. Положение точки М4 используется для нахождения максимального тео-
ретического расхода экстрагента:
(XII-21)
Точку М4 обозначим через ЕМакс с-
Сопоставляя ряд практически возможных вариантов расчета (например,
варианты, соответствующие точкам Л43, М и Л13), можно установить экономи-
чески оптимальные условия экстрагирования.
33. На рис. ХП-9, б показано построение процесса одноступенчатого экстра-
гирования для случая, когда исходная смесь и конечные составы экстракта Екоя
и рафината /?коп содержат небольшое количество экстрагента С (точки F, Екои
и /?кон соответственно), а из экстракта Е н рафината отгоняются раствори-
тели Св и CR, содержащие некоторое количество компонентов А и В (точки Св
и С R ).
34. Материальный баланс в этом случае (по общему количеству Д+В+С)
выражается уравнениями
CS = ^R +
M = E + CS
M^R-j-E
£ = £кон + С£
причем для каждого из них все точки лежат на одной прямой.
Количества конечных продуктов можно определять также, относя приве-
денные уравнения к одному из компонентов, например:
п _ п- XCR~XR
/ч<ои — * \ —
*€ R R
^кон
(XII-22)
СВ ^кон
Здесь х может выражать содержание- любого из компонентов В и С.
Подробнее о методике расчета см. [XI1-3].
749
XII. ЭКСТРАГИРОВАНИЕ ЖИДКОСТЕЙ
Расчет одноступенчатого экстрагирования
на прямоугольной диаграмме * у —х
35. Количество первичного растворителя А в исходной смеси определяют
по формуле: _
(100 — ха )
А = F -------,nr, BF> кг (илн сек/кг) (XII-23)
100
Количество чистого вторичного растворителя С в экстрагенте S:
C—S ——кг (или кг/сек) (XII-24)
Здесь хBF—концентрация экстрагируемого компонента В в исходной сме-
си F, масс.%; у Bs—концентрация компонента В в экстракте и в экстраген-
те S, масс.%.
36. Материальный баланс по экстрагируемому компоненту В:
С (у' — y's) = A(x'F — xr>) (XII-25)
Здесь у' и ys— концентрация компонента В в экстракте и в экстрагенте,
кг экстрагируемого компонента В/кг экстрагента С; х'р н х'—концентрация
экстрагируемого компонента В в ис-
ходной смеси и в рафинате, кг экс-
трагируемого компонента В/кг пер-
вичного растворителя А.
37. На рис. ХП-10 точка а с ко-
—! —!
ординатами хр и ys характеризует
встречные концентрации в исходной
смеси и экстрагенте; точка b с ко-
ординатами х' и у/ характеризует
равновесные составы двух образовав-
шихся фаз — рафината н экстракта.
38. Из рис. ХП-10 или из урав-
нения (XII-25) определяется тангенс
угла наклона рабочей линии:
х', кг В/кг А б рафинате
Рис. ХП-10. Одноступенчатое экстраги-
рование на прямоугольной диаграмме
в координатах у' — х'.
A y' — y's be
tga = —= —--------— = -=
С хр — х са
(ХП-26)
Прямоугольная диаграмма мо-
жет быть использована для исследо-
вания влияния расхода экстрагента
на составы экстракта и рафината. Например, при увеличении расхода С умень-
шается tg а, уменьшаются получаемые при этом значения х' и у' (треугольник
сМ), при уменьшении расхода С увеличиваются значения х' и у' (треуголь-
ник атп).
Так же можно определить, при каком расходе С будет достигнуто задан-
ное значение х'. Для этого из точки х’ проводят вертикаль до пересечения с
кривой равновесия в точке Ь, полученную точку b соединяют с точкой х'р, y's,
. be ас
определяют tg а — -= и затем находят С = А -= .
ас be
* Значения координат см. п. 25.
750
СТУПЕНЧАТОЕ ЭКСТРАГИРОВАНИЕ
Расчет одноступенчатого экстрагирования
на прямоугольной диаграмме * Z — X, Y
С* \
= 0; абсциссаг
гейт, не содержащий компонентов
39. В ряде случаев процесс экстрагироваиия_ более_ четко графически рас-
считывается в прямоугольной системе координат Z — X, У.
40. На рис. ХП-11, а показано построение процесса для наиболее простого
случая: исходная смесь F не содержит экстрагента С (для точки F ордината
конечных продуктов отгоняется чистый экстра-
/ С С
। В ^для точки С ордината jt д
= оо
Рис. ХП-11. Одноступенчатое экстрагирование на прямоугольной диаграмме
в координатах Z — X, У:
в —исходная смесь F ие содержит экстрагента С, экстрагент С не содержит компонентов А и В;
б—исходная смесь F и конечные продукты £кон и /?кон содержат небольшое количество
экстрагента С, из рафината /? и экстракта Е отгоняется экстрагент, содержащий некоторое
количество В.
Точка Л1, характеризующая состав смеси исходного раствора F и экстра-
гента С, находится на перпендикуляре, проведенном из точки F, так как со-
держание компонента В в исходном растворе F и в смеси'М одинаково.
Вертикаль, проведенная через точки F и М, пересекает бинодальную кри-
вую в точках Rmhhc-н £Макс с (теоретические минимум н максимум расхода
экстрагента). Через точку М проводится линия сопряжения, и определяются
составы рафината R и экстракта Е.
Составы экстракта и рафината после полного удаления экстрагента С опре-
деляются точками /?Кон и £кон на оси абсцисс, получаемыми при пересечении
с осью абсцисс вертикалей, проведенных через точки R и Е.
41. На рис. ХП-11, б показано построение процесса для более общего слу-
чая: исходная смесь F и конечные продукты RKOh н Екои содержат некоторое
количество экстрагента С; растворители CR и С , отгоняемые из сырых рафи-
ната R и экстракта Е, содержат некоторое количество компонента В. Оба рас-
творителя СR и Ср смешиваются, и получается смесь состава Cs, которая
* Значения координат см. п. 20.
751
XII. ЭКСТРАГИРОВАНИЕ ЖИДКОСТЕЙ
затем смешивается с исходным чистым растворителем С (точка Cs) и вновь по-
ступает на экстрагирование. Точки С5 и Cs лежат на одной вертикали, так
как содержание компонента В в этих смесях одинаково.
42. При использовании диаграммы в координатах Z—X, Y материальный
баланс составляется по сумме составов компонентов А и В (без экстрагента С).
Для отличия обозначений (Е, М, R, Е и пр.) материального баланса, со-
ставленного по общей сумме компонентов А, В и С, материальный баланс,
составленный по сумме только компонентов А и В, обозначим теми же буквами,
но с чертой над ними: F, М, R и т. д. В этом случае баланс записывается в
виде уравнений
CS = Cr + СЕ
С$ — C's +
M = F + CS
(XII-27)
для каждого из которых все точки лежат на одной прямой.
Подробнее о методике расчета см. [XI1-3].
ЭКСТРАГИРОВАНИЕ В ПЕРЕКРЕСТНОМ ТОКЕ
43. На рис. ХП-12 представлена схема жидкостной экстракции при пере-
крестном токе. Для графического расчета должны быть известны координаты
S‘>&
f Г R, х, 1 R, i R,
1Г1 1СТ Ж хг Зет.
с 1
Рис. ХП-12. Схема жидкостной
экстракции в перекрестном токе.
бинодальной кривой, линии сопряжения
R и Е и состав сырья.
Расчет числа теоретических ступе-
ней экстрагирования осуществляется
аналогично расчету одноступенчатого
экстрагирования. Задаваясь количе-
ством экстрагента Sh S2, S3, посту-
пающим в первый, второй н третий ап-
параты, производят графический расчет
с помощью прямоугольной или тре-
угольнэй диаграммы.
Расчет экстрагирования в перекрестаом токе
иа прямоугольной диаграмме * у' — х'
44. На рис. ХП-13 нз точки а с координатами xF и ys проводят прямую,
А
тангенс угла наклона которой равен , до пересечения с кривой равновесия
в точке Ь. Из точки b опускают перпендикуляр bd. Точка d характеризует со-
став рафината, поступающего во второй аппарат. Треугольник abd соответствует
первой ступени изменения концентрации.
Из точки d проводят прямую de, тангенс угла наклона которой равен ,
до пересечения с кривой равновесия в точке е и опускают перпендикуляр е{.
* Значения координат см. п. 25.
752
СТУПЕНЧАТОЕ ЭКСТРАГИРОВАНИЕ
Треугольник def соответствует второму аппарату или второй ступени измене-
ния концентрации. Аналогично строится третья ступень. Если число аппаратов
больше трех, построение продолжается.
Расчет количеств А и С ведется по формулам (XII-23) и (ХП-24). Об опре-
делении оптимального количества экстрагента см. пп. 32 и 38.
Расчет экстрагирования в перекрестном токе на треугольной диаграмме
45. О построении на треугольной диаграмме (рис. ХИ-14) первой ступени
(процесса экстрагирования в первом аппарате), выборе положения точки Л4| и
определении Ri и Е| см пп. 30—34. Из первого аппарата во второй поступает
Рис. ХП-13. Экстрагирование в пере-
крестном токе иа прямоугольной
диаграмме.
Рис. ХП-14. Экстрагирование в пере-
крестном токе на треугольной диа-
грамме.
рафинат /?1 и вторичный растворитель Si. Смесь Ri и S2 характеризуется точ-
кой М2. Местоположение точ^и Л12 устанавливается при помощи правила ры-
чага (п. И, в):
/?1 5
M2S R\Mi
Через точку М2 проводится линия сопряжения и находятся /?2. Ег. Ли-
ния RiMiEi соответствует процессу экстрагирования во втором аппарате. Далее
построение осуществляется аналогично.
МНОГОСТУПЕНЧАТОЕ ПРОТИВОТОЧНОЕ ЭКСТРАГИРОВАНИЕ
Расчет многоступенчатого противоточного экстрагирования
на треугольных диаграммах
Чаще всего встречаются три варианта задания на расчет.
Первый вариант
46. Заданы бинодальная кривая, линии сопряжения, состав и количество
исходной смеси F, составы конечных рафината, экстракта и экстрагента S.
Требуется определить удельный расход экстрагента S/F и число ступеней экс-
трагирования.
753
XII. ЭКСТРАГИРОВАНИЕ ЖИДКОСТЕЙ
47. Исходя из принципиальной схемы теоретического процесса (рис. ХП-15, а)
и введя обозначение F — Е\ = Р, составляем уравнения материального баланса.
Общий:
f + S = /?„ + £, = Af или F — £, = Rn — S = P (XII-28)
для 1-й ступени:
Р + £2 = /?,+£! илн F — Ei = R1 — Е2 = Р (XII-29)
для 2-й ступени:
/?i —|- £3 = R2 -f- Е2 илн Rf — Е2 = R2 — Е2 = Р (XII-30)
для n-й ступени:
Pn-i + S =/?„ + £„ или /?„_]—Еп = Rn — S = P (XII-31)
Согласно четвертому свойству треугольной диаграммы (см. п. 11, г), про-
должения всех линий E\F, E2Rt, E2R2, SRn пересекаются в точке Р, называе-
мой полюсом экстрагирования.
Рис. ХП-15. Многоступенчатое противоточное экстрагирование на тре-
угольной диаграмме?’
о—принципиальная схема процесса; 6—построение процесса на треугольной диаграмме.
48. Для определения числа ступеней экстрагирования через заданные точ-
ки Ei, F, S и Rn проводятся прямые EtF и SRn и продолжаются до их пересе-
чения в точке Р (рис. ХП-15, б). Точка Р является рабочим полюсом экстраги-
рования в заданных условиях.
Затем от точки Е\ строят ступени экстракции, для чего через точку про-
водят линию сопряжения EiRi. Точка Ri характеризует состав рафината, выхо-
дящего из первой ступени. Линия RiE^ соответствует первой ступени.
Затем через точки Р и Ri проводят прямую до пересечения с бинодальной
кривой в точке Е2. Через точку Е2 проводят линию сопряжения E2R2 н полу-
чают точку /?2, соответствующую составу рафината, выходящего из второй
ступени. Линия R2E2 соответствует второй ступени экстрагирования.
Аналогичные построения продолжают до тех пор, пока какая-либо линия
сопряжения RE не пройдет через заданную точку Rn или не ляжет несколько
ниже ее.
В примере на рис. ХП-15 достаточно оказалось построить три теоретические
ступени экстрагирования.
754
СТУПЕНЧАТОЕ ЭКСТРАГИРОВАНИЕ
49. Удельный расход экстрагента S определяется в зависимости от поло-
жения точки М иа линии FS:
S _ FM
F ~ MS
(XII-32)
Точка М находится на пересечении прямых FS и RnEi.
Второй вариант
50. Заданы бинодальиая кривая, линии сопряжения, состав и количество
исходной смеси F и экстрагента S, состав конечного рафината. Требуется опре-
делить состав конечного экстракта и число ступеней экстрагирования.
51. На рис. ХП-15, б наносят точки состава F н S. Проводят прямую FS
и по правилу рычага наносят точку М. Затем наносят точку состава Rn и про-
водят прямую RnM до пересечения с бинодальной кривой в точке Et, которая
определяет конечный теоретический состав экстракта Et. Дальнейшее построение
ступеней осуществляется так же, как в первом варианте.
Третий вариант
52. Заданы бинОдальная кривая, линии сопряжения, состав и количество
исходной смеси F, состав конечного рафината Rn и экстрагента (предположи-
тельно, чистого). Требуется определить оптимальный расход экстрагента и соот-
ветствующие ему состав экстракта Et и число ступеней (рнс. XII-16).
В этом случае возможные пределы удельного расхода экстрагента опреде-
ляются теоретическим минимальным и максимальным расходом.
53. Для вычисления теоретического минимального удельного расхода экс-
трагента находят полюс экстрагирования Р\ = РККВ (рис. ХП-16,а), лежащий
на пересечении прямой, проведенной через точки С и Rn, с прямой, проведенной
через точку F.
Как видно из рис. ХП-16, а, при полюсе экстрагирования РМНн линии со-
пряжения RjEj совпадают с линией РминГ, следовательно, при этом число сту-
пеней равно бесконечности. Таким образом, точка Л41 находится на самом близ-
ком расстоянии от точки F и соответствует теоретическому минимальному
удельному расходу экстрагента:
_ FMi
МИИ ^1С
(ХН-ЗЗ)
54. Для вычисления теоретического максимального удельного расхода
экстрагента (при одноступенчатом экстрагировании) на рис. ХП-16, б из точ-
ки Rn проводят линию сопряжения RnE3, которая пересечет прямую FC в точ-
ке /И3. В этом случае’отрезок FMS будет максимальным из возможных, следо-
вательно, максимальный удельный расход экстрагента составит:
/£\ FM3
\Е /макс М3С
(ХП-34)
55. Практически при многоступенчатом противоточном экстрагировании точ-
ка М должна располагаться между точками Л41 и /И3 на прямой FC, например
в точке /Иг (рис. ХП-16, в). Удельный расход экстрагента при этом будет равен;
I С \ FM2
VF/= лЦс
755
XII. ЭКСТРАГИРОВАНИЕ ЖИДКОСТЕЙ
Естественно, что чем ближе С/F к максимальному значению, тем меньше
требуется ступеней экстрагирования.
Рис. XII-16. К зависимости между расположением полюса
экстрагирования и удельным расходом экстрагента.
а — минимальный удельный расход; б — максимальный удельный
расход, в —рабочий удельный расход.
Чтобы найти наиболее экономичный вариант, следует выполнить несколько
расчетов при различных С./F и выбрать оптимальный.
Подробный расчет и примеры см. [ХП-3].
Расчет многоступенчатого противоточного экстрагирования
на прямоугольной диаграмме * у' — х'
56. Ступенчатый метод расчета в координатах у' — х' целесообразно при*
менять в тех случаях, когда требуется большое число ступеней экстрагирования,
* Значения координат см. п. 25.
756
СТУПЕНЧАТОЕ ЭКСТРАГИРОВАНИЕ
Этот графический метод расчета аналогичен расчету числа ступеней изменения
концентрации в процессе ректификации и абсорбции (раздел X, пп. 48—66).
57. Возможны два случая.
а) Жидкости А и С взаимно нерастворимы друг в друге (см. рис. ХП-17, б).
В этом случае количество чистых растворителей А и С по всем ступеням оди-
наково.
Рис. ХП-17. Много-
ступенчатое про-
тивоточное экстра-
гирование на пря-
моугольной диа-
грамме в коорди-
натах у'— х'\
а — принципиальная
схема процесса; б — по-
строение процесса на
прямоугольной диа-
грамме, жидкости А и
С взаимно нераствори-
мы; в —то же, но А и
С частично взаимно
растворимы.
Уравнения материального баланса:
а) для п ступеней общий баланс:
F-Rn = El—S
и баланс по извлекаемому компоненту В:
A(^'P — x'n) = C(y'1—y's)
б) для (п— 1) ступеней общий баланс:
и баланс по извлекаемому компоненту В:
(ХП-35)
(XII-36)
757
XII. ЭКСТРАГИРОВАНИЕ ЖИДКОСТЕЙ
Из уравнения (XI1-35) получаем уравнение линии рабочих концентраций в
общем виде:
^ = 4(^-1—^) + ^ (ХП-37)
Уравнение (ХП-37) — уравнение прямой линии с тангенсом угла наклона:
tga=-^ (ХП-38)
Величину Л/С можно определить из уравнения (ХП-35). _ _
Графический расчет на диаграмме в прямоугольных координатах у'— х’
осуществляется в определенной последовательности. На диаграмму наносят
кривую равновесия, наносят точку а с координатами у и хр, определяют
тангенс угла наклона рабочей линии Л/С из уравнения (ХП-35), далее из точ-
ки а проводят рабочую линию ab. Если величина А/С не задана, ио задана тре-
буемая величина хп, то линию ab проводят через точки а и Ь, координаты точ-
ки Ь при этом будут: ys и хп.
На рис. ХИ-17, б кривая равновесия определяет составы фаз, покидающих
последовательные ступени экстрагирования, а рабочая линия — составы фаз ме-
жду ступенями экстрагирования. Вычерчивая ступени между обеими линиями,
можно определить число теоретических ступеней экстрагирования, как это пока-
зано на рисунке. Построение ступеней можно начинать из точки а или Ь. На
рис. ХП-17, б между точками а и b расположились, например, три ступени.
б) Жидкости Л и С частично взаимно растворимы. В этом случае количе-
ство экстракта н рафината иа каждой ступени изменяется и рабочая линия ие
может быть прямой.
Построение рабочей линии осуществляется по данным треугольной диа-
граммы (например, по рис. ХП-15). Кривая равновесия устанавливает соотно-
шение концентрации компонента в равновесных фазах (R\ и Е\, /?2 н £2 и т. д.).
Кривая рабочих концентраций устанавливает зависимость концентрации
компонента В в неравновесных фазах между ступенями (Ri и Е2, /?2 и Е3
и т. д.).
Лучи, проведенные на треугольной диаграмме через полюс экстрагирова-
ния Р, пересекают обе ветви бинодальной кривой в точках, определяющих со-
пряженные (рабочие) составы обеих фаз между ступенями экстрагирования.
Для построения линии рабочих концентраций проводят ряд лучей из по-
люса экстрагирования Р на треугольной диаграмме (например, рис. ХП-15),
определяют ряд сопряженных значений Rn и Еп+1, вычисляют соответствующие
им неравновесные составы х' и р' и по этим значениям строят на прямоугольной
диаграмме х'— у' линию рабочих концентраций. Построив на диаграмме у' — х'
кривую равновесия и линию рабочих концентраций так же, как на рис. ХП-17, б,
строят ступени экстрагирования. Схема такого расчета показана на рис. ХП-17, в.
Следует иметь в виду, что рабочая линия не должна пересекаться с кривой рав-
новесия, иначе число ступеней станет-бесконечно большим.
Подробнее о расчете см. [ХП-3].
Расчет многоступенчатого противоточного экстрагирования
на прямоугольной диаграмме *_ Z — X, Y
совместно с диаграммой Y—X
58. На рис. ХП-18 показан метод нахождения числа теоретических ступе-
ней экстрагирования.
* Значение координат см. п. 20.
758
У, кг В/кг, (А + В) в экстракте
Рнс. XII-18. Многоступенчатое противоточное экстрагирова-
ние на прямоугольной диаграмме Z — X, Y совместно с диа-
граммой Y — X.
XII. ЭКСТРАГИРОВАНИЕ ЖИДКОСТЕЙ
Аналогично определению числа ступеней на треугольной диаграмме
(рис. ХП-16) необходимо определить на диаграмме рис. ХП-18 положение по-
люса экстрагирования Р. В данном случае в исходной смеси F отсутствует
экстрагент С, т. е. F=A+B и в экстрагенте отсутствуют компоненты А и В,
т. е. S=C.
59. Построение первой ступени экстрагирования. Через точку г3 проводится
горизонталь до пересечения с диагональю в точке е3. Из точки е3 прово-
дится вертикаль до пересечения с верхней ветвью бинодальной кривой в точ-
ке Е3.
Соединяют точки /?з и Е3. Линия R3E3 соответствует первой ступени экстра-
гирования.
60. Построение второй ступени. Через точки Р и Е3 проводят прямую и по-
лучают точку Ег на нижней ветви бинодальной кривой. Из точки Rz проводят
линии R3r2, г2ег, е2Е2. Соединяют точки Rz и Е2 и получают вторую теоретиче-
скую ступень экстрагирования R2E2.
Аналогично строятся следующие ступени.
В примере, приведенном на рис. ХП-18, всего получается три теоретические
ступени экстрагирования. ___
61. Удельный расход экстрагента определяется отрезком MF — ординатой Z
точки М и выражается величиной ( А В ) —отношением массы чистого
экстрагента к массе компонентов (А-РВ) в исходной смеси. Точка М находится
на пересечении линии EtRn и вертикали, проведенной через точку F.
Для того чтобы определить теоретический минимальный удельный расход
I С \ _
экстрагента I j-т- „ | . нужно провести прямую через точку г так, чтобы
\ -А ~г В /мин
эта прямая совпала с какой-нибудь линией сопряжения, например с RTET. За-
тем следует продолжить линию E-rR^F до пересечения с вертикалью, проведен-
ной через точку Rn. Точка пересечения будет РМин. Точка М при этом пере-
местится в точку Мт.
Анализируя рис. ХП-18, видим, что совпадение линии сопряжения
/?ТЕТ с линией Р„пяЕЕ1 приводит при построении к бесконечному числу сту-
пеней, и, следовательно, отрезок FM? соответствует минимальному орошению
^-общ 1
И + ]ми„‘
В практических расчетах принимают удельный расход экстрагента (вто-
ричного растворителя) больше минимального, т. е. MF > MTF.
62. На диаграмме в координатах Z — X, Y можно определить отношение об-
щего расхода экстрагента Собщ к массе компонентов А-рВ в конечном рафи-
нате [0-5]:
0*общ
(A-i-B)
"кон
N + ZR
(ХП-39)
количества экстрагента С к сумме (А-рВ) в конеч-
-----; N — расстояние от оси абсцисс до рабочего
Здесь ZR — отношение
кг CR
ном рафинате, —.pjy
"кон ______________________________
полюса Р (N измеряется в масштабе Z по рис. Х1И8).
Минимальной величине
Ообщ
СА + В)
"коп
цесс с полюсом экстрагирования в точке Р,
-1 соответствует теоретический про-
I мин
мин-
760
СТУПЕНЧАТОЕ ЭКСТРАГИРОВАНИЕ
Многоступенчатое противоточное экстрагирование с возвратом
63. Недостаток противоточного экстрагирования (без возврата) заключает-
ся в том, что при выходе из установки экстракт контактирует с исходной
смесью, богатой компонентом А, что ограничивает извлечение компонента В в
фазу экстракта.
Для более полного извлечения компонента В применяется возврат части
экстракта и рафииата в экстрактор. Этот принцип аналогичен орошению ректи-
фикационной колонны флегмой (раздел X, пп. 41—43). Применение экстраги-
рования с возвратом повышает чистоту продук-
тов разделения, но приводит к увеличению рас-
хода экстрагента, числа ступеней экстрагирова-
ния и размеров аппарата. Поэтому необходимо
расчетным путем устанавливать экономически
целесообразную величину возвратов.
64. Схема противоточной жидкостной экс-
стракции с возвратом на примере экстрагирования
в тарельчатой (ступенчатой) колонне приведена
на рис. XI1-19. По этой схеме исходный раствор
I- подается на ступень s, где он контактирует
с фазами рафината и экстракта, и образовав-
шийся после смешения экстракт течет вверх, а
рафинат — вниз до ступени п.
В нижней части тарельчатой колонны сырой
рафинат Rn делится на две части: одна в ко-
личестве Rz (возврат рафината) возвращается
через смеситель М в экстрактор, а другая Rp
направляется в ректификационную установку
Кк- Из установки Кп растворитель Сп возвра-
щается на экстракцию, а концентрированный
рафинат Rkoh, обогащенный компонентом А, вы-
водится из системы.
Снизу тарельчатой колонны подается смесь
состава Еп-н> которая движется вверх по ко-
лонне противоточно, контактируя со стекающим
рафинатом. Из верхней части экстрактора отво-
дится сырой экстракт Е\, который в ректи-
фикационной устанозке Кв разделяется на растворитель Св, возвращаемый
на экстракцию, и на концентрированный экстракт Ео. Экстракт Ео делится на
две части; одна в количестве Ег (возврат экстракта) возвращается в экстрак-
тор, другая Екон отводится из системы.
Растворители Св, Сп, новая порция растворителя С и рафинат в количе-
стве Rz поступают в смеситель М, и образовавшаяся в нем смесь En+, посту-
пает в экстрактор снизу.
В экстракционных колоннах с возвратом (рис. ХП-19) части колонны, раз-
деленные вводом исходной смеси F, называют секциями экстракта и рафината,
в зависимости от того, где отводится данный продукт.
Рис. XII-19. Схема много-
ступенчатого противоточ-
ного экстрагирования с воз-
вратом в колонном аппа-
рате.
Сравнение схем работы тарельчатой колонны без возврата и с возвратом
65. На рис. XI1-20 сравнивается достигаемое качество экстрагирования
на установках для противоточной жидкостной экстракции без возврата и с воз-
вратом.
Для упрощения сравнительного графического расчета в данном случае
принято, что экстрагент представляет собой чистый вторичный растворитель С,
а исходная смесь по составу такая же, как и рафинат состава RF. Требуется
получить экстракт состава Екоа.
761
XII, ЭКСТРАГИРОВАНИЕ ЖИДКОСТЕЙ
большом числе сту-
66. При противоточном многоступенчатом экстрагировании наибольшая кон-
центрация экстракта теоретически обеспечивается при минимальном теоретиче-
ском расходе экстракта и, следовательно, при бесконечно
пеней экстрагирования.
^КОИ
Рис. ХП-20. Сравнение схемы работы тарельчатой колонны без возврата (а)
и с возвратом (ff).
•На рис. ХП-20, а точка РМИн— полюс экстрагирования при минимальном
теоретическом расходе экстрагента — лежит на пересечении прямой, проведен-
ной через точки Rn и С, и прямой, проведенной через точку F, совпадающей
с линией сопряжения RtEF. Состав сырого экстракта (теоретически макси-
мальный) соответствует точке ЕР. Состав экстракта после отгонки раствори-
теля С будет Екои, что меньше требуемого по заданию состава экстракта,
равного Екон. Следовательно, экстрагированием без возврата получить требуе-
мую концентрацию экстракта а условиях заданного примера нельзя.
762
СТУПЕНЧАТОЕ ЭКСТРАГИРОВАНИЕ
67. На рис. ХП-20, б приняты составы Е0 = Ег = Екоп, Rn=Rp = Rz, F и £„+i,
для удобства сравнения со схемой экстрагирования без возврата отмеченные
на кривой равновесия.
Верхнюю часть тарельчатой колонны (секцию экстракта) можно предста-
вить как противоточный экстрактор, в который снизу поступает «экстрагент»
состава ЕР и выходит рафинат состава Rf, сверху поступает «исходная смесь»
Ez и выходит экстракт Е\.
Для секции экстракта полюс экстрагирования обозначим для удобства по-
следующих расчетов Q. Полюс QMhh при минимальном возврате (при беско-
нечно большом числе ступеней экстрагирования) находится на пересечении1
прямых RfEf (линия сопряжения) и прямой СЕКОИ. Рабочий полюс экстраги-
рования может находиться только между точками QMhh и С, например в точ-
ке Q. Определив положение Q, находят графическим путем число ступеней
экстрагирования секции экстракта, как в случае многоступенчатого противо-
точного экстрагирования.
Нижнюю часть колонны (секцию рафината) можно представить как проти-
воточный экстрактор, в который поступает «экстрагент» состава En+i и выхо-
дит, рафинат состава Rn', сверху поступает «исходная смесь» состава Rf и вы-
ходит экстракт состава EF.
Полюсы экстрагирования для секции рафината обозначим через .W. Полюс
экстрагирования при минимальном возврате (при бесконечно большом числе
ступеней экстрагирования) 1^мин находится на пересечении продолжений ли-
ний RnC и RfQmkh'
Рабочий полюс экстрагирования рафинатной секции может находиться
только между точками Й7МИН и С, например в точке W. Определив W, строят
ступени экстрагирования для секции рафината, как в случае противоточного
экстрагирования без возврата.
Такое оформление колонны приводит к тому, что экстракт Et, покидающий
колонну, стремится находиться в равновесии с экстрактом Ez, поступающим в
верхнюю часть колонны, а не с исходной смесью F (как это происходит при
экстрагировании без возврата). Благодаря этому обеспечивается большая кон-
центрация компонента В в экстракте. При экстрагировании с возвратом кон-
центрация экстракта достигает заданной величины £Кон-
Расчет экстрагирования с возвратом иа треугольной диаграмме*
68. Графический расчет на треугольной диаграмме (рис. XI1-21) сделан
соответственно схеме процесса,.показанной на рис. XII-19.
Ступени от 1 по s — 1 образуют секцию экстракта, а от s по п — секцию ра-
фината. Рабочий полюс экстрагирования для секции экстракта обозначен через
Q, а для секции рафината — IT. Из рис. XII-19 следует, что составы Ео, Ег и
£кон одинаковы, а материальный баланс для этих составов (сумма компонен-
тов А, В и С):
£о = £г + £кон (XII-40)
Также одинаковы составы Rn, Rp и Rz, и для них имеем:
Rn^Rp + Rz (XII-41)
Общий материальный баланс:
F + C = RK0H + EK0H (ХП-42)
69. Построение^ процесса на рис. ХП-21 осуществляем, исходя из задания,
выбранных значений Q и W и уравнений материального баланса по сумме
763
XII. ЭКСТРАГИРОВАНИЕ ЖИДКОСТЕЙ
компонентов А, В и С Ег = Е0+СЕ Q=Ce+EKO« En+t — Rn Еп+1 — Cs -j- Rz Cs—\V-\-Rp ' Es+x—W-\-Rs Es = Q + Rs-i (ХП-43) Y=F + RS^ К ~ Es-\- Rs K=Y+Es+l E's~Ce+CR Rp = RKOH + CR
В каждом из которых все 70. Количественные точки лежат на одной прямой. соотношения потоков можно определить графически
путем измерения соответствующих отрезков:
Ег _ QEt ОЁг СЕ . О^кон £ко„ QCe £1 ЕТе СЕ V1 Ег = QE1 Е0Се (ХП-44) £кон 0С_Е Е0Е1 Rn _ WEn+l En+l ^Rn Rz _ CsEn+\ ^n+l CsRz &n+\Cs Rp En+\Rp
В уравнениях (ХП-43) и (ХП-44) Et —сырой экстракт, отводимый из экстрак-
ционной кодеины; Ео — конечный экстракт, отводимый из ректификационной ко-
лонны Кв', Ег — возврат конечного экстракта в экстракционную колонну;
Екоя — конечный экстракт (продукт); Св — экстрагент, отгоняемый в колонне
Кв; F — исходный раствор, поступающий в колонну; Rn— сырой рафинат, вы-
764
СТУПЕНЧАТОЕ ЭКСТРАГИРОВАНИЕ
ходящий из экстракционной колонны; Rp— сырой рафинат, поступающий в
ректификационную колонну KR\ Rz— возврат сырого рафината в смеситель М;
Rkou — конечный рафинат (продукт); Сп — экстрагент, отгоняемый в колонне
Кв; = —смесь экстрагентов, отогнанных в колоннах КЕ и Кн',
С — чистый свежий растворитель; CS = C-|-CS — экстрагент, поступающий в
смеситель М; En+i=Rz+C, — питание экстракционной колонны; Q и W — ра-
бочие полюса экстрагирования секций экстракта и рафината.
Рис. ХП-21. Расчет экстрагирования с возвратом на треугольной диаграмме.
Размерности всех величин в уравнениях материального баланса —
кг (Л -|-Д -|- С) кмоль (Л -|- В -|- С) *
сек сек
На треугольных диаграммах для обозначения состава потоков (в расчете на
общее количество компонентов А, В и С) применяются те же буквы с размер-
ностью, выраженной в массовых или мольных долях (или в %). .
71. Через точки Q и W проходят все прямые, соединяющие точки, ха-
рактеризующие составы экстракта и рафината между каждой ступенью секций
экстракта в рафината соответственно.
На треугольной диаграмме (рис. ХП-21) построение ступеней экстрагирова-
ния начинается от точки £; (конечный состав сырого экстракта). Проводя ли-
нии сопряжения и лучи из полюса Q, доходят до точки Es. Линия сопряжения
RsEs пересекает прямую FQW. Точки R„ и Еа соответствуют составам рафината
и экстракта на ступени s, на которую подается исходный раствор F. Начиная
с точки Rs, построение ступеней осуществляется уже с помощью рабочего по-
люса W до тех пор, пока не будет достигнута заданная конечная концентрация
сырого рафината Rn.
765
XII. ЭКСТРАГИРОВАНИЕ ЖИДКОСТЕЙ
Выбор величины возврата
72. Величину возврата можно выбирать в пределах, ограниченных с одной
стороны минимальным теоретическим возвратом (при бесконечно большом чис-
ле ступеней экстрагирования) и с другой стороны бесконечно большим возвра-
том, при котором из экстрактора не отводятся ни рафинат, ни экстракт. По-
следний случай аналогичен работе ректификационной колонны при бесконечно
большой флегме (раздел X, пп. 42, 43).
73. Минимальный возврат экстракта. Для многих систем минимум воз-
врата Qmhh может быть определен графически как точка пересечения прямой
СЕЕг и прямой, совпадающей с линией сопряжения и проведенной через точку
исходного раствора F (линии CeEz и FRFEFQz,aiI на рис. XI1-2I).
Точка <2мин дает самый короткий отрезок, и из формулы
Ег = Е,^- (ХП-45)
QEZ -
следует, что при Qmhh возврат Ez будет наименьшим при бесконечно большом
числе ступеней экстрагирования (случай нереальный).
74. Минимальный возврат рафината. Минимальный возврат рафината
1Тмин графически может быть определен как точка пересечения продолжения
ЛИНИЙ FQmuu И RnCs.
При W'mhh линия /'QmhhW’mhh совпадает с линией сопряжения и число
ступеней рафинатной секции становится бесконечно большим (случай нереаль-
ный).
75. Бесконечно большие возвраты экстракта и рафината. При бесконечно
больших возвратах из экстракционной установки не отбирается ни рафинат
(Rp=O), ни экстракт (£КОн=0). В этом
случае Се=С«. Из уравнений
Cz—W-FRp и Q = Ce~FEKob
следует, что Q=W=CS, т. е. все три
точки сливаются в одну точку Св.
При бесконечно большом возврате
число ступеней экстрагирования стано-
вится минимальным. Однако это случай
нереальный, так как установка не вы-
дает продукта.
76. Рабочая величина возвратов.
Эта величина при графическом расчете
положения полюсов экстрагирования
может находиться для секции экстрак-
та между точками Qmhh и Cs. Посколь-
ку полюса Q и W лежат на одной пря-
мой, проходящей через точку F, только
один возврат (Rz или Ez) может быть
Рис. ХН-22. Нахождение оптималь-
ной величины Ег/Ек0„:
Г— эксплуатация; 2—амортизации и ремонт;
3—суммарные расходы.
выбран произвольно, а другой зависит от первого. Обычно определяют миии
мальное значение при полюсе экстрагирования <2мин и затем произ-
\ г^кон /мин
(Е \ / Е \ Ez
Г. —— > рг Для каждого значения -р
Бкон / \ Еко„ /МИН £кон
вычисляют расходы на амортизацию, ремонт и эксплуатацию установки, строят
766
СТУПЕНЧАТОЕ ЭКСТРАГИРОВАНИЕ
график по типу рис. XI1-22 и определяют оптимальное значение I,
х^кон/опт
при котором суммарные расходы будут наименьшими.
Подробнее о расчете на треугольных диаграммах см. [ХП-3],
Расчет экстрагирования с возвратом jia прямоугольной диаграмме *
Z—X, Y
77. На этой диаграмме (рис. XI1-23) материальный баланс и величины пото-
ков определяются по компонентам А и fl, свободным от чистого экстрагента С.
Рис. ХП-23. Расчет экстрагирования с воз-
вратом на прямоугольной диаграмме в коор-
динатах Z — X,Y (общий случай: баланс
определяется по А fl, свободным от чи-
стого С).
При этом величины обозначаются так же^как в формулах (ХН-43) н (ХН-44),
но с чертой над буквами, например fl, R, С, и т. д.
* Значения координат см. п. 20.
767
XII. ЭКСТРАГИРОВАНИЕ ЖИДКОСТЕЙ
78. Основные уравнения баланса потоков следующие:
^==£о+^
Q = Ce + Ekoh
£, = Q + £Z
£П+1 = 1Г + «Л
En+l^Cs + Rz (ХП-46)
Cs = W^Rp
Es + 1 — + Rs
E$ = Q + Rs-i
Q = F-\-W
причем в каждом из них все точки лежат на одной прямой.
79. Основные количественные соотношения потоков можно определить пу-
тем измерения соответствующих отрезков на рис. XI1-23:
Ег _ QEi
Ei QEZ
СЕ _<?2кон
*кон “ Q^e
Е1 £конС£
сг Е Е. кон 1
Е 2 QE. Е Сс v 1 кон £
Ё QC Е Е.
КОН Е кон 1 (ХП-47)
Е, Е^СВ
1 0 Е
СЕ ’ Vl
Ег QE{ ЕвС£
II i о , е i * 0^ 1сц *СЕ WEn+ £0£! Г
7?л-н WRn
Ег WRP En+iEs
ЁР WCS En+iEp
Размерности всех величин в уравнениях материального баланса —
кг (Л -|-В) кмоль (Л -f- В) .
сек сек
80. На рис. XI1-24 показан более простой случай, когда из сырых экстракта
и рафината отгоняется чистый экстрагент С.
768
СТУПЕНЧАТОЕ ЭКСТРАГИРОВАНИЕ
Рис. ХП-24. Расчет экстрагирования с возвратом на прямоугольной диаграмме
в координатах Z — X, Y (частный случай; отгоняется чистый экстрагент С).
25 ' Зак. 134
769
XII. ЭКСТРАГИРОВАНИЕ жидкостей
В этом случае составы СЕ, С,, так же как и С. не содержат компонентов
/1 и В и ординаты точек Се=С, Cs=C, так же как и точки С, будут находиться
в бесконечности Гд ~ ~0 =со
точки Ei, Q, Е0=Е2=ЕВОН, а
и этом прямая, проходящая через
-кон. а также прямая, проходящая через точки W, E„+i,
Rn = Rp = Rz, становятся вертикальными линиями, проходящими соответственно
через точки Екои и /?Кон.
Если составы Ек0„ и /?кон не содержат экстрагента С, то точки Екон и
Rkok лежат иа абсциссе, как это показано на рис. ХП-24. На этом рисунке
показано также положение полюсов
<2мии и IV'mhh, рабочих полюсов Q и W
и дано построение ступеней экстрагиро-
Рис. XII-25. Определение числа сту-
пеней при бесконечно большом воз-
врате.
Рис. ХП-26. Расчет процесса экстра-
гирования с возвратом на прямо-
угольной диаграмме в координатах
у' — х'.
вания для схемы с возвратом экстракта и рафината. Диаграмма У — X на
рис. ХП-24 используется для построения линий сопряжений.
81. На рис. ХП-25 показан графический расчет числа ступеней при беско-
нечно большом возврате. Точки, характеризующие составы Q, W, СЕ и Сг,
слились в одну точку.
Расчет экстрагирования с возвратом на прямоугольной диаграмме * у'— х'
82. Кривая равновесия строится по соотношению концентраций, лежащих
по концам линий сопряжения (Е, и £,, Rn и Е„ и т. д.), а кривая рабочих
концентраций — по соотношению неравновесных концентраций рафината и экс-
тракта между ступенями (Ri и Е2, Rn и Е„+| и т. д.).
Кривая рабочих концентраций имеет две ветви: нижнюю для секции рафи-
ната, верхнюю для секции экстракта. Обе ветви соединяются в точке исход-
ного раствора Е (см., например, рис. ХП-26).
Рабочие концентрации находят по треугольной диаграмме, применяя рабо-
чий полюс экстрагирования W для рафинатной и Q для экстрактной секции
(см., например, рис. ХП-21).
На рис. ХП-26 показан пример графического расчета процесса экстрагиро-
вания с возвратом иа диаграмме у' — x't
♦ Значения координат см. п. 25.
770
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-КОНТАКТНОЕ ЭКСТРАГИРОВАНИЕ
При минимальном теоретическом возврате кривая равновесия и рабочая
лпиия будут иметь общую точку, что приведет к бесконечно большому числу
ступеней.
• При бесконечно большом возврате рабочая линия будет находиться на
наибольшем удалении от кривой равновесия.
Дифференциально-контактное экстрагирование
83. Примером дифференциально-контактного экстрагирования может слу-
жить часто осуществляемое в промышленности непрерывное противоточное
экстрагирование в колоннах. с насадкой, в полых колоннах с разбрызгива-
нием и пр.
В этом случае систему многоступенчатого экстрагирования можно рассмат-
ривать как единое целое, аналогично непрерывной ректификации. На рис. ХП-27
в качестве примера показана
схема работы распылитель-
ной экстракционной колонны.
В такую колонну снизу под-
водится легкая жидкость (Л)
и отводится тяжелая (7),
сверху подводится тяжелая
жидкость и отводится легкая.
Движение фаз осуществляется
под действием силы тяжести.
Расположение поверхности
раздела фаз по высоте колонны
зависит от положения пере-
лива на спускной трубе: при
высоком положении перелива
(а) межфазовая поверхность
раздела выше верхнего барбо-
тера и диспергирована легкая
фаза; при низком положении
перелива (б) межфазовая по-
верхность раздела может быть
ниже нижнего барботера и
диспергированной является тя-
Рис. ХП-27. Схема работы распылительной
колонны:
а — высокое положение перелива; б —низкое положение
перелива; в—среднее положение перелива.
желая фаза; при среднем расположении перелива (в) поверхность раздела мо-
жет быть между барботерами. В последнем случае под верхним барботером
диспергирована тяжелая фаза, падающая каплями вниз в сплошной среде
легкой фазы, а над нижним — легкая, которая в виде капель всплывает вверх
в сплошной среде тяжелой фазы.
84. Работа колонны характеризуется удерживающей способностью (УС) ап-
парата по диспергированной фазе. Удерживающая способность аппарата пока-
зывает, какое количество диспергированной фазы находится в аппарате в дан-
ный момент.
85. Производительность экстракторов тем больше, чем больше скорость
жидкостных потоков. Одиако увеличивать скорость потоков беспредельно
нельзя, так как при некоторой скорости начинается «захлебывание» или «за-
топление» экстрактора: направление движения фаз изменяется, образуются
скопления фаз в отстойных зонах.
Расчет предельных скоростей осуществляется в зависимости от типа экс-
трактора.
Рабочие скорости принимаются на 10—20% меньше предельных. По велит
чине принятой рабочей скорости сплошной фазы определяется диаметр колон-
ного аппарата.
771
ХП. ЭКСТРАГИРОВАНИЕ ЖИДКОСТЕЙ
Методы расчета процесса экстракции
86. Методы расчета процесса экстракции аналогичны применяемым при рас-
чете процесса ректификации (раздел X, пп. 48—60).
Кроме того, о методах расчета процесса экстракции см. [O-I, 0-5, 0-6,
XII-2—ХП-4, ХП-8, ХП-ll, ХП-12].
Основные типы экстракторов
87. Существующие конструкции экстракторов обычно подразделяются на
две основные группы [0-2]: дифференциально-контактные экстракторы и ступен-
чатые экстракционные аппараты.
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-КОНТАКТНЫЕ ЭКСТРАКТОРЫ
88. В дифференциально-контактных экстракторах процесс изменения со-
става фаз приближается к непрерывному. Основные типы аппаратов этой
группы: распылительные экстракционные колонны, колонные экстракторы с та-
релками-перегородками (полочные), насадочные экстракционные колонны, ин-
жекционно-струйные колонны, многоступенчатые смесительные экстракторы,
экстракторы с воздушным перемешиванием, пульсационные экстракторы, цент-
робежные экстракторы и др.
Распылительные экстракционные колонны
89. Наибольшая эффективность распылительной экстракционной колонны
достигается при возможно большей скорости потока сплошной фазы. Одна-
ко, когда скорость капель дисперсной фазы по отношению к потоку сплошной
фазы достигает 75% от скорости свободного падения этих капель в неподвиж-
ной сплошной фазе, определяемой по закону Стокса, наступает затопление ко-
лонны. Скорость сплошной фазы в распылительных колоннах составляет 0,004—
0,009 м/сек, диаметр капель 1—10 мм.
Данные по эффективности распылительных экстракционных колони см.
[0-6].
Колонные экстракторы с тарелками-перегородками (полочвые)
90. Полки применяются кольцевые и сегментные. Площадь полкн состав-
ляет ~70% общей площади сечения колонны. Расстояние между полками
75—100 лги. Число полок доходит до 100. Суммарная скорость потоков w со-
ставляет:
w=wx+wy=0,0060,02 м/сек (XII-48)
Здесь wx и wy — скорость движения фазы рафината и экстракта, м/сек.
О предельных скоростях потоков для жидкостей в колоннах см. [О-l, ХП-5].
При расстоянии между соседними полками 45—125 мм в колоннах с диа-
метром 0,9—1,8 м к. п. д. полки составляет ~5—10% [ХП-3, ХП-6].
Полочные колонны применяются для экстракции, когда не требуется высо-
кая степень разделения смеси [О-6].
Насадочные экстракционные колонны
91. В группе гравитационных дифференциально-контактных экстракционных
аппаратов насадочные колонны наиболее эффективны.
Из различных типов насадок наибольшей эффективностью обладает и полу-
чила наибольшее распространение насадка из керамических колец.
Насадка укладывается на колосниковую решетку слоями высотой от 2 до
111 диаметров колонны. Разрывы между слоями вызывают перемешивание
77?
ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ЭКСТРАКТОРОВ
жидкости, что благоприятно сказывается иа процессе экстрагирования. Для
уменьшения пристенного эффекта необходимо соблюдать отношение:
Диаметр колонны g
Диаметр насадки
(ХП-49)
Насадочные колонны наиболее эффективны при работе в режиме эмульги-
рования или при скорости сплошной фазы, равной 80-=-90% от предельной.
92. Определение скорости в точке инверсии (скорости, при которой на-
чинается затопление экстракционной колонны) производится по следующей
формуле [0-6]:
1g
w2o
и
о /и X0’16 / о \°-2 IV Х1/4 /р х1/8
2k (Is) .[--------------j =_ 0,474 —1,75 ( — ) •(— )
ЛрХИо/ \ас-в4-ад-в/ J \Vc) \Рд/
(XII-50)
Здесь — линейная скорость сплошной фазы, отнесенная ко всему сечению
колонны, м/сек-, а—удельная поверхность насадки, ж2/ж3; g — ускорение силы
тяжести, м/сек2-, VCB — свободный объем насадки, м3/м3-, рс и рд — плотность
сплошной и диспергированной фаз, кг/м3-, Др — разность плотностей фаз, кг/м3-,
р,—вязкость сплошной фазы, кгЦм-сек)-, pic=l-10“3 кг/(м-сек)—вязкость
воды; Ос—д — поверхностное натяжение на границе сплошной и дисперсной фаз,
н/м-. ос-в и Од_в — поверхностное натяжение на границах сплошная фаза —
воздух и дисперсная фаза — воздух, н/м; Уд и Ve'— удельные объемные скорости
дисперсной и сплошной фаз, м3/ (м2 • сек).
93. Предельная скорость эмульгирования в эмульгационных колоннах нахо-
дится по следующей формуле [0-6]:
/ V х1/4 / Р \|/8
= 0,079— 1,751—Ч • — I
\VJ Х*>)
(ХП-51)
где Wnp — линейная скорость легкой фазы, отнесенная к полному сечению ко-
лонны, м/сек-, рл — плотность легкой фазы, кг/м3-, VT и — удельные объем-
ные скорости тяжелой и легкой фаз, м3/(м2- сек).
94. Диаметр насадочной колонны определяется по линейной скорости
сплошной фазы в полном сечеиии колонны. Если сплошная фаза ие легкая, а
тяжелая, то wT — скорость тяжелой фазы — определяется из соотношения:
VT
(XII-52)
95. Минимальную эквивалентную высоту насадки йМин (эквивалентную тео-
ретической ступени) в режиме работы экстракционных колой, близком к захле-
быванию, для ориентировочных расчетов можно определить по следующей фор-
муле [O-6J:
h / т \-0,2
— 24|-—т-1 (ХП-53)
4V " ".
Здесь £?э=——эквивалентный диаметр насадки, м; VCB — свободный
объем насадки, яР/м3-, о — удельная поверхность иасадки, м2/м3-, шл — линейная
скорость легкой фазы, м/сек.
773
XII. ЭКСТРАГИРОВАНИЕ ЖИДКОСТЕЙ
96. Высоту слоя насадки, эквивалентную одной теоретической ступени прн
обычных режимах работы колонны, приближенно можно определить по фор-
муле:
Лэ= (1.5-5-2) Лмин (XI1-54)
Уравнение для определения высоты единицы массопереноса и коэффициен-
тов массопередачи см. [0-6, стр. 534].
Инжекционно-струйные колонны
97. Струйные колонны представляют собой многоступенчатые вертикальные
экстракторы, в каждой секции которых установлены инжекционные смесители
и отстойные камеры.
Струйная колонна обеспечивает ВЭТС (высоту, эквивалентную теоретиче-
ской ступени) почти в четьюе раза меньшую, чем насадочная колонна при тех
же соотношениях потоков [0-6]. Высокая эффективность экстракции сочетается
с простотой конструкции (полное отсутствие движущихся частей внутри колонны).
О гидродинамических закономерностях многоступенчатого инжекционного
экстрагирования, влиянии величины подсоса второй фазы и о массопередаче
в инжекционно-струйных экстракторах см. [0-6, ХП-4, ХП-8, ХП-11].
Многоступенчатые смесительные экстракторы
98. Наибольшее распространение среди экстракторов этого типа получили
роторно-дисковые экстракторы, имеющие сравнительно высокую разделяющую
способность. Недостатком роторно-дисковых экстракторов является наличие
внутренних подшипников.
Экстракционные колонны с мешалками и с насадкой имеют ВЭТС
0,24—0,4 м.
Подробнее об экстракторах этого типа см. [0-1, 0-6, 0-18, ХП-7, XII-9,
ХП-11].
Экстракторы с воздушным перемешиванием
99. Эффективность работы тарельчатых колонных экстракторов можно уве-
личить, сообщая жидкостным потокам дополнительную энергию путем введе-
ния газового потока в рабочее пространство экстрактора.
В экстракторах с воздушным перемешиванием обычно применяют ситчатые
тарелки провального типа с отверстиями 4—5 мм при свободном сечении
15—20%. Тарелки размещают на расстоянии 50—100 мм друг от друга.
Применение воздушного перемешивания позволяет увеличить разделяющую
способность тарельчатых экстракторов в 3—5 раз, причем оптимальный режим
работы колонны имеет место при небольших расходах воздуха.
В колоннах с воздушным перемешиванием можно обрабатывать также и
разбавленные суспензии.
Подробнее об экстракторах этого типа см. [0-18; XI1-4, вып. II].
Пульсационные колонны
100. Пульсация движущихся потоков в экстракционных колоннах приводит
к интенсификации процесса экстрагирования вследствие турбулизации потоков
фаз и обусловленного этим явлением увеличения дисперсности.
Наиболее широко пульсация применяется в ситчатых колоннах, которые
могут и не иметь переливных устройств [0-6], реже в насадочных, распылитель-
ных и др.
774
ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ЭКСТРАКТОРОВ
Применение пульсации позволяет осуществлять экстрагирование загрязнен-
ных осадками жидкостей, так как при пульсации ускоряется процесс осажде-
ния частиц на дно колонны.
• 101. В зависимости от частоты колебаний при данной амплитуде работа
колонны с ситчатыми тарелками без переливных устройств
пятью режимами. На рис. XII-28 схематично показаны
режимы работы колонны в зависимости от суммарной
скорости фаз Гуд, отнесенной к площади сечения аппа-
рата при постоянной амплитуде.
Из рисунка следует, что для колонны с пульсацией
существует оптимальный режим, соответствующий опти-
пульса-
характеризуется
мальным значениям амплитуды и частоты
ции.
Пределы захлебывания ситчатых колони с
ными устройствами выше, чем без них.
Максимальная эффективность насадочной
с пульсацией Достигается при частоте пульсаций
250 циклов в минуту и амплитуде 1 мм.
О величинах ВЕП (высоты единицы переноса), рас-
ходе мощности на пульсацию, соотношении объемных
скоростей потоков для случая захлебывания см. [О-6,
ХП-3—ХП-6, ХП-11].
О наклонном пульсационном экстракторе см. [ХП-10,
ХП-11].
перелив-
колонны
Центробежный экстрактор Подбильняка
Частота пульсаций
Рис.«ХП-28. Гидроди-
намическая характе-
ристика работы сит-
чатых колонн с пуль-
сацией:
А —режим захлебывания
вследствие недостаточ-
ности пульсации; В — ре-
жим смешения и отстаи-
вания, характеризуемый
расслаиванием фаз иа свет-
лые слои между тарел-
ками; С —режим эмульги-
рования, характеризуемый
однородностью дисперсии
и малым изменением дис-
персности фаз в период
цикла пульсации; D —не-
стабильный режим; Е — ре-
жим захлебывания вслед-
ствие чрезмерной пульса-
ции.
102. Основой экстрактора служит ротор специальной
конструкции, вращающийся на горизонтальном валу
внутри неподвижного барабана. Число оборотов ротора
2000—5000 об/мин.
103. Экстракторы Подбильняка дороги и требуют
высокой точности изготовления, зато имеют ряд пре-
имуществ:
а) возможность в широких пределах изменять от-
ношение количества жидкостей;
б) возможность экстрагировать легко эмульгирующиеся жидкости, так как
разделение происходит в поле центробежных сил;
в) малый объем жидкости в рабочем пространстве (до 0,4% при общей
производительности аппарата 10 м?/чу,
г) кратковременность контакта жидкостей в аппарате;
д) небольшие размеры.
Подробнее об этих экстракторах см. [ХП-3, ХП-6].
. СТУПЕНЧАТЫЕ ЭКСТРАКЦИОННЫЕ АППАРАТЫ
104. Основные типы аппаратов этой группы: тарельчатые колонны, смеси-
тельно-отстойные экстракторы и др.
Тарельчатые колонны
105. Обычно применяются тарельчатые колонны с ситчатыми тарелками.
Колпачковые тарелки при экстракции обычно не применяются из-за их малой
эффективности.
Ситчатые тарелки, как правило, снабжаются переливными устройствами,
Размеры отверстий в тарелках 1,5—9 мм. Общее сечение отверстий ~10%,
Расстояние между тарелками 150—600 мм. Эффективность колонны невелика.
775
XII. ЭКСТРАГИРОВАНИЕ ЖИДКОСТЕЙ
О напоре, необходимом для движения диспергироваииой фазы через отвер-
стия тарелок, см. [0-1, XI1-5].
Расчет ВЕП для нескольких систем см. [ХП-3, ХП-5].
106. О расчете предельных скоростей и величине ВЭТС для колони с сит-
чатыми провальными тарелками см. [0-6, ХП-4].
Смесительно-отстсйные экстракторы
Горизонтальные экстракторы
107. Экстракторы этого типа представляют собой горизонтальные цилинд-
рические аппараты, разделенные перегородками иа отсеки. Каждый отсек со-
стоит из камеры смешения и отстойной камеры. Смешение осуществляется на-
сосами или мешалками. Смешение и разделение фаз повторяется многократно
при противоточном их движении. Скорость продвижения жидкости по аппарату
зависит только от скорости подачи в аппарат.
Экстракционные аппараты этого типа без промежуточных перекачивающих
насосов в ряде случаев достаточно эффективны [ХП-11].
Подробнее см. [ХП-1—ХП-11].
Вертикальные экстракторы
108. Экстракторы этого типа представляют собой вертикальные аппараты,
разделенные па • чередующиеся смесительные и отстойные секции. Смешение
жидкостей осуществляется или насосами, или мешалками, вращающимися на
общем вертикальном валу, который проходит по оси колбины.
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЭКСТРАКТОРОВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ [0-2]
109. Дифференциально-контактные и ступенчатые экстракторы без переме-
шивающих устройств (распылительные, насадочные, с ситчатыми тарелками)
малоэффективны. Однако они получили распространение в промышленности-
благодаря простоте устройства, значительной производительности и пригодности
для проведения процессов в агрессивных средах.
ПО. Экстракторы с принудительным перемешиванием, в которых дости-
гается значительно большая интенсивность массопередачи, в последнее время
все более широко применяются в промышленности. В крупных производствах,
где требуется умеренное число единиц переноса, могут применяться колонные
экстракторы с мешалками, например роторно-дисковые.
Недостатком экстракторов с механическим перемешиванием является труд-
ность эксплуатации их при обработке агрессивных или радиоактивных жидко-
стей. Этого недостатка нет у пульсационных экстракторов.
111. Сравнительную характеристику экстракторов см. [0-6].
О показателях работы экстракторов и об экстракторах других типов см.
[0-6, ХП-1—ХП-12].
Указания по выбору конструкции экстракторов см. [0-2, 0-6, ХП-2, ХП-3].
XIII. УМЕРЕННЫЙ ХОЛОД
Схемы холодильных установок
1. В химической промышленности наибольшее распространение имеют па-
ровые одноступенчатые компрессионные установки, в которых в качестве холо-
дильных агентов применяются аммиак и фреоны.
2. Многоступенчатые компрессионные установки применяются при больших
Рг/pi (обычно отношение давлений после компрессии и до неё рг/pi-СЮ). Они
отличаются от одноступенчатых установок меньшей затратой энергии в холо-
дильном цикле. Промежуточное давление между ступенями подбирается с та-
ким расчетом, чтобы затрата работы была минимальной, при допущении равен-
ства отношений давлений во всех ступенях (как для теоретического газового
компрессора).
Сжатие паров в многоступенчатой установке проводится последовательно,
с промежуточным охлаждением сжатых паров водой или за счет испарения
хладагента.
Наиболее широко распространены двухступенчатые установки. Схемы их
разнообразны и зависят от назначения установки, способов промежуточного
охлаждения паров, числа испарителей и пр. Эти установки применяются при
низких температурах испарения: для аммиака и фреона-12 от —25 до —70° С.
Трехступенчатые холодильные циклы применяются обычно для следующих
температур испарения: аммиака до —70л фреона-12 до —90° С.
Подробнее о многоступенчатых холодильных установках см. [XIII-1—ХП1-7].
ОДНОСТУПЕНЧАТАЯ АММИАЧНАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА
3. Принципиальная схема обычной одноступенчатой аммиачной холодиль-
ной установки показана на рис. ХШ-1,а, а изображение ее цикла на диаграм-
ме р — i—на рис. ХШ-1,б. Циклы строят, исходя из предположения, что про-
цессы кипения и конденсации протекают при неизменных давлениях и темпе-
ратурах, сжатие пара осуществляется по адиабате, дросселирование происходит
в дроссельном вентиле по изоэнтальпе, а давления в трубопроводах ие изме-
няются.
ОДНОСТУПЕНЧАТАЯ ФРЕОНОВАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА
4. Принципиальная схема обычной одноступенчатой фреоновой холодиль-
ной установки отличается от аммиачной наличием теплообменника ТО и осу-
шитель ОС. Аппаратурная схема включения аппаратов ТО и ОС показана на
рис. ХШ-2, а, а изображение циклов фреоновой холодильной установки иа диа-
грамме р — i—на рис. XIII-2, б.
777
Рис. XIII-1. Принципиальная схема одноступенчатой аммиачной холодильной
машины (а) и изображение на диаграмме р — i ее цикла (б):
Аппараты:
/17И — компрессор;
МО — маслоотделитель, задерживающий масло, увлекаемое из компрессора;
ОК— обратный клапан, предупреждающий обратное движение аммиака из конденсатора
в компрессор после остановки машины;
КД — конденсатор;
PC — ресивер для жидкого аммиака, предназначенный для компенсации переменного запол-
нения аммиаком испарителя и конденсатора при различных режимах работы и для слива
аммиака из системы;
ПО —переохладитель с водяным охлаждением (устанавливается в аммиачных установках при
наличии охлаждающей среды пониженной температуры для повышения производитель-
ности холодильной машины);
ТРВ — терморегулирующий вентиль, обеспечивающий правильное заполнение испарителя;
, И — испаритель;
ВОТ — воздухоотделитель, удаляющий воздух и другие неконденсирующиеся газы (в односту-
пенчатых установках с избыточным- давлением во всасывающих линиях воздухоотдели-
тели не обязательны);
Ф-1 — газовый фильтр (грязеуловитель) для защиты цилиндров компрессора от попадания в них
загрязнений в виде ржавчины и др.;
Ф-2 — жидкостный фильтр перед регулирующим вентилем для защиты приборов автоматиче-
ского регулирования от засорения;
778
Продолжение подписи к рис. XI П-1.
ПК—предохранительные клапаны;
ЗВ—вентиль для заполнения системы аммиаком.
Цикл установки:
/—2 —адиабатическое сжатие аммиака в компрессоре (S —const);
2 — 2' — понижение температуры перегретого пара в трубопроводе и вспомогательной аппара-
* туре между компрессором и конденсатором (р = const);
2! — 3' — охлаждение перегретого пара аммиака и его конденсация в конденсаторе КД (p = const).
Практически конденсат аммиака выходит из конденсатора несколько переохлажденным^
Для приближенного расчета принимается, что точка 3' находится на пересечении линий
л=0,0 и рк.
3/—3 —переохлаждение жидкого аммиака в трубопроводе и вспомогательном оборудовании
между конденсатором КД и терморегулирующим вентилем ТРВ (р — const);
3—4—дросселирование (i== const);
4—5 — испарение аммиака в испарителе И (р=const). Практически пар из испарителя может
выходить слегка перегретым. Для приближенного расчета принимают, что точка 5 нахо-
дится На пересечении линий х=1,0 и р0;
5— 1—нагревание пара аммиака в трубопроводе н вспомогательной аппаратуре между испари-
телем И н компрессором КМ (p=const).
Пересчет в СИ; 1 лтшл/кг = 4190 дж/кг—4,19 кдж/кг\ 1 ат=9,81 • 10*я/л2.
Рис. XIII-2. Схема установки теплообменника и осушителя во фреоновых холо-
дильных установках (а) и изображение на диаграмме р — I цикла одноступен-
чатой фреоновой холодильной установки (б):
Ann араты:
ГО —регенеративный теплообменник пар—жидкость, предназначенный для перегрева всасы-
ваемого пара фреона и одновременного переохлаждения жидкого фреона перед регули-
рующим вентилем;
ОС—осушитель, применяемый во фреоновых холодильных установках для адсорбции влаги
нз жидкого фреона и предупреждения замерзания регулирующего вентиля;
Ф — фильтр;
ТРВ — терморегулирующий вентиль, обеспечивающий правильное заполнение испарителя;
И — испаритель.
Цикл установки:
1—2— адиабатическое сжатие фреона в компрессоре (S=const);
2—2' — понижение температуры перегретого пара в трубопроводе и вспомогательной аппара-
туре между компрессором и конденсатором (р= const);
2t —3f — охлаждение перегретого пара фреона и его конденсация в конденсаторе (p=const).
Практически конденсат фреона выходит из конденсатора несколько переохлажденным.
Для приближенного расчета принимается, что точка 3f находится на пересечении линий
*=0 и рк;
3f — 3 — переохлаждение жидкого фреона в трубопроводе и вспомогательном оборудовании
между конденсатором и терморегулирующим вентилем ТРВ (р = const);
3—6 —охлаждение жидкого фреона в теплообменнике ТО за счет нагревания пара фреона
(р — const);
6 — 4 — дросселирование (/= const);
4 — 5— испарение фреона в испарителе И (р=const);
5 — 7 — нагревание пара фреона, выходящего из испарителя sa счет охлаждения жидкого
фреона в теплообменнике ТО (1= const);
7 — 1—нагревание пара фреона в коммуникации между теплообменником ТО и компрессором
(р=const).
779
XIII. УМЕРЕННЫЙ ХОЛОД
Сравнительные стандартные температуры
5. Сравнивать работу различных компрессоров можно лишь при определен-
ных условиях. Например, можно сравнивать работу компрессоров при одинако-
вых температурах испарения (кипения) t0, всасывания ZBc. конденсации и
перед регулирующим вентилем ta. Сравнительные температуры для одноступен-
чатых компрессоров приведены в табл. XIII-1.
Таблица XJII-1
Группы стандартных сравнительных температур для одноступенчатых компрессоров
(по ГОСТ 6492-53)
Группа Тип компрессора j Температура, °C
'о 'вс 'к 'и
I Аммиачные . . . —15 —10 30 25
II Фреоновые . . . —15 15 30 25
6. Сравнительные температуры для многоступенчатых установок см. [ХП1-3].
7. Весьма редко используются «нормальные» сравнительные температуры:
to----10°, /к=25°, /И=15°С.
Выбор параметров цикла
8. Обычно исходными (заданными) величинами являются холодопроизводи-
тельность установки Qo, начальная и конечная температуры рассола в испари-
теле и температура воды, поступающей в конденсатор.
9. Холодопроизводительность установки Qo учитывает холод, необходимый
для технологических целей, и потери холода (например, теплоприток через рас-
сольные трубопроводы и через изоляцию испарителя).
Приближенно величину потерь можно принять как долю от полезной хо-
лодопроизводительности Qo, холодопроизводительность установки составит:
Qo = <P(?oe,n (ХШ-1)
где Qo— количество холода, потребное для технологических целей, вт;
<р= 1,08-s-1,20—коэффициент, учитывающий потери (чем меньше установка, тем
большее значение ф следует принимать).
10. При расчете установки в зависимости от требуемого температурного
уровня принимают основные параметры цикла (<0. 'вс. 'к, 'и) и выбирают холо-
дильный агент.
11. Приближенный расчет производится в следующем порядке.
а) Задаются температурой рассола на выходе из аппарата-потребителя
холода. Принимают разность температур рассола, поступающего в испаритель .
и уходящего нз него, не более 2—3 град [ХШ-7]. Для испарителя принимают
среднюю разность температур между кипящим хладагентом и рассолом 5 град
[XI11-6] и вычисляют температуру кипения хладагента.
б) По местным условиям устанавливают начальную температуру охлаждаю-
щей воды
Принимают, что вода нагревается в кожухотрубных конденсаторах на 4—
6 град, а в оросительных — на 2—3 град и определяют конечную температуру
воды Затем принимают среднюю разность между температурой конденсации
хладагента и средней температурой охлаждающей волы 6 град и вычисляют
температуру конденсации хладагента.
Температуру переохлаждения хладагента обычно принимают на 2—3 град
выше начальной температуры воды.
780
ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ ЦИКЛА
в) Проверяют, не выходит ли принятый режим за пределы значений тем-
Рис. XIII-3. Предельные сочетания tK и t0 для
компрессоров (область ниже кривых — для одно-
ступенчатых, выше — для многоступенчатых):
/—аммиак; 2—фреон-22; фреон-12.
Таблица XI! 1-2
Основные значения температур и давлений для хладагентов
при одноступенчатом сжатии [XII1-6]
Характеристики процесса Аммиак Фреон-12 Фреон-22 Фреон-142 Примечания
Абсолютное давление конденсации рк, ат Абсолютное давление испарения ро, ат Температура конденса- ции /к, °C, не выше Температура испарения to, °C: не выше не ниже Отношение рк/ро, не вы- ше Разность (рк — ро), ат, не выше Абсолютное давление всасывания pBC, ат, не ниже Разность (рк — рве), ат, не ниже 11,9 2,41 40 0 —30 8 12 0,1 3 7,6 1,86 50 10 -30 8 8 0,1 3 12,3 3,03 40 0 —40 8 12 0,1 3 4,08 0,825 80 20 —10 8 8 0,1 3 При 30° С Стандарт- ные срав- нительные При—15°С темпера- туры Определяется допусти- мым безопасным для машин давлением 1 Определяется мош- j ностью компрессора Ограничивает повыше- ние температуры в конце сжатия (пере- грев масла) Диктуется условиями прочности Обеспечивает нормаль- ную работу клапанов Обеспечивает нормаль- ную работу регули- рующего вентиля
781
XIII. УМЕРЕННЫЙ ХОЛОД
г) Подбирают промежуточный жидкий теплоноситель (рассол, вода, спирт,
водный раствор этиленгликоля, фреон-30, фреон-11 и др.).
12. Для получения рассолов обычно применяются растворы хлористого
натрия (до —16° С) и хлористого кальция (до —35° С).
На рис. X1II-4 и XIII-5 приведены зависимости температуры, при которой
происходит выделение льда или соли, от концентрации растворов хлористого
натрия и хлористого кальция.
/ЖгН2О Й0лгН2О
Рис. Х1П-4. Диаграмма темпера-
тур затвердевания рассола хло-
ристого натрия:
/ — выделение льда; 2—выделение соли.
Рис. ХШ-5. Диаграмма тем-
ператур затвердевания рас-
сола хлористого кальция:
I — выделение льда; 2—выделе-
ние соли.
Концентрацию рассола выбирают возможно меньшей, чтобы не занижать
коэффициенты теплоотдачи. Однако выбирать ее можно только в пределах* об-
ласти, расположенной выше линии выделения льда. Обычно для кожухотруб-
чатых испарителей выбирают такую концентрацию рассола, при которой тем-
пература затвердевания рассола на 8 град ниже температуры кипения
хладагента /0 [Х1П-7].
Параметры других жидких теплоносителей см. {XIII-1, Х1П-7].
Выбор компрессора
13. Компрессор выбираетсй по графическим характеристикам или, если их
нет, по холодопроизводительности при стандартных температурах.
После выбора компрессора необходимо проверить по табл. XIII-6 и XIII-7,
не превышает ли потребляемая мощность при выбранном рабочем режиме но-
минальную мощность двигателя компрессора.
ПОДБОР КОМПРЕССОРА ПО ГРАФИЧЕСКИМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ
14. На рис. ХШ-6—XII1-11 представлены сводные графические характери-
стики компрессоров, составленные по данным каталога [Х1П-6].
Анализ графических характеристик показывает, что холодопроизводитель-
ность компрессора данной марки при данном числе оборотов зависит от
абсолютного значения /0 и tK. Так, чем ниже температура испарения хладагента,
тем меньшую холодопроизводительность обеспечивает компрессор.
782
Рис. Х1П-6. Зависимость холодо-
производительности Qo от темпе-
ратур конденсации tK и испаре-
ния t0 аммиака для аммиачных
компрессоров:
7-/к = 25о С;2-/к = 30° С;3-<К = 35°С;
4-ZK = 38° С;
Группа кривых Марка компрессора Л» об/мин Марка агрегата
1 4АГ 167
II 4АГТ 167
111 ЗАГ 167 —
IV ЗАГТ 167
V АВ-300 (2АВ-27) 480 —
VI АВ-300 (2АВ-27) 360 —
VII АУ-150 (4АУ-15) 720 —
VIII АУ-150 (4АУ-15) 480 —
IX АВ 75 (2АВ-15) 720 —
X АВ-75 (2АВ-15) 480 —
XI АУ-30 (4АУ-8) 960 АКАУ-80
XII АУ-30 (4АУ-8) 720 АКАУ-30
XIII АВ-15 (2 А В-8) 960 АКАВ-15
XIV АВ-15 (2АВ-8) 720 АКАВ-15
Пересчет в СИ; Iккал/ч=1,К вт.
783
XIII. УМЕРЕННЫЙ ХОЛОД
Рис. ХШ-7. Зависимость мощности
на валу компрессора N3 от темпера-
туры испарения t0 аммиака и числа
оборотов п для вертикальных аммиач-
ных компрессоров (температура кон-
денсации tK = 30° С):
1 — и = 360 об/мин; 2—п = 480 об/мин-,
3—п = 720 об/мин-,
/—компрессор АВ-300 (2АВ-27): //—ком-
прессор АУ-150 (4АУ-15); /// — компрессор
АВ-75 (2АВ-15).
Рис. ХШ-8. Зависимость мощности
на валу N9 от температуры испаре-
ния t0 аммиака для горизонтальных
аммиачных компрессоров (темпера-
тура конденсации = 30° С):
/ — компрессор 4АГ; //—компрессор 4АГТ;
///—компрессор ЗАГ.
гъооооо
гоооооо
мооооо
2200000
гоооооо
1В00000
1600000
шюо
1200000
1000000
вооооо
600000
400000
200000
-30 -2'5 -20 -15 -10 -5 0
Рис. Х1П-9. Зависимость холодопроизводи-
тельности Qo от температур конденсации t„
и испарения t0 аммиака для горизонталь-
ных аммиачных компрессоров:
1 — /К = 25°С; 2—/к = 30°С; 3 — <к = 35°. С;
4-IK = 38° С;
7 —компрессор 4АГ; II — компрессор 4АГТ; III — ком-
прессор ЗАГ; /V —компрессор ЗАГТ.
Пересчет в СИ: 1 ккал!ч= 1,16 вт.
Рис. ХШ-10. Зависимость мощно-
сти на валу Мэ от температуры
испарения t0 аммиака для гори-
зонтальных аммиачных компрессо-
ров (температура конденсации
/к = 30° С, п — 167 обIмин).
7 —компрессор 4АГ; 77 —компрессор
4АГТ; 7/7 —компрессор ЗАГ; IV — ком-
прессор ЗАГТ. *
784
ВЫБОР КОМПРЕССОРА
Рис. ХШ-11. Зависимость хо-
лодопроизводительности Qo и
мощности на валу N3 от темпе-
ратуры испарения хладагента 10
и числа оборотов п для фреоно-
вых компрессоров (темпера-
тура конденсации tK — 30° С):
1 — п = 960 об/мин; 2 — и = 720 об/мин;
I — компрессор ФУ-25 (4ФУ-10), агрегат
АК ФУ-25; II — компрессор ФВ-12
(2ФВ-10), агрегат АКФУ-12.
Пересчет в СП: 1 ккал/ч =
= 1,16 вт.
Определив по табл. XIП-2 и XIII-10 возможный хладагент, подбирают по
рис. Х1П-6—ХШ-11 один или несколько одинаковых компрессоров с суммарной
производительностью Qo при рабочих значениях t0 и tK.
ПОДБОР КОМПРЕССОРА ПО ХОЛОДОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
ПРИ СТАНДАРТНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ
15. Для нескольких марок компрессоров графические характеристики отсут-
ствуют, н в каталоге [XIII-6] приводитсй лишь холодопроизводительность при
некоторых /0 и tK.
В этом случае холодопроизводительность при рабочих условиях нужно пе-
ресчитать на температурные условия, приведенные в каталоге (обычно она
дается для стандартных температур).
Пересчет осуществляется по формуле:
<?ост = Оораб «« (ХШ-2)
ст ра6 ?грабЛраб
Здесь Qopac ?рраб' ^Раб — холодопроизводительность компрессора, объемная
холодопроизводительность хладагента и коэффициент подачн компрессора при
785
XIII. умеренный холод
рабочих условиях; QoCT. <7г-ст> '‘ст— то же при стандартных условиях (см.
табл. XII1-1) или при условиях, приведенных в каталоге.
16. Объемная холодопроизводительность хладагента рассчитывается по фор-
муле:
„ Чо _ («5 — й) дж
q*~ V ~ V м3
(Х111-3)
где q0 — удельная холодопроизводительность (холодопроизводительность на еди-
ницу массы хладагента), дж/кг', v — удельный объем хладагента, всасываемого
Рис. XIII-12. Диаграмма 1g р—i для фреона-12.
Пересчет в СИ: 1 ккал/кг = 1,16 дж/кг.
в компрессор, м3/кг (определяется по диаграммам 1g р — i, см., например,
рис. XIII-12); и »5— энтальпия хладагента перед входом в испаритель и при
выходе из него, дж/кг (определяется по диаграмме рис. ХШ-12).
17. Удельная холодопроизводительность ро определяется по диаграмме р — i
(например, рис. ХШ-1,6 и X11I-2, б):
Чо = гь— г4 дж/кг (ХШ-4)
786
ВЫБОР КОМПРЕССОРА
18. Коэффициент подачи компрессора к представляет отношение действи-
тельного часового объема пара, всосанного компрессором, к геометрическому
объему, описанному поршнем.
- Значения к для крупных аммиачных компрессоров приведены в табл. XIII-3.
Таблица XIII-3
Значения Л для крупных аммиачных компрессоров [XI П-1]
Темпе- ратура испаре- ния, °C Температура конденсации, °C
15 20 25 30 35 15 20 25 30 35
—5 Г 0,843 о р и 3 KOMI 0,829 о н т а I р е с с 0,813 льны о р ы 0,795 е 0,775 0,915 Верт к о м г 0,899 икал р е с с 0,882 ь н ы е о р ы 0,862 0,841
—10 0,814 0,800 0,784 0,766 0,746 0,900 0,885 0,869 0,850 0,830
—15 0,786 0,722 0,756 0,738 0,718 0,882 0,867 0,851 0,832 0,812
—20 0,758 0,744 0,728 0,711 0,691 0,862 0,848 0,832 0,812 0,792
—25 0,732 0,718 0,702 0,685 0,665 0,841 0,827 0,811 0,793 0,772
—30 0,707 0,693 0,677 0,659 0,639 0,819 0,805 0,789 0,771 0,750
Экспериментальные значения к для других компрессоров см. [X1II-1, ХП1-3,
ХП1-5, XIII-7J.
Приближенно коэффициент подачи X может быть рассчитан по формуле:
к = ktkw (XI11-5)
где X; — коэффициент видимых объемных потерь, Хи — коэффициент подогрева.
19. Коэффициент видимых объемных потерь X, приближенно определяется
по следующей формуле [XIII-1]:
, = Ро-АРвс с р + Д/>н А>-АРвс\ (ХШ.6)
Ро \ Ро Ро )
где р0 и р — абсолютные давления испарения и конденсации, от; Дрвс — сопро-
тивление при всасывании, называемое депрессией при всасывании, ат; &рв —
депрессия прн нагнетании, от; с—величина относительного мертвого простран-
ства.
Для крупных горизонтальных машин можно принимать с=0,0154-0,03, для
мелких с=0,050,08, для вертикальных прямоточных компрессоров с=0,024- 0,06.
Депрессию в клапанах Дрвс и Дрн следует принимать в пределах
0,054-0,1 ат.
20. Коэффициент подогрева Xw приближенно определяется . по следующим
эмпирическим формулам [ХП1-1].
Для горизонтальных компрессоров небольшой производительности:
kw = гД40 (ХШ-7)
Для крупных горизонтальных компрессоров:
Для вертикальных прямоточных компрессоров:
Хю = ^- (XII1-9)
* К
Здесь То — температура кипения, °К; ТК — температура конденсации, °К;
Т’а— температура конца адиабатического сжатия, °К.
787
XIII. УМЕРЕННЫЙ ХОЛОД
Пример приближенного расчета X см. [XII1-2J. Подробнее об определении Л.
см. [ХИН, ХШ-З, Х1П-5].
Мощность компрессора
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МОЩНОСТЬ, ЗАТРАЧИВАЕМАЯ КОМПРЕССОРОМ
ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
21. Теоретическую мощность компрессора холодильной установки NT мож-
но рассчитать по формулам:
Nr = ~-em (ХШ-10)
или
NT = G (i2 — it) вт (XIII-.ll)
Здесь Qo — холодопроизводительность установки, вт; е — холодильный коэффи-
циент установки; G — количество циркулирующего в системе хладагента, кг!сек.
22. Количество хладагента можно'определить по формуле:
G = -^- кг/сек (XIII-12)
?о
где qo — холодопроизводительность на единицу массы хладагента, дж/кг [фор-
мула (XII1-4)].
23. Холодильный коэффициент установки показывает, сколько холода (в вт,
получается в теоретическом процессе на 1 вт затраченной работы:
е = —= (ХШ-13)
qi • l2 h
Таблица XI 11-4
Теоретический холодильный коэффициент е аммиачного компрессора
Темпера- тура кон- денсации. °C Темпера- тура пере- охлажде- ния, ЪС Температура испарения, °C
0 -5 -10 -15 -20 —25 —30
20 10 13,1 10,1 8,07 6,65 5,52 4,75 4,08
15 12,8 9,87 7,92 6,51 5,47 4,65 4,01
20 12,6 9,68 7,75 6,38 5,36 4,56 3,93
25 15 10,3 8,23 6,78 5,7 4,87 4,19 3,64
20 10,1 8,07 6,65 5,59 4,76 4,1 3,87
25 9,86 7,9 6,52 5,47 4,66 4,02 3,5
30 15 8,57 7,07 5,94 5,07 4,38 3,81 3,34
20 8,4 6,95 5,83 4,97 4,29 3,73 3,27
25 8,23 6,79 5,71 4,87 4,2 3,66 3,2
30 8,06 6,65 5,59 4,76 4,11 3,57 3,13
35 20 7,22 6,08 5,2 4,48 3,9 3,43 3,02
25 7,07 5,95 5,08 4,38 3,82 3,36 2,96
30 6,93 5,82 4,98 4,3 3,74 3,29 2,9
35 6,78 5,7 4.87 4,2 3,66 3,23 2,83
40 25 6,26 5,31 4,59 4,0 3,52 3,1 2,76
30 6,08 5,19 4,49 3,92 3,44 3,04 2,69
35 5,95 5,08 4,39 3,83 3,36 2,97 2,64
40 5,81 4,97 4,29 3,74 3,28 2,9 2,57
788
МОЩНОСТЬ КОМПРЕССОРА
Здесь qi=it — ii—работа адиабатического сжатия на единицу массы хо-
лодильного агента, вт/кг-, ii, i2 — энтальпия хладагента в начале и в конце про-
цесса адиабатического сжатия, вт/кг-, i4, i5 — энтальпия хладагента при входе и
выходе из испарителя, вт/кг. Значения i находятся из диаграмм (см. рис. XI1I-1.6
и XI11-I2).
В табл. X1II-4 и ХШ-5 приводятся значения е для аммиака и фреона-12,
в зависимости от t0 и tK.
Таблица XI11-5
Теоретический холодильный коэффициент е фреонового
компрессора (для фреона-12)
Темпера- тура конденса- ции, °C Темпера- тура пере- охлажде- ния, °C Температура испарения, ‘С
-10 —15 -20 —25 -зэ
20 10 7,65 6,25 5,7 4,75 4,02
15 7,38 5,99 5,49 4,59 3,87
20 7,1 5,8 5,29 4,41 3,73
25 15 6,91 5,66 4,88 4,21 3,64
20 6,65 5,44 4,72 4,05 3,49
25 6,41 5,25 4,52 3,89 3,35
30 20 5,9 4,96 4,32 3,82 3,22
25 5,68 4,78 4,14 3,66 3,09
30 5,46 4,58 3,97 3,52 2,96
35 25 4,93 4,41 3,81 3,42 2,98
30 4,75 4,23 3,66 3,27 2,86
35 4,55 4,05 3,49 3,13 2,73
40 30 4,32 3,94 3,39 3,04 2,69
35 4,14 3,76 3,23 2,92 2,57
40 3,97 3,59 3,08 2,77 ’2,44
Примечание. При перегреве паров во всасывающей
линии на 20 град значения холодильного коэффициента умень-
шаются иа 5%.
(ХШ-14>
действительная мощность, затрачиваемая компрессором
ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
24. В расчетной практике различаются мощности индикаторная, эффектнее
ная и потребляемая из электрической сети.
25. Индикаторная мощность Nt:
кг NT
N-.=—- вт
Ч/
Здесь Nt — теоретическая мощность [формулы (XIII-10) и (XIII-11)]; т]< —
индикаторный к. п. д., доли единицы, приближенно определяемый по форму-
ле [Х111-1]:
^ = ^ + ^0 (ХШ-15>
где Xw — коэффициент подогрева [формулы (Х1П-7) — (XIII-9)]; Ь— коэффи-
циент (для аммиачных горизонтальных машин д=0,002, для вертикальных 6=
=0,001, для фреоновых вертикальных машин 6=0,0025); /о — температура испа-
рения (подставляется в формулу с соответствующим знаком).
хва
XIII. умеренный холод
Комплексные холодиль $
Холодопроиз 67 бдительность ?о ккал’ч Температурные условия Холодильный агент Марка агрегата
810 700 Стандартные Фреон-12 ФАК-0,7М
1 280 1 100 » » ФАК-1,1М
1 740 1500 » » ФАК-1,5
1 860 1600 » » ИФ-50
3 500 3000 » » ИФ-56
3500 3 000 » » ИФ-49
3500 3000 » s> АКФВ-3 (АК-2ФВ 5/3)
4650 4000 » АКФВ-4 (АК-2ФВ 8/4)
13100 11 300 » » АКФВ-12 (АК-2ФВ 30/15)
17400 15000 » АКФВ-12 (АК-2ФВ 30/15)
26 200 22 500 » » АКФУ-25 (АК-4ФУ 60/30)
35000 30000 » » АКФУ-25 (АК-4ФУ 60/30) 1
128000 110000 о ~|| II» tg С0- о о » ХА-2ФВ19 150
174 000 150000 .8 11 II-*? о » ХА-2ФВ19 150 j
256 000 220000 о .° fe II м » ХА4ФУ19-300
350 000 300000 Г" II : II Ч » ХА4ФУ19-300
58000 50000 -Ms I и II II Фреон-22 МФ22-50
46 500 40 000 II II | » МФ22-40
12 800 11000 Стандартные Аммиак АКАВ-15
16 900 14 500 » » АКАВ-15
25 600 22000 » » АКАУ-30
36 000 31000 » АКАУ-30
790
МОЩНОСТЬ КОМПРЕССОРА
Таблица XII 1-6
иые агрегаты [XIII-61
В агрегат входят:
компрессор конденсатор испаритель тепло- обменник
марка - число оборотов в минуту МОЩНОСТЬ электро- двигателя, кет марка поверх- ность конден- сации, марка поверх- ность испаре- ния, М2
2ФВ-4 450 0,6 Воздуш- 3,88 — —
ный
2ФВ-4 650 1 То же 5,18 -—. — —
2ФВ-4 1000 1,7 » » 7,76 — — —
ФВ-1,5 850 К 1,7 » » 9,3 ИРСН-10 ЮХ2 —
(2ФВ-5) ФВ-4 650 2,8 Ребри- 14 ИРСН-Ю ЮХ4 —
(2Ф В-6,5) стый Ф-14
ФВ-4 650 2,8 Ф-12 2,5 ИРСН-10 ЮХ4
(2ФВ-6.5) ФВ-4 650 2,8 (водяной)
(2ФВ-6.5) ФВ-4 850 2,8 КТР-3 3 ИРСН-12,5 12,5 X 4 ТФ3-20
(2ФВ-6.5) ФВ-12 720 7
(2ФВ-10) ФВ-12 960 10 КТР-12 12 ИТР2-18 18 ТФ3-40
(2ФВ-10) ФУ-25 720 14
(4ФУ-10) ФУ-25 960 20 КТР-25 25 ИТР2-35 35 ТФ3-50
(4ФУ-10) ФВ-60 480 28
(2ФВ-19) ФВ-60 720 40 КТР-75 75 ИТР-105 105 ТФ-8
(2ФВ-19) ФУ-120 480 55
(4ФУ-19) ФУ-120 720 75 КТР-140 140 ИТР-210 210 ТФ-15
(4ФУ-19) ТФ-80с
2ФВ-15 480 17 КРТР-25 25 ИТР-65 65
4ФУ-15 720 28 КРТР-25 25 ИТР-65 65 ТФ-80с
АВ-15 720 7
(2АВ-8) АВ-15 960 10 КТГ-5 5 ИТГ-12 12 —
(2АВ-8) АУ-30 720 10
(4ЛУ-8) АУ-30 960 14 КТГ-10 10 ИТГ-22 22 —
(4АУ-8) J
791
xni. умеренный холод
26. Эффективная мощность /Vo — мощность на валу компрессора. В ката-
логах (например, [XIII-6]) иа диаграммах приводятся рабочие характеристики
компрессоров в виде зависимости эффективной мощности от температур кон-
денсации и испарения хладагента — см. рис. XIII-7, XIII-8, XIII-10. XIII-11.
Эффективная мощность определяется по формуле:
N, _ _ -Он- _ А _ л.
Ч..Х 'Мне, ‘Ч.
(ХШ-16)
Здесь Ni — индикаторная мощность, вт [формула (XIII-14)]; — теорети-
ческая мощность, вт [формула (XIII-10)]; Qo—холодопроизводительность, вт
[формула (XIII-1)]; t],— индикаторный к. п. д. [формула (XIII-15)]; т]э=
=т)1Т)мех — эффективный к. п. д.; е — теоретический холодильный коэффициент
1см. формулу (XIII-13) и табл. ХП1-4 и XI1I-5]; es=ei]ii]Mex=ei)s— эффектив-
ный холодильный коэффициент; Т)Мех— механический к. п. д. компрессора, учи-
тывающий потери на трение.
Для приближенного расчета обычно принимают T]Mex=0,8-j-0,9. Подробнее
-о расчете т)Мех см. [XIII-1, XIII-2, ХШ-7].
27. Мощность, забираемая из электрической сети Мэл
N
Мэл = вт (XHI-17)
Лп^дв
*
Здесь М» — эффективная мощность, вт; цп — к. п. д. передачи., (зависит от
конструкции передачи; можно принять т|п~0,95); Т]Дв — к. п. д. двигателя (за-
ъисит от марки электродвигателя; для приближенных расчетов принимают
Г] д в—0,95).
Таблица XIII-1
Компрессоры аммиачные, ^одноступенчатые fXIII-6]
'Холодопроизводитель- ность Qo При температурных условиях Марка компрессора Число оборотов в минуту Мощность электро- двигателя, кет
вт ккал/ч to 'к ^переохл
Вертикальные
58000 50000 —15 30 25 АВ-75 (2АВ-15) 480 20
87000 75000 —15 30 25 АВ-75 (2АВ-15) 720 28
116000 100000 —15 30 25 АУ-150 (4АУ-15) 480 40
174000 150000 —15 30 25 АУ-150 (4АУ-15) 720 55
268 000 230000 —15 30 25 АВ-300 (2АВ-27) 360 125
350000 300 000 —15 30 25 АВ-300 (2АВ-27) 480 160
Г оризонтальные
990 000 850000 —10 25 15 ЗАГ 167 280
465 000 400000 —15 38 35 ЗАГТ 167 280
1 970 000 1700000 —10 25 15 ЧАГ 167 625
930000 800 000 —15 38 35 4АГТ 167 625
700000 600 000 -15 30 ' 25 АГ-600 187 300
1 400000 1200 000 —15 30 25 АГ-1200 187 625
792
РАСЧЕТ ИСПАРИТЕЛЯ
В каталоге [ХП1-6] приводится обычно мощность электродвигателя, постав-
ляемого совместно с компрессором (см. табл. ХП1-6 и X1I1-7).
Расчет испарителя
28. Поверхность теплообмена испарителя приближенно можно определить
по формуле:
/= = — л2 (ХШ-18).
?ср
Здесь Qo — холодопроизводительность, ет (формула (XIII-!)]; <?Ср— сред-
няя удельная тепловая нагрузка поверхности теплообмена испарителя, вт[м2.
29. По практическим данным принимаются следующие средние удельные
тепловые нагрузки.
а) Для горизонтальных кожухотрубчатых испарителей при средней разно-
сти температур между кипящим хладагентом и рассолом 5 град, при скорости,
движения рассола ~ 1,5 м!сек и температуре испарения /0=—15° С, удельные
теплонапряжёния (или съем тепла с 1 м2 внутренней поверхности труб) [XI1I-1,
Х111-3]:
для аммиака (гладкие трубы)
q,cp = 2100 4-2600 вт/м2, т. е. 1800—2250 ккалЦм2-ч)
для фреона (медные оребренные трубы)
qc р=5800 -=- 7000 вт/м2, т. е. 5000—6000 ккал/(м2-ч)
б) Для вертикальнотрубных аммиачных испарителей при разности темпера-
тур между кипящим аммиаком и рассолом 5—6 град, теплосъем с 1 м2 поверх-
ности [XII1-3]:
г/«2900 вт/м2, т. е. 2500'ккал/(jw2 • ч)
Подробный расчет см. [Х111-1—X11I-3, ХП1-5].
30. Основные характеристики наиболее распространенных конструкций ам-
миачных испарителей приведены в табл. Х1П-8.
Таблица X1IIS
Основные характеристики аммиачных испарителей
Марка Конструкция Диаметр трубок. мм Поверхность охлаждения, м2
и кт Кожухотрубные гори- зонтальные 38 X 3,5 40, 55, 75, 100, 125, 150, 200
икт То же 25X3 32, 40, 50, 65, 90, НО, 140, 180, 250, 300
ИА Вертикальнотрубные — 20, 30, 40, 60, 90, 120, 160, 200, 240, 320
Подробнее см. [ХП1-6].
793
XIII. УМЕРЕННЫЙ ХОЛОД
Расчет конденсатора
31. Поверхность теплообмеиа конденсатора F приближенно можно опреде-
лить по формуле:
F=-^-m2 (XII1-19)
QK — тепловая нагрузка конденсатора, вт; qCJ> — средняя удельная тепло-
вая нагрузка конденсатора, вт/м2.
32. Тепловую нагрузку конденсатора можно рассчитать по формуле:
QK = Qo -)- ДГТ вт (XIII-20)
где Qo — холодопроизводительность, вт [формула (XII1-1)]; АГТ— теорети-
ческая мощность, затрачиваемая компрессором, вт [формулы (XIII-10) и
(Х111-11)].
33. Средняя удельная тепловая нагрузка конденсатора, qCJ> определяется по
практическим данным [XIII-3J.
а) В горизонтальных кожухотрубчатых конденсаторах при средней разно-
сти температур между конденсирующимся хладагентом и водой 5—6 град и
при скорости движения воды по внутренней поверхности труб ~ 1,5 м/сек
[X1II-3]:
для аммиака (гладкие стальные трубы):
?ср= 4600 =-5200 вт/м2, т. е. 4000—4500 ккал/(м2- ч)
для фреона (медные оребренные трубы):
<7сР~11600 вт/м2, т. е. 10 000 ккалЦм2 • ч)
б) В вертикальных кожухотрубчатых аммиачных конденсаторах при раз-
ности температур между конденсирующимся аммиаком и водой, движущейся по
внутренней поверхности труб, 6—6,5 град-.
qc р=4650ч-5200 вт/м2, т. е. 4000—4500 ккал/ (м2 • ч)
в) В оросительных конденсаторах коэффициент теплопередачи от аммиака
к стекающей воде равен 700—930 вт/(м2 • град), т, е. 600—800 ккал/(м2 • ч • град).
При загрязненной поверхности он меньше. Тепловая нагрузка:
^ср=4650 вт/м2, т. е. 4000 ккал/(м2-ч)
г) Расчетные данные для других типов конденсаторов см. [Х1П-3].
34. Основные характеристики наиболее распространенных конструкций ам-
миачных конденсаторов приведены в табл. XIII-9.
Таблица XIII-9
Основные характеристики аммиачных конденсаторов
Марка Конструкция Диаметр трубок, мм Поверхность конденсации, м2
ктв Кожухотрубные верти- кальные 57 X 3,5 50, 75, 100, 123, 146, 245
мко Оросительные 57 X 3,5 45, 60, 75, 90
ктг Кожухотрубные гори- зонтальные 25X3 20, 25, 32, 40, 50, 65, 90, ПО, 140, 180, 250, 300
ктг Те же 38X3,5 75, 100, 125, 150, 225, 280
794
ХЛАДАГЕНТЫ ДЛЯ КОМПРЕССИОННЫХ УСТАНОВОК
Характеристика некоторых хладагентов и области их применения
Группы: I —высокие температуры испарения (выше 0° С); II— средние (ниже 0° С); III —низкие (ниже —70° С).
795-
xiii. умеренный холод
Кроме того, широко распространены конденсаторно-ресиверные агрегаты
с поверхностью конденсации 10, 20, 35,4 и 46,5 м2.
Подробнее см. [Х1П-6].
Агрегаты холодильных машин
35. Для повышения качества холодильного оборудования, уменьшения об-
щих затрат труда и упрощения монтажа все элементы холодильной машины
объединяются в’единый агрегат, устанавливаемый на одной раме или каркасе.
Применяются следующие агрегаты.
Компрессорные. Компрессорный агрегат состоит из компрессора, двигателя
с электропусковой аппаратурой и реле давлений.
Компрессор-конденсаторные (АК). Агрегат состоит из компрессора, двига-
теля, конденсатора, вспомогательных аппаратов и приборов автоматического
управления.
Испарительно-регулирующие (АИР). Агрегат состоит из испарителя, тепло-
обменника, регулирующей станции с приборами автоматики, арматуры, филь-
тров, осушителей, ресивера. ,
Эти агрегаты комплектуют с компрессор-конденсаторными агрегатами АК.
Испарительно-конденсаторные (АПК). Агрегат состоит из испарителя, кон-
денсатора, теплообменника, арматуры, фильтров, осушителей, приборов автома-
тического управления.
Эти агрегаты комплектуют с агрегатом АК или с отдельным компрессором.
Комплексные агрегаты (по каталогу [XIII-6]). В эти полностью автоматизи-
рованные агрегаты входят все элементы холодильной установки.
Холодильные агенты для компрессионных холодильных установок
36. Холодильным агентом называется рабочее вещество, температура кото-
рого должна быть ниже температуры охлаждаемого тела. Хладагенты должны
быть безвредными, негорючими и взрывобезопасными, не должны вызывать кор-
розии металла.
По физическим свойствам хладагенты подразделяются на три группы в за-
висимости от температуры испарения при атмосферном давлении. Это в основ-
ном определяет их области применения (см. табл. XIII-10),
ЛИТЕРАТУРА
• * Общая
0-1. А. Г. Касаткин, Основные процессы и аппараты химической технологии, 6-е изд.,
Госхимиздат, 1960.
0'2. А. Н ПлановскиЙ, В. М. Р а м м, С. 3. Каган, Процессы и аппараты хи-
мической технологии, Госхимиздат. 1962.
0-3. А. Н. Плановский, П. Й. Николаев, Процессы и аппараты химической
и нефтехимической технологии, Гостоптехиздат, 1960.
0-4. К- Ф. Павлов, П. Г. Р о м а и к о в, А. А. Носков, Примеры н задачи по курсу
процессов и аппаратов химической технологии, Изд. «Химия», 1964.
0-5. Я. Циборовский, Процессы химической технологии, Госхимиздат, 1958.
0-6. В. В. Каф а ров. Основы массопередачи, Изд. «Высшая школа», 1962.
0-7. М. В. К и р п и ч е в. Теория подобия. Изд. АН СССР, 1953.
0-8. П. Г. Ромаиков (ред.). Руководство к практическим занятиям в лаборатории
процессов и аппаратов химической технологии, Изд. «Химия», 1964.
0-9. П. А. Яблонский, Пособие ио курсовому проектированию, ЛТИ им. Ленсовета.
1960.
0-10. Л. М. Б а т у и е р, М. Е. П о з и н. Математические методы в химической технике.
Госхимиздат, 1953.
0-11. Справочник химика. Изд. «Химия», т. I, 1962; т. II, 1963; т. III, 1964; т. IV.
1965.
0-12. J. Perry, Chemical Engineers* Handbook, IV ed., N. Y., 1963.
0-13. К. H. Шабалии (ред.). Процессы н аппараты химической технологии. Курс лек-
ций, Изд. Уральского политехнического ин-та, 1956.
0-14. Справочник механика химического завода, Госхимиздат, 1950.
0-15. Р 11 а г, Chemicke inzenyrstvl, Praha, 1959.
0-16. В В. К а ф а р о в. ЖПХ, 30, вып. 10 (1957).
0-17. А Н. С к об л о, И. А. Трегубова, П. П. Егоров, Процессы и аппараты
нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, Гостоптехиздат, 1962.
0-18. Н. П. Галкин, В. В. Тихомиров, Основные процессы и аппараты технологии
урана. Госатомнздат, 1961.
0-19. А. А. Л а щ и и с к и Й, А. Р. Т о л ч и и с к и й, Основы конструирования и расчета
химической аппаратуры. Справочник, Машгиз, 1963.
0-20. И Ф. Бабицкий, Г. Л. Вихмаи, С. И. Вольфсон, Расчет и конструирование
аппаратуры нефтеперерабатывающих заводов. Изд. «Недра», 1965.
0-21. Н. А. К о а у л и н. В. Н. Соколов, А. Я- Шапиро, Примеры и задачи по курсу
оборудования заводов химической промышленности. Изд. «Машиностроение», 1966.
К разделу I
1-1. А. Н. Пл айовский, В. В. Кафаро в. Хим. пром., № 3, 19 (1944).
1-2 И. Е. Идельчик, Справочник по гидравлическим сопротивлениям, Госэнергоиздат,
1960.
1-3. И С Павлушеик о. Э. Р. Полищук, Труды ЛТИ им. Ленсовета, вып. XXXIX,
204 (1957).
1-4. М. А. Михеев, Основы теплопередачи. Госэнергоиздат. 1956.
1-5. М. А. Кичигин, Г. Н. Костенко, Теплообменные аппараты и выпарные уста-
новки. Госэнергоиздат, 1955.
Ь6. Н. М. Жаворонков, Хим. пром., № 9, 269 (1948); № 3. 68 (1949).
1-7. В. В. К а ф а р о в, Л. И. Вал яхм аи, ЖПХ, 24, 1274 (1951).
1-8. Справочник машиностроителя, т. 2, Леииздат, 1960.
1-9. А. Д. Ал ьтшу л ь, Нефт. хоз., № 2, 55 (1950).
110. И. 3. Френкель, Гидравлика, Госэнергоиздат, 1956.
Ь11. Н. И. Гедьгерии, Выпарные установки, Госхимиздат, 1947.
I-I2. И. И. Агроскин, Г. Т. Дмитриев, Ф. И. Пикалов, Гидравлика, Госэиерго-
издат, 1954.
ЫЗ В. И. Черни кин. Сооружение и эксплуатация иефтебаз, Гостоптехиздат, 1955.
J-14. У. Л. У и л к н н с о и, Неньютоновские жидкости, Ибд. «Мир», 1964.
1-15. Н. А. Бакланов, Хим. пром., № 5, 344 (1964).
797
ЛИТЕРАТУРА
К разделу И
11-1. В. М. Черкасский, Т. М. Романова, Р. А. К а у л ь. Насосы, компрессоры,
вентиляторы, Госэиергоиздат, 1962.
II-2. Насосы. Каталог-справочник, Машгиз, 1959.
П-3. С. А. Рысин, Вентиляционные установки машиностроительных заводов. Справочник,
Изд. «Машиностроение», 1964.
11-4. Ф. Г. Галимзянов, Вентиляторы. Атлас конструкций, Машгиз, 1963.
П-5. Компрессорные машины. Ка^йлог НИИХИММАШа, 1962.
К разделу III
Ш-1. П. В. Лященко, Гравитационные методы обогащения, Гостоптехиздат, 1940.
Ш-2. И. С. Павлушенко, ЖПХ. 28, 885 (1956).
Ш-3. Р. Б. Розенбаум, О. М. Тодес, ДАН СССР, 115, № 3, 5С4 (1957).
Ш-4. В. И. Соколов, Современные промышленные центрифуги, Машгиз, 1961.
Ш-5. С. С. Забродский, Гидродинамика и теплообмен в псевдоожиженном слое,
Госеяергоиздат, 1963.
Ш-6. М. Лева, Псевдоожижение, Гостоптехиздат, 1961.
Ш-7. Н. И. Сыромятников, В. Ф. В о л к о в. Процессы в кипящем слое, Метал-
лурги з дат, 1959.
Ш-8. Л. А. А к о п я и, А. Г. Касаткин, Хим. пром., № 2, 94 (1955).
Ш-9. В. Д. Горошко, Р. Б. Розенбаум, О. М. Тодес, Изв. вузов, Нефть и газ,
№ 1 125 (1958).
Ш-10. П. Г. Ром анков, Н. Б. Рашковская, А. Д. Гольцикер, В. Е. Бабен-
ко, ЖПХ, 37, 615 (1964).
Ш-11. П. Г. Р о м а н к о в, Н. Б. Рашковская, В. Н. Л е п и л и н, ЖПХ, 38, 2664
(1960).
111-12. Ю. Н. Никольский, Пневматический транспорт в производстве строительных
материалов, Госстройиздат, УССР. Киев, 1962.
Ш-13. И. С. Сегаль, Машины и оборудование для пневматического транспорта (спра-
вочные материалы), Машгиз, 1960.
II1-14. Методика расчета установок пневматического транспорта. Труды ВНИИПТМАШа,
вып. 2 (24), 1962.
Ш-15. В. Ф. Фролов, П. Г. Ром анков, ЖПХ, 35, 80 (1962).
Ш-16. И. Г. Мартюшин, Цветные металлы, № 6, 32 (1961).
III-17. Н. А. Козули и, И. А. Горловский, Оборудование заводов лакокрасочной
промышленности, Госхимиздат, 1959.
Ш-18. И. Ф. Дэвидсон. Д. Харрисон, Псевдоожижение твердых частиц. Изд.'
«Химия». 1965.
К разделу IV
IV-1. Г. М. Гордой, И. Л. П е й с а х о в, Пылеулавливание и очистка газов, Метал*
лургиздат, 1958.
IV-2. С. А. Рыси н. Вентиляционные установки машиностроительных заводов. Спра-
вочник, Машгиз, 1960.
IV-3. Циклоны НИИОГАЗ, Руководящие указания по проектированию, изготовлению, мон-
тажу и эксплуатации, Госхимиздат, 1956.
IV-4. Циклоны НИИОГАЗ, Каталог № 22-А института «Гипрогазоочистка», Госхимиздат,
1961.
IV-5. Батарейные циклоны. Руководящие указания по проектированию, монтажу и экс-
плуатации, Госхимиздат, 1955.
IV-6. Батарейные циклоны (мультициклоны). Каталог № 23-А института «Гипрогазо-
очистка, Госхимиздат, 1961.
IV-7. М. Е. Поз и и, И П. Мухлеиов, Э. Я. Тарат. Пенные газоочистители, теп-
лообменники и абсорберы, Госхимиздат, 1959.
IV-8. В. В. К У ч е р у к, Очистка вентиляционного воздуха от пыли, Машгиз. 1963.
IV-9. Нормали на пенные газоочистители ПГС-ЛТИ и ПГП-ЛТИ, Машгиз. 1960.
IV-10. Типовые пенные теплообменники ПТС-ЛТИ. Инструктивные материалы, Машгиз,
1962.
IV-IT. И. В. Пискарев, Фильтровальные ткани. Изготовление и применение. Изд.
АН СССР, 1963.
К разделу V
V -1. Л. М. Батуне р. К- С. Федоров, Методы расчета промывных осадков, Обо-
роигиз, 1939.
V -2. Н. А. Козулин, И. А. Горловский. Оборудование заводов лакокрасочной
промышленности, Госхимиздат, 1959.
V -3. И. Н. Плаксин, К- Г. Руденко, Л. Н. Смирнов, А. В. Троицкий,
М. А. Фишман, Технологическое оборудование обогатительных фабрик, Углетех-
йздат, 1955.
798
ЛИТЕРАТУРА
V 4 О Л. Бру К, Хим. прем., № 8, 50 (1962).
v-5 Н И. Гел ьпери н, Е. П. Тюфтин, Хнм. пром., № 8, 55 (1962).
V-6 А. А. Кондратьев, М. Ф. Бондаренко, Хим. пром., № 8,'57 (1962).
у-7. В* А. Ж у ж и ко в, Фильтрование. Теория и практика разделения суспензий. Гос-
химиздат, 1961.
V-8. Н. В. Ш п а н о в. Фильтры непрерывного действия, Машгиз, 1949.
V-9. Фильтростроение в СССР. Сборник докладов иа объединенной сессии научно-тех-
нических советов НИИХИММАШа, УКРНИИХИММАШа н технического совета за-
вода «Уралхиммаш», Машгиз, 1963.
V-10 Фильтростроение за рубежом, ЦИНТИАМ, 1963.
V-11. В. В. Каф аров, Т. А. Малиновская, Хим. пром., № 8. 482 (1956).
V-12. В. В. К а ф а р о в, ЖПХ, 30, № 10, 1439 (1957).
V-13 И В. Пискарев, Фильтровальные ткани. Изготовление и применение. Изд.
АН СССР, 1963.
V-14. А. И. П о в а р о в, Гндроциклоны, Госгортехиздат, 1961.
V-15. С. 3. К а г а н. Хим. пром., № 6, 347 (1956).
V-16. В. А. О л е в с к и Й, Конструкции и расчет механических классификаторов и гид-
роциклонов, Госгортехиздат, 1960.
V-17. В. И. Соколов, Современные промышленные центрифуги, Машгиз, 1961.
V-18. Центрифугостроение в СССР. Сборник докладов на объединенной сессии научно-
технических советов НИИХИММАШа, УКРНИИХИММАШа и технического совета
ордена Ленина Сумского машиностроительного завода им. М. В. Фрунзе, Машгиз,
1963.
V-19. Фильтры. Каталог-справочник, Машгиз, i955.
V-20. Центрифуги. Каталог-справочник, Машгиз, 1963.
V-21. Сепараторы жидкостные для пищевой промышленности. Каталог-справочник, Маш-
гиз, 1962.
V-22. Фильтры для жидкостей, ч. I н II, Каталог ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШа, 1965.
V-23. Промышленные центрифуги. Каталог ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШа, 1965.
V-24. Сепараторы жидкостные центробежные для химической промышленности. Каталог
ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШа, 1965.
К разделу VI
V I-1. Перемешивающие устройства (механические) в Нормаль НИИХИММАШа, Машгиз,
1966.
V I-2. 3. Ш т е р б а ч е к, П. Т а у с к, Перемешивание в химической промышленности,
Госхимиздат, 1963.
V I-3. В. В. К а ф а р о в, Процессы перемешивания в жидких средах, Госхимиздат, 1949.
VI-4. И. С. Павлушенко, Н. М. Кости и, С. Ф, Матвеев, ЖПХ, 30, 1160
(1957).
VI-5. П. Г. Романков, И. С. Павлушенко, Хим. пром., № 10, 292 (1947).
V I-6. А. В. Янишевекий, И. С. Павлушенко, ЖПХ, 31, 1215 (1958).
V I-7. Н. Н. Смирнов, И. С. Павлушенко, П. Г. Романков, ЖПХ, 35, 90
(1962); 34, 312 (1961).
V I-8. И. С. Павлушенко, Л. Н. Брагинский, В. Н. Брылов, ЖПХ, 34, 805
(1961).
V I-9. И. С. Павлушенко, А. В. Янишевекий, ЖПХ, 31, 1348 (1958): 32, 1495
(1959).
V I-10. Аппараты с перемешивающими устройствами. Каталог ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШа;
К разделу VII
V I1-1. М. А. Ми хе ев, Основы теплопередачи, Госэиергоиздат, 1956.
V II-2. М. А, Михеев, И. М. Михеева, Краткий курс теплопередачи, Госэиергоиздат,
1960.
V Iьз. С. С. Кутателадзе, Основы теории теплообмена, Машгиз, 1957.
V II-4. С. С. Кутателадзе, В. М. Боришанскнй, Справочник по теплопередаче,
Госэиергоиздат, 1959,
VII-5. В. X. Мак-Адамс, Теплопередача, Металлургиздат, 1961.
vtt 6‘ В’ М- Р а м м. Теплообменные аппараты, Госхимиздат, 1948.
VII-7. М. А. Кичигин, Г- И. Костенко, Теплообменные аппараты и выпарные
установки, Госэиергоиздат, 1955.
V II-8. Сб. «Теплопередача и тепловое моделирование», Изд. АН СССР, 1959.
vl'-9. Кожухотрубчатые теплообменники общего назначения, Каталог НИИХИММАШа,
V H-10. 1. Хоблер, Теплопередача и теплообменники, Госхимиздат, 1961.
V JI-Н. Э. С. Карасина, Изв. ВТИ, № 12 (1952).
V11-12. 3. В. С е м и л е т. Оросительные теплообменники химических производств, Маш-
гиз, 1961.
Упп’т В' Чечеткин. Высокотемпературные теплоносители. Госэиергоиздат, 1962.
И62°ВЫе пениые теплообменники ПТС-ЛТИ. Инструктивные материалы, Машгиз,
VII-15 М. Е. П о з и н, И. П. М у х л е и о в, Э. Я- Т а ра т, Ценные газоочистители, теп-
лообменники и абсорберы, Госхимиздат, 1959,
799
ЛИТЕРАТУРА
VII-16. С. С. Забродский, Гидродинамика и теплообмен в псевдоожиженном слое.
Госэнергоиздат, 1963.
VI1-17. 3. III т е р б а ч е к. П. Т а у с к. Перемешивание в химической промышленности.
Госхимиздат, 1963.
VI1-18. И. И. Чернобыльский, Выпарные установки. Изд. Кневск. ун-та, 1960.
VII-19. Л. Д. Берман, Изв. ВТИ, № 3. 5 (1953).
VII-20. С. А. Городинская. Изв. Кневск. политехи, нн-та, 18, 362 (1955).
VII-21. Л. Д. Берман, С. Н. Фукс. Изв. ВТИ. № 11, 11 (1952).
VI1-22. Н. Н. Егоров, Охлаждение газа в скрубберах, Госхимиздат. 1954.
VII-23. И. М. Федоров, Теория н расчет процесса сушки во взвешенном состоянии.
Госэнергоиздат, 1955.
VII-24. П. Г. Романков, Н. Б. Рашковская, Сушка в кипящем слое. Изд. «Хи-
мия», 1964.
VII-25. И. П. М у х л е н о в, Д. Г. Трабер. В. Б. С а р к и ц, Т. П. Бондарчук,
ЖПХ, 32, № 6, 1291 (1959).
VI1-26. В. Б. Саркиц, Д. Г. Трабер. И. П. М у х л е н о в, ЖПХ, 32, № 10, 2218
(1959).
VII-27. Н. Н. В а р ы г и н, И. Г. Мартюшин, Хим. машиностр., № 5. 6 -9 (1959).
VI1-28. Н. И. Гельперин, В. Г. Айиштейн, Н. А. Романова, Хнм. пром,
№ И, 823 (1963).
V1I-29. В. А. Китайцев. Г. С. Хренов (ред.). Справочник по термоизоляции. Строй-
издат, 1949.
VI1-30. Труды III конференции по тепловой изоляции. Госэнергоиздат, 1954.
VII-31. И. Г. Тихомиров (ред.), Справочник теплотехника предприятий черной ме-
таллургии, Металлургиздат, 1954.
V1I-32, Г. А. Максимов. Отопление и вентиляция. Госстройиздат, 1955.
VI1-33. М. И. Ф и л ь н е й, Калориферные установки, Госстройиздат, 1952.
VI1-34. Кожухотрубчатые теплообменники общего назначения. Каталог ЦИНТИХИМНЕФТЕ-
МАШа. 1965.
К разделу VIII
VII1-1. Н. И. Гельперин, Выпарные установки, Госхимиздат, 1947;
VI11-2. И. И. Чернобыльский, Выпарные установки. Изд. Киевск. уи-та, 1960.
VIII-3. Р. Вернер, Термохимические расчеты, ИЛ, 1950.
VI1I-4. В. А. Кн ре ев. ЖФХ. 2, 233 (1931).
VIII-5. В. Н. Стабннков, Хнмстрой, № 3, 44. (1933).
VII1-6. Н. И Гельперин, В. Б. Коган, Хим. пром., № 2, 96 (1958).
VIII-7. Нормаль МН 3390-62. Аппараты выпарные. Типы, основные параметры и размеры.
Стандартгиз. 1962.
VIП-8. Емкостная сварная аппаратура. Каталог НИИХИММАШа, 1958.
VIII-9. Аппараты выпарные трубчатые вертикальные общего назначения. Каталог ЦИНТИ-
ХИМНЕФТЕМАШа, 1955.
К разделу IX
1Х-1. П. Г. Р-оманков, Н. В. Рашковская, Сушка в кипящем слое. Изд. «Хи-
мия» 1964.
IX-2. П. Д. Лебедев, Расчет и проектирование сушильных установок, Госэнергоиздат,
1963.
IX-3. А, В. Лыков. Тепло- и массообмен в процессах сушки, Госэнергоиздат, 1956.
1Х-4. Г. К- Филоненко, П. Д. Лебедев. Сушильные установки, Госэнергоиздат.
1952.
1Х-5. М. В. Лыко в, Сушка распылением. Пнщепромиздат, 1955.
IX-6. И. М. Федоров, Теория и расчет процесса сушки во взвешенном состоянии,
Госэнергоиздат, 1955.
IX-7. П. Д. Лебедев, Сушка инфракрасными лучами, Госэнергоиздат, 1955.
IX-8. Сб. «Тепло- и массообмеи в процессах испарения». Изд. АН СССР, 1958.
1Х-9. М. Ю. Лурье, Сушильное дело, 3-е изд., Госэнергоиздат, 1948.
IX-10, Сушильные аппараты. Каталог ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШа, 1965.
К разделу X
Х-1. А. Г. Касаткин, А. Н. П л а н о в с к и й, О. С. Чехов, Расчет тарельчатых
ректификационных и абсорбционных аппаратов, Стандартгиз, 1961.
Х-2. Н. И. Гельперин. Дистилляция н ректификация, Госхимиздат, 1947.
Х-З. В. Н. С т а б н и к о в, С. Е. Харин, Теоретические основы перегонки и ректифика-
ции спирта. Пнщепромиздат, 1951. .
Х-4. В. М. Р а м м, Абсорбционные процессы в химической промышленности, Госхим-*
издат, 1951.
Х-5. Т. Sherwood. R. Pigford, Absorption and Extraction, N. Y., 1952.
Х-6. C. Robinson, F. G г i 1 1 a n d, Elements of Fractional Distilation, N. Y., 1950.
800
ЛИТЕРАТУРА
Х-7. И. Е. К о р о б ч а н с к и й, М. Д. Кузнецов, Расчеты аппаратуры для улавлива-
ния химических продуктов коксования, Металлургиздат, 1952.
Х-8. Аъ А. Носков, Г. В. Бурова, П. Ф ел ь д еш, ЖПХ, 32, 2217 (1959).
Х-9. Е. Kirschbum, Destiller,- und Rektifiziertechnik, II Aufl., Berlin, 1950.
X-16. В. Б. К о г а н, ‘В. М. Ф р и д м а и, Справочник по равновесию между жидкостью и
паром в бинарных и многокомпонентных системах, Госхимиздат, 1957.
Х-П. С. А. Багатуров, Теория и расчет перегонки и ректификации. Гостоптехнздат,
1961.
Х-12. Колонные аппарату нз стали и чугуна. Отраслевые иормалн НИИХИММАШа 1964.
Х-13. Е. Kirschbaum, Chem. Ing. Techn., 28, № 11, 713—721 (1956).
Х-14. E. Kirschbaum, Chem. Ing Techn., 31, № 12, 779—781 (1959)..
Х-15. А. А. Носков, В. H. Соколов, Хим. наука и пром., № 4, 518 (1958).
Х-16. Вопросы массопередачи. Научно-методическая конференция 1956 г„ Госхимиздат,
1957.
Х-17. Л. А. Акопяи, А. Н. Пл а ново кий, А. Г. Касаткин, Хим. наука и пром..
№ 6. 745 (1958).
Х-18. В. В. К а ф а р о в, Хим. наука и пром., № 1, 85 (1957).
Х-19. Инструктивный материал к подбору конструкций и проведению расчетов по со-
зданию высокопроизводительных ректификационных и абсорбционных агрегатов для
вновь проектируемых и эксплуатируемых заводов. Научно-технический совет Гос.
комитета Совета Министров СССР по химии, 1961.
Х-20. В. В. Каф а ров, Хим. пром., № 5, 143 (1953).
Х-21. В. В. Кафаро в, В. С. Муравьев, Б. Г. Лукьянов, Изв. вузов. Химия н
хим. технол., № 5, 854 и № 6, 1026 (1961).
Х-22. Т. X о б л е р, Массопередача и абсорбция, Изд. «Химия», 1964.
Х-23. П Г. Боярчук, А. Н. Плановский, Хим. пром., № 3, 195 (1962).
Х-24. Н. М. Жаворонков. М. Э. А э р о в, Н. Н. Умник, Хим. пром., № 10 (1948).
Х-25. Ю. В. Поплавский, Хим. пром., № 4, 279 (1961).
Х-26. А. Г. Касаткин, Ю. И. Дытнерский, Д. М. Попов, ЖПХ, № 7, 482
(1961).
Х-27. Ю К. Молоканов, Хим. пром., № 4, 291 (1962).
Х-28. Ю. И. Д ы т и е р с к и й. А. Г. Касаткин, Хим. пром., № 4. 288 (1962).
Х-29. Э. К. С и й р д е. Исследование процесса дистилляции с водяным паром. Изд,
Таллинск. политехи, ин-та, 1957.
Х-30. А. Н. Плановский, А. А. Захарова, А. В. Саруханов, Хим. пром., № 3.
224 (1964)
Х-31. А. Г. Касаткин, Ю. И. Дытнерский, Д. Г. Питерских, Мау и г Хла
М ь и и т. Хим. пром., Ns 4, 279 (1963).
X 32. А. В. Саруханов, А. Н. Плановский. Хим. пром., № 4, 289 (1964).
Х-33. С. Бретшнайдер, Свойства жидкостей и газов, перев. с польского, Изд. «Хи-
мия», 1966.
Х-34. Колонные аппараты. Каталог ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШа, 1966,
К разделу XI
XII. М. М. Дубинин и др., Изв. АН СССР, № 6. 670 (1957); № 5, 535; № 10, 1165 (1958);
№ 6. 981 (1959); № 7, 1153 (I960); № 5, 750; № 7, 1183; № 8, 1387 (1961); № 5. 760;
№ 12. 2113 (1962); № 9, 1565, 1573 (1964); № 10, 1731 (1965).
XI 2. Д П Тимофеев, Кинетика адсорбции, Изд. АН СССР/ 1962.
XI-3. Синтетические цеолиты Изд. АН СССР, 1962
XI-4. Т. Г. ПлаченЬв, В. Ф. Карельская, сб. «Получение, структура и свой-
ства сорбентов», Госхимиздат, 1959.
XI-5. Е. Н. С е р п и о и о в а. Промышленная адсорбция газов и паров. Госхимиздат,
1956.
XI-6. Г. А. А к с ел ьру д. Теория диффузного извлечения вещества из пористых тел.
Львов, 1959.
XI-7. П Г. Р о м а и к о в, В. Н. Л е п и л и и, Е. С. Немет, Хим. пром., № 3. 317
(1956).
XI-8. К. Н. Николаев, М. М. Дубинин, Изв. АН СССР, ОХН, № 10, 1165 (1958).
XI-9. М. Э. Аэров, Н. Н. Умник, Тепло- и массопередача в зернистом слое. ЖТФ.
26, 1233 (1956).
XI-10. К. М. Николаевский, Проектирование рекуперации летучих растворителей
с адсорберами периодического действия. Обороигиз, 1961.
XI-11. В. Н. Лепили н. Н. Б. Рашковская, П. Г. Романков, ЖПХ, 33, 2664
(1960).
XI-12. П. Г. Романков, В. Н. Л е п и л и н, ЖПХ, 28, 548 (1956).
XI 13. И. В. Любимов, Н. И. Смирнов, ЖПХ, 30, № 9, 1408; Ke II, 1691 (1957).
X1-I4. В. Фло к к, В. Н. Ле пи лин, П. Г. Романков, ЖПХ, 35, 2241 (1962); 36г
315 (1963).
XI-15. В. А. Соколов, Н. С. Т о р о ч е ш н и к о в, Н. В. К е л ь ц е в, Молекулярные сита
н их применение, Изд. «Химия», 1964.
XI-16. М. М. Дубинин, В. Г. Жуковская, ДАН СССР, 156, № 2, 404—407 (1964).
XI-I7. О. А. Васильева, Л. Г. Голубева, М. М. Дубинин, Е, И. Ргорова
vi и др., ЖПХ, 37, № 10. 2159 (1964).
XI-18. Д. П. Тимофеев, ЖПХ. 36, № 5, 1021 (1963).
26 Зак. 134
801
ЛИТЕРАТУРА
К разделу XII
ХП-1. А. Альдере, Жидкостная экстракция, ИЛ, 1962.
XII-2. А. Г. Касаткин (ред.), сб. «Жидкостная экстракция», Госхимиздат, 1958.
XI1-3. 3. 3 ю л к о в с к и й. Жидкостная экстракция в химической промышленности. Гос-
химиздат, 1963.
ХП-4. Сб. «Экстракция», вып. I и II, Госатомнздат, 1962.
ХП-5. В. В. К а ф а р о в, С. А. Жуковская, Хим. пром., № 2, 107 (1956).
ХП-6. Н. И. Гельперин, А. Г. Лнакумович, Хим. наука н пром., № 6, 725
(1958).
XI1-7. С. 3. Каган, М. Э. А э р о в, Т. С. Волкова, В. Н. Вострикова, Хнм.
пром.. № 7, 432 (1958) 1 № 12, 861 (1961).
X1I-8. Н. И. Гельперин, М. Г. А с с м у с, Хим. пром.. № 5, 348 (1961).
ХП 9. А. Г. Касаткин, С. 3. Каган, В. Г. Труханов, Хим пром., № 3. 190
(1962).
ХП-10. В. И. Коновалов, П. Г. Романков, ЖПХ, 34, № 10, 2217 (1961).
ХП-ll. П. Г. Романков (ред.). Процессы жидкостной экстракции. Труды научно-техн,
совещания 20—26 мая 1961 г., Гостоптехиздат, 1963.
XI1-12. Т. Sherwood, Absorption and Extraktion, N. Y., 1951.
К разделу XIII
ХНЫ. Л. M. Розенфельд, А. Г. Ткачев, Холодильные машины и аппараты. Гос-
тор гн зд ат, 1960.
XIII-2. Л. М. Розенфельд, А. Г. Ткачев, Е. С. Гуревич, Примеры и расчеты
холодильных машин и аппаратов, Госторгнздат, 1960.
XI П-3. Холодильная техника. Энциклопедический справочник, т. I, Техника производства
искусственного холода, Госторгнздат, 1960.
XIII-4. Холодильная техника. Энциклопедический справочник, т. И. Применение холода
в промышленности и на транспорте, Госторгиздат. 1961.
XIII-5. Н. С. Комаров, Холод, Пищепромнздат. 1953.
XII1-6. Каталог холодильного оборудования, ЦИНТИМАШ, 1960.
XIII-7, Н. С, Комаров, Справочник холодильщика, Машгиз. 1962.
Н0РР03ИЯ.
ХИМИЧЕСКИЕ
ИСТОЧНИКИ ТОКА.
ГАЛЬВАНОТЕХНИКА
КОРРОЗИЯ
Коррозионная стойкость важнейших конструкционных материалов
Коррозионную стойкость металлических материалов характеризуют скоростью коррозии
или глубинным показателем коррозии. Скорость коррозии какого-либо металла обычно
определяется по уменьшению массы образца, отнесенному к единице его поверхности ,при
заданной продолжительности испытания, и выражается в г/(ле2-ч). Глубинный показатель
коррозии выражают в линейных единицах, отнесенных к единице времени, и находят, на-
пример, по следующей формуле:
V
где /7 — глубинный показатель коррозии, мм/год\ К — скорость коррозии, г/(м?- ч);
у — плотность металла, г/см3; 8.76 — коэффициент пересчета.
Оценка коррозионной стойкости металлических материалов обычно производится по
пятибалльной или десятибалльной шкале. Приводим использованную в данном разделе де-
сятибалльную шкалу коррозионной стойкости металлов (в соответствии с ГОСТ 5272—50).
Группа стойкости Глубинный показатель коррозии, мм/год Балл стой- кости Группа стойкости Глубинный ' показатель коррозии, мм/год Балл стой- кости
I. Совершенно <0,001 1 IV. Пониженно стой- 0,10—0,50 6
стойкие кие 0,50—1,00 7
П. Весьма стой- 0,001—0,005 2 V. Малостойкие 1,00—5,00 8
кие 0,005—0,01 3 5,00—10,00 9
III. Стойкие 0,01—0,05 4 VI. Нестойкие > 10,00 10
0,05—0,10 5
Для изготовления химического оборудования рекомендуется использовать материалы I
н И групп стойкости. Но в отдельных случаях применяются н материалы III и IV rpynif
стойкости. Тогда приходится сокращать срок службы аппарата и считаться с возможно-
стью загрязнения среды продуктами коррозии металла. Используя табличные данные при
выборе конструкционного материала, необходимо также учитывать, что характер коррозион-
ного разрушения металла и скорость его взаимодействия с агрессивной средой в значи-
тельной мере зависят от таких факторов, как чистота металла, предварительная тер-
мическая обработка, наличие примесей в агрессивной среде, скорость ее перемешивания
и т. д.
В современной химической промышленности наряду с металлическими конструкционны-
ми материалами все белее широкое применение находят и неметаллические, в частности
пластические материалы. Пластические материалы могут вступать в химическое взаимо-
действие с агрессивной средой или набухать в ней. Эти процессы часто сопровождаются
изменением физико-химических и механических свойств пластмасс (электрических свойств,
цвета, веса, формы, механической прочности и т. п.). Оценка химической стойкости пласт-
масс обычно производится го изменению этих свойств. Однако до настоящего времени
единая система оценки не разработана, хотя известен ряд качественных и количественных
805
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
методов. В таблице приняты следующие условные обозначения химической стойкости поли-
мерных материалов: С — стоек; О — ограниченно стоек; Н — нестоек.
В таблицу включены данные о химической стойкости наиболее распространенных ме-
таллических и полимерных конструкционных материалов в некоторых коррозионноактивных
средах, применяемых в химической промышленности. Данные сгруппированы по алфавиту
названий агрессивных сред. В случае, когда не указан растворитель агрессивного веще-
ства, имеется в виду водный раствор. Для каждой среды сначала дается характеристика
коррозионной стойкости металлов и сплавов, а затем неметаллических материалов.
В тех случаях, когда испытания проводились в агрессивной среде, свободной от при-
месей нли содержавшей небольшие количества примесей, не влияющих на скорость корро-
зии материала, концентрация агрессивного вещества условно принималась равной 100%.
Перечень агрессивных сред
Азот
Азотная кислота
Алюминий сернокислый
Алюминий хлористый
Аммиак
Аммоний азотнокислый
Аммоний сернокислый
Аммоний фосфорнокислый
Аммоний фтористый
Аммоний хлористый
Аннлин'
Ацетилен
Ацетон
Барий хлористый
Борная кислота
Бром
Винная кислота
Вода
Водород
Водород бромистый
Водорода перекись
Воздух
Глицерин
Железо азотнокислое
Железо сернокислое закисное
Железо сернокислое окисное
Железо хлорное
Иод
Калн едкое
Калий азотнокислый
Калий сернокислый
Калнй хлористый
Кальций хлористый
Кальция гидроокись
Крем н ефтор истово дородн ая
кислота
Лимонная кислота
Магний сернокислый
Магний хлористый
Марганец хлористый
Медь сернокислая
Медь хлорная
Молочная кислота
Муравьиная кислота
Натр едкий
Натрий азотнокислый
Натрий борнокислый
Натрий кремнекислый
Натрнй сернокислый
Натрий углекислый
Натрий фосфорнокислый
Натрий хлористый
Никель азотнокислый
Никель сернокислый
Никель хлористый
Олеиновая кислота
Пикриновая кислота
Ртуть
Салициловая кислота
Сериая кислота
Сернистая кислота
Сернистый ангидрид
Сероводород
Сероуглерод
Стеариновая кислота
Сурьма треххлорнстая
Углерода двуокись
Уксусная кислота
Уксусный ангидрид
Фенол
Формальдегид
Фосфорная кислота
Фтор
Фтористый водород
Хлор
Хлористый водород
Хромовая кислота
Царская водка
Четыреххлорнстый углерод
Щавелевая кислота
В 1рафе «Примечания» приведены некоторые дополнительные сведения об особенностях
поведения конструкционных материалов в соответствующих средах, о возможности приме-
нения еще недостаточно изученных конструкционных материалов, о технологических свой-
ствах рекомендуемых материалов и т. д. Под нормальной температурой понимается темпе-
ратура 20—25° С.
Принятые сок р'а щ е и и я: Ж- — жидкость; Т. кип. — температура кипения;
Конц. — концентрированный; Нас. — насыщенный; Р-р — раствор: Тв. — твердый; Сусп.—
суспензия.
Более полные сведения можно найти в следующих книгах: 1. А. А. Бабаков, Нер-
жавеющие стали. Свойства и химическая стойкость в различных агрессивных средах, Гос-
химнздат, 1956. —2. В. П. Баранник, Краткий справочник по коррозии (химическая
стойкость материалов). — Госхимиздат, 1953.—3. В. П. Батраков, Коррозия конструк-
ционных материалов в агрессивных средах, Оборонгиз, 1952. — 4. Б. Д о л е ж е л. Коррозия
пластических материалов и резин. Изд. «Химия», 1964. — 5. В. Н. Дятлова, Коррозион-
ная стойкость металлов и сплавов (справочник). Изд. «Машиностроение», 1964,—
6. И. Я- Климов, Коррозия химической аппаратуры и коррозн он постой кие материалы,
Машгиз, 1964. — 7. Коррозия металлов, сборник переводов статей из иностранной литера-
туры под ред, И. Л. Розенфельда, ИЛ, 1955. — 8. Пластмассы и синтетические смолы в
противокоррозионной технике (опыт зарубежного строительства), под ред. Н. А. Мещан-
ского, Госстройнздат, 1964. — 9. Д. О. С л а в н н, Е. Б. Ш т е й м а и. Металлы и сплавы в
химическом машиностроении (справочник). Гостехнздат, 1951. — 10. Г. Л. Шварц и др.,
Таблицы коррозионной стойкости титана и его сплавов в различных агрессивных
средах, НИИХИММАШ, 1961. —11. F. Ritter, Korrosionstabellen metallischer Werkstoffe,
Wien, 1952.
806
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Название,
марка материала
Характеристика среды Продолжитель- ность испыта- ния, ч - Оценка стойкости материала Примечания
состояние концен- трация, вес. % темпера- тура, ъс скорость коррозии, г/(л<2.ч) группа, балл стойкости
Алюминий Газ
Вольфрам »
Медь »
Никель »
Ниобий »
Серебро »
Сталь углероди- »
стая
Тантал »
Титан »
Алюминий р-р 5
» 20—25
40
» 65
» 95
» 15,5
» 67,5
15,5
» 44,4
» 95
Латуни Л62, Л68 » 6-32
Медь » Любая
Монель-металл » 10
НМЖМц
28-2,5-1,5
Никель » 3-10
Ниобий » Конц.
Сталь Ст. 1 '» 50
» Конц.
Сталь 1X13 » 30—66
» 30
» 66
Сталь Х25НА » 6
(ЭИ657) » 30
» . 59
Сталь Х18Н9Т » 30
(1Х18Н9Т. ЭЯ1Т) » 30
66
» 60
Сталь
ОХ23Н28МЗДЗТ
ОЦ943) » Конц.
Стеллит » »
Тантал » 10
Тнтан » 10
10
» 10
» 20
» 30
Азот
> 400 Стоек
< 2300 »
> 300 »
50—100 >»
> 300 Нестоек *
400 Стоек
300
> 200 Нестоек
> 600
Аз отная к 1СЛОТЗ
20 800 1,9 9
20-25 720 1,08 8
25 1440 0.64 8
20 0,40 8
20 ’ 1440 ’ и.ОЭОЗ 2
40 . . . . 0,34 8
40 . . . . 3,94 10
60 . . . . 3,12 10
60 . . • 5,04 10
57 . . . . 0,008 2
15 44 Нестоек
20 >
20 .... 0,11 6
20 < 3,о 8
100 ’ 1610 ’ < 0,1 5
18 Нестоек
18 .... 0,12 6
20 720 0,001 1
Т. кнп. 25 1,30 8
» 24 2,0 8
20-70 690 <0,001 1
70 490 < 0,01 3
Т. кнп. 490 < 1,00 7
20 720 0,006 3
Т. кнп. 95 0,10 6
» 42 0,40 6
Т. кнп. 500 < 0,01 3
20—100 Ст оек
18-85 3240 »
18-20 600 0,004 2
35 100 0,004 2
60 100 0,012 4
100 100 0,023 4
100 100 0,038 5
100 100 0,022 4
Прн нормальной темпера-
туре большинство металлов
и сплавов практически не
взаимодействует с азотом,
но при высоких температу-
рах скорость реакции раз-
личных металлов с азотом
возрастает. Азотирование
применяется для повыше-
ния поверхностной твердо-
сти некоторых металлов
(титана, сталей). Нитриды
бора н кремния отличаются
исключительно высокой кор-
розионной стойкостью в не-
органических кислотах и
хлоре.
Железо, титан, цирконий
н многие сплавы на нх ос-
нове способны пассивиро-
ваться в концентрированной
азотной кислоте, но при
концентрации кислоты >95%
нержавеющие стали иногда
склонны к перепассивации,
при которой разрушается за-
щитная пленка и окисление
сталей ускоряется. Корро-
зионная активность кислоты
возрастает при наличии в
растворе нонов хлора; осо-
бенно важно иметь это в
виду для материалов, пас-
сивирующихся в чистой
азотной кислоте. Алюминий
рекомендуется для концен-
траций кислоты <1% н
>80%. Титан и цирконий
не рекомендуются для ды-
мящей азотной кислоты, в
этом случае возможно об-
разование пирофорных про-
дуктов реакции, чувстви-
тельных к удару, т. е. ре-
акция может протекать со
взрывом. Медь и свинец не-
стойки в растворах азот-
ной кислоты, так как в ре-
зультате нх реакции с кис-
лотой образуются легкорас-
творимые вещества. Для
эксплуатации прн нормаль-
ной температуре рекомен-
дуется аппаратура нз хро-
мистого чугуна. Необходи-
мо учитывать возможность
Происходит азотирование с образованием нитридов.
807
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Название, марка материала Характеристика среды Продолжитель- ность испыта- ния, ч Оценка стойкости материала Примечания
состояние 1 коицен- 1 грация, вес. % темпера- м 3- скорость I коррозии,- г/(м2-ч) группа, балл стойкости
Азотная кислота (продолжение)
Титан р-р » 40 65 100 100 100 240 0,059 0,05 6 6 коррозионного растрескива- ния сталей в растворах
Цирконий 10 35 100 0,0003 1 азотной кислоты при тем-
» - 10 100 100 <0,001 1 пературе 60—80° С, увеличи-
» 29 100 100 <0,001 1 вающегося при наличии в
30 60 100 0,006 2 растворе MgCl2. Железо-
» 40 100 100 0,004 3 кремнистые сплавы с со-
» 69,5 100 100 0,003 3 держанием кремния 14—15%
Чугуи кремнистый » 30—66 20 1080 <0,01 3 отличаются высокой корро-
С15. С17 знойной стойкостью в рас-
Чугун се.рый » 5—67 15-45 Нестоек творах кислоты любой кон-
Ролиамиды » 20 20-60 н центрации.
роли вн нилхлорид » 25 20 с Из неметаллических ма-
» 25 69 . ... о те риалов прн повышенной
» 50 20 . . • - о температуре стойки стек-
95 20 н л о, фарфор, кислотостойкая
Полиметилмет- » 25 20 .... н керамика.
акрилат Политетрафтор- » 25 20-63 с
этилен » 50 20-60 с
» 95 20—60 с
Полнтрифторэти- » 25 20-60 с
лен » 50 20-69 с
» 95 20—60 с
Полиэтилен 25 20 с
» 25 60 с
» 50 20 о
» 95 20 .... н
Алюминий сернокислый
Алюминий р-р 25 20 2630 0,027 5 Имеются сведения об удо-
Латунь » Любая 20 .... Нестоек влетворительной коррозион-*
Монель-металл » 20 < 0,1 4 ной стойкости оборудова-
НМЖМц ния из серого чугуна в
28-2,5-1,5 <0,1 растворах соли при нор-
Никель » 10- нас. 20 4 мальной температуре. Де-
Свинец Любая 20—69 Стоек тали арматуры, насосов,
Сталь 1X13 » 20—75 72 < ю,о 9 мешалок могут нзготавлн-
Сталь Х18Н9Т » 5—нас. 20—65 < о,1 5 ваться из сплавов типа ха-
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) » 10 Т. кип. < 1,о 7 стелоев (ЭП496, ЭИ460,
» Нас. » » < 3,0 8 ЭИ461), свинца и бронзы
Стеллит » » » » Стоек свинцовистой. При нормаль-
Тантал » » » ной температуре стойки ни-
Чугун кремнистый » » » » < 1,0 7 кельхромовые и никель-
Каучук натураль- » 50 70 С хроможелезные сплавы ти-
ный па инконеля, а прн повы-
Полиамиды » 60 .... С шейных температурах — нн-
Поливинилхлорид 50 40 С кельмедные сплавы с со-
Полиметилмет- » Конц. 20 . С держанием медн ^30%. В
акрилат условиях кристаллизации
Политетра фтор- » » 20—60 С под слоем соли возможна
этилен точечная коррозия хроми-
Полихлоропрен 90 .... с стых и хромоникелевых
Полиэтилен » » 69 ..... с сталей. Алюминий в кис-
» 70 о лых н разбавленных рас- творах соли нестоек.
803
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Название, марка материала Характеристика, среды Продолжитель- ность испыта- ния, ч Оценка стойкости материала Примечания
к W о J о я ф а я с id трация, вес. % темпера- тура, ЬС скорость коррозии, г/(ле2 - ч) группа, балл стойкости |
Алюминий хлористый
Алюминий Бронза Бр. А7 р-р Тв. Любая > 99 20 20 Нестоек Стоек * Нержавеющие стали под- вержены точечной корро-
Медь р-р 20 Нестоек зин. Цирконий, титан и
Монель-металл НМЖМц 28-2,5-1,5 » .... 20 0,12 t> сплавы на их основе яв- ляются- наиболее коррози- онностойкимн материалами
Серебро » 30 100 0,021 4 в этой среде, однако стой-
Сталь углеродн- Тв. > 99 20 Стоек ф кость титана снижается
стая р-р - 20 Нестоек при аэрирований раствора
Сталь » 5 35—60 <0,01 8 (при концентрации р-ра
Х20Н28М4Д2 » 5 100 0.07 5 25% и температуре 100° С).
» » 10 25 100 100 1,04 6,90 8 9 В аэрируемых растворах не рекомендуется также прн-
Тантал в Любая 100 Стоек менять монель-металл. В
» 5 0,07 0 водных растворах соль под-
Тнтан » 10 Т. кип. 500 0,002 2 вергается гидролизу с об-
» 25 » » 500 0,003 3 разеванием соляной кисло-
» 40 122 > 0,7 7 ты, поэтому углеродистые
Цирконий в 5 35 150 Стоек стали, латуин. алюминий
в 5 100 150 0,0004 1 подвергаются интенсивной
в 10 35—60 150 Стоек общей и местной коррозии.
в 25 100 150 0,004 2 В горячих концентрирован-
4vryH кремнистый С15, С17 в Любая 20 .... Стоек ных растворах хромонике- левые стали под напряже-
Каучук натураль- ный » 10 70 С ннем подвержены коррози- онному растрескиванию.
Полиамиды » ' 25 ’ 20—60 С Никельхромовые сплавы
Поливинилхлорид в 40 с при повышенных темпера-
Полит етрафтор- этилен в Конц. 60 с турах ие .проявляют склон-
в .... 20—60 с ностн к коррозионному рас- трескиванию. Возможна
Полиэтилен в 50 60 с местная коррозия сталей и
Фенопласты в Конц. 80 А ммм ELK с никелевых сплавов. Из неметаллических ма- териалов рекомендуются диабаз, фарфор, керамика, графит.
Алюминий Газ 20 .... 0,1 3 Высокой коррозионной
» 0,5 ' 300 Стоек стойкостью в газообразном
р-р 20 96 »,8 9 аммиаке и водных раство-
» 5,0 20 06 4,67 10 рах аммиака обладают ни-
в 10 20 96 3,92 10 келевые сплавы типа ха-
» 24 20 384 0,018 5 стелоев (марок ЭП496
Бронза Бр. АЖН 10-4-4 в .... 20 .... 1,67 8 НИМО20, НИМО28. ЭИ460 и ЭИ461). В растворах ам-
Монель-металл НМЖМц 28-2.5-1.5 » • • • • 20 .... 0,06 5 мнака медь и некоторые сплавы на ее основе не- стойки вследствие образо-
Микель в 3,5 20 • • • 0,03 4 вания при реакции легко-
» 10 10 20 100 .... <0,10 10,0 5 10 растворимых аммиакатов. Латуни с содержанием цин-
Ниобий » 13-25 20—100 24 Стоек - ка >8—10% подвержены под
Олово 20 » напряжением коррозионно-
Свинец Газ ~ 300 .... му растрескиванию в аэри-
Серебро Р-р .... 20 .... * рованных водных раство- рах аммиака, а также на
* В безводной соли.
809
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Название, марка материала Характеристика среды Продолжитель- ность испыта- ния, ч Оценка стойкости материала Примечания
и X X я О 5 э D конц ей- | грация, вес. % темпера- тура, °C скорость коррозии, г/(ж2-ч) группа, балл стойкости
Сталь угл еродистая Сталь 1X18 р-р Газ Конц. 24
Сталь Х18Н9Т р-р Любая
(IX18H9T. ЭЯ1Т) Газ • . . .
Сталь XI7H13M2T р-р. Любая
(XI8H12M2T, газ
ЭИ448)
Стеллит р-р 10
Тантал »
Тнтаи »
Газ
»
Цирконий р-р ....
Чугун кремнистый С15, С17 ' » » 25 25
Каучук натураль- 30
Полиамиды Газ ....
р-р 30
Поливинилхлорид Газ Р-Р ’зб ’
Политетрафтор- Газ
этилен Р-Р 30
Полиэтилен Газ . .
Р-Р 30
Фенопласты »
Эпоксидные смолы » 30
Алюминий р-р 8
Койи.
Медь Любая
Никель » 10
» 10
Сталь 1X13 » г>^ 65
» ~65
Сталь 2X13 » ~65
» 65
» 50
Сталь Х18Н9Т » 65
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) » 65
Титан 70
Чугун кремнистый С15 » 65
Каучук натураль- » Конц.
ный
Полиамиды » ....
Поливинилхлорид » 25
» 25
Полиметилмет- » ....
акрилат
Полнтетрафтор- » ....
этилен
Политрнфторэти- . . . .
лен
* Происходит азотирование.
Аммиак (продолжение)
20 .... < 0,1 5
20 720 о.ооз 3
20-100 < о,1 5
100 . . . . < 0,1 5
20 Стоек
100 .... < 0,1 5
20 Стоек
100 . ...
20—т. кип-. <0,1 5
40 <0.13 6
870 16 Нестоек *
21 1970 <0,0001 1
20 <0,1 5
Т. кип. <0,1 5
25 • « • . С
20—60 С
20-60 с
20—50 с
20—60 С
20—60 с
20-60 С
20—60 с
20—60 с
20 о
20 .... о
воздухе при наличии в нем
следов аммиака. При высо-
ких температурах платина
в газообразном аммиакё
склонна к коррозионному
растрескиванию. Коррозион-
ная стойкость платины, зо-
лота, серебра, вольфрама в
растворах аммиака сни-
жается при их аэрирова-
нии. При температурах
>800° С титан, стали и не-
которые другие металлы
азотируются в газообраз-
ном аммиаке, что приводит
к повышению нх твердости
и коррозионной стойкое?*.
При высоких температурах
рекомендуется использовать
нержавеющие хромистые,
хромоникелевые стали и
сплавы на основе никеля.
Никель не взаимодействует
с сухим газообразным и
жидким аммиаком при нор-
мальной температуре.
Из неметаллических ма-
териалов стойки стекло,
фарфор, керамика.
Аммоний азотнокислый
20 .... 0,0008 1 2
80 .... 0,0012 2
29 Нестоек
20 < 0,1 5
100 < 3,0 8
20 1271 0,002 2
125 110 0,15 6
20 1269 0,001 2
125 ПО 1,33 8
Т. кип. < 1,0 7
23 884 0,001 1
125 ПО 0,002 2
70 Стоек
20 .... 0,003 2
25 .... С
20-60 С
40 С
60 О
20—60 .... с
20—6Э .... . . ч . с
20—60 с
Алюминиевые сплавы под-
вержены местной коррозии.
При аэрнрованнн раствора
резко возрастает скорость
коррозии меди. Имеются
сведения о взрывном ха-
рактере взаимодействия мо-
нель-металла с азотнокис-
лым аммонием. Для изго-
товления технологического
оборудования при нормаль-
ной температуре могут ис-
пользоваться углероди-
стые стали, серый и хро-
мистый чугуны. Железо и
стали при температурах
>60° С под напряжением
подвержены сильному кор-
розионному растрескиванию
в концентрированных рас-
творах соли. Путем терми-
ческой обработки сварной
аппаратуры снимают на-
пряжения, возникшие при
сварке, такая обработка
уменьшает склонность ста-
лей к коррозионному рас-
трескиванию.
810
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Название, марка материала Характеристика среды Продолжит ель- 1 ность испыта- ния, ч Оценка стойкости материала Примечания
состояние концен- трация, вес. % темпера- тура, °C скорость коррозии, группа, балл стойкости |
Аммоний азотнокислый (продолжение)
Полихлоропрен Полиэтилен Фенопласты р-р » » 40 Конц. 90 .... 20—60 .... 40 .... Аммоний сер нокисль С С с й Из неметаллических мате- риалов применяются стекло, фарфор, кислотостойкая ке- рамика.
Алюминий р-р 10 20 2300 0,003 3 В водных растворах солн
Бронза Бр. А7 » Нас. 180 '720 ’ 0,07 * 5 алюминиевые сплавы под-
Бронза Бр. » 10 20 0,03 4 вёржены точечной корро-
АМц 9-2 » 10 40 720 0,05 4 знн, иногда даже сквозной-
Бронза Бр. ОФ 6.5-0,25 » 10 20 720 0,27 6 В условиях аэрации рао твора коррозионная стой-
Мель » 10 20 720 0,27 6 кость медн и никеля при
» 10 40 720 0,58 7 температурах >100° С зна-
Никель » 10—нас. 20 < 0,1 5 чительно снижается. При
» 10—нас. 100 < 1,0 7 наличии в растворе окисли-
Олово » .... 20 Нестоек теля латуни склонны к
Свинец » Конц. 50 0,02 5 коррозионному растрескнва-
* » НО 1,18 8 нию под напряжением.
Сталь Х18Н9 (1Х18И9, ЭЯО) » Нас. 20-100 < 0,1 5 Хромистые стали и сталь Х18Н9Т в растворе 45%
Сталь X17HI3M3T (Х18Н12МЗТ. ЭИ432) » .... 60 308 0,02 4 (NH4hSO4+5% H2SO4 при температуре >60° С совер- шенно нестойки. Имеются
Цирконий » Нас. 50 .... < 0,1 5 сведения о высокой корро-
Каучук натураль- ный » Конц. 25 с зионной стойкости никель- медных сплавов типа мо-
Полиамиды » 20-60 с нель-металла в растворах
Поливинилхлорид » 25 40 С соли любой концентрации
Полиметилмет- акрилат » 25 69 о до температуры кипения.
» Конц. 20 С Вследствие гидролиза ,:олн с повышением температуры
Политетра фтор- этилен » Любая 20-60 С усиливается опасность мест- ней коррозии железа и
П о л итр и фторэтн- лен » » 20-60 .... с сталей.
Полихлоропрен » 40 90 с
Полиэтилен » 25 20-60 с
Фенопласты V » Конц. 40 Аммонн фосф ориокис с лый
Алюминий р-р 3 20 0,008 4 Хромистые стали реко-
» 3 60 .... 0,21 7 мендуется применять толь-
» - 10 20 0,07 6 ко в нейтральных раство-
» 10 60 7,86 10 рах соли. Из углеродистых
Монель-металл НМЖМц 28-2,5-1,5 » 20 < 0,1 5 сталей изготовляют обору- дование, работающее на холоду или при нормаль-
Сталь IXI3, 2X13 » . . . . 20 .... Стоек ной температуре, когда лои-
Сталь Х18Н9Т (1XI8H9T, ЭЯ1Т) » .... 20 » центрация соли не превы- шает 50 г/л. Никель стоек
Чугун кремнистый CI5 » 20 .... Нес тоек в условиях нормальной температуры при отсутст-
Каучук натураль- ный » 5 70 С внн в растворе окислителей и без доступа воздуха. При
Поливинилхлорид » Конц. 40 с наличии в растйбре ©кис-
Нолихлоропрен » » 70 с лителёй латуни склонйы «
Фенопласты * При содерж » ан и и » раство 100 ре 2% Н2 SO 4. с коррозионному растрескива- нию.
811
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Характеристика среды •ель- па- Оценка стойкости материала
Название, марка материала X к АО К н • о Примечания
сч О Я tR я Я • О» С ГО О _ 5* tet Л g.Sa ппа л йко
и Я « о S Сц °® >,4 о
о S &0Э Е s ® о jtf 1«*О О
Аммоний фтористый
Бронзы р-р Людая 20 .... Нестоек В водных растворах соль
Магний » 20 . ... Стоек подвержена гидролизу, по-
Медь Любая 20 .... Нестоек этому кремнистые чугуны.
Сталь углероди- стая » » 20 .... » углеродистые стали, алю- миний и его сплавы обла-
Каучук натураль- ный » 10 20 .... .... с дают йнзкой коррозионной стойкостью. Прн аэрирова-
Поливинилхлорид » 20 20 .... С нии раствора коррозионная
Полиэтилен » 23 60 .... С стойкость меди и никеля
Фенопласты » ' 20 60 .... с снижается. Высокая корро- зионная стойкость магния объясняется образованием пассивной пленки из MgFa, обладающей высокими за- щитными свойствами.
Аммоний хлористый
Алюминий р-р 10 20 3000 0,01 Коррозионная стойкость
Латунь Л62 » 5 20 • • • • 0,05 5 меди и серебра зиачнтель-
Никель » 50 20-100 • • • <0,1 5 ио снижается в условиях
Свинец » ю 100 Стоек аэрации раствора. Высокой
Сталь Ст. 25 Нас. 85 360 10,92 10 коррозионной стойкостью
Сталь 1X13, 2X13 » 10-25 Т. кип. S2 <1,0 7 обладают никельмолнбдено-
Нас. » » . . . . <10,0 9 вые и ннкельмолибденоже-
Сталь Х18Н9Т » ~ 75 100 92 0,02 4 лезные сплавы типа хаете-
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) леев (ЭП496, НИМО20,
Сталь X17H13M3T » 28—нас. 100 .... <0,1 5 НИМО285, ЭИ460. ЭИ461).
(Х18Н12МЗТ 150 При нормальной темпера-
ЭИ432) » 10 35—60 0,002 2 туре довольно стойки се-
Сталь » Нас. Т. кнп. 150 0,464 7 рый и кремнистый чугуны.
Х20Н29М2Д4С 150 Алюминий и сплавы на его
Титан 1 100 Стоек основе. хромоникелевые
» 10 100 150 0,0003 1 стали подвержены точеч-
» Нас. Т. кип. 150 Стоек ной коррозии вследствие
Цирконий 1 100 150 0,003 2 гидролиза соли в раство-
» 10 60 150 0,0005 1 рах. В горячих концентри-
Каучук натураль- » Нас. Т. кип. . ... 0,0004 1 рованных растворах аусте-
» Конц. 80 с нитные стали подвержены
ный коррозионному растрески-
Полиамиды » 20-61 с ваиию под напряжением.
Поливинилхлорид » 10 40 с Имеются сведения об ус-
» 10 60 о пешком применении никеля
Полиметилмет- > 23-6) с н сплавов типа монель-ме-
акрилат талла в условиях упарива-
Пол итетрафтор •20—60 с иия растворов соли.
этилен Из неметаллических ма-
Политрифторэтн н 20-60 с териалов стойки стекло, ке-
лен рамика, эбонит.
Полихлоропрен » Конц. 90 с
Полиэтилен » >» 60—80 с
» . » 100 -О
Фенопласты » » 80 .... с
Анилин
Алюминий Ж. 100 20 .... Стоек При получении анилина
Бронзы » 100 20 .... Нестоек путем восстановления нит-
Латуни » 100 20 .... » робензола железной струж-
Медь » 100 20 • • • . » кой коррозия оборудования
812
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Название, марка материала Характеристика среды I Продолжитель- ность испыта- ния, ч Оценка стойкости материала Примечания
состояние концен- трация, вес. % темпера- тура, °C скорость коррозии, г/(ж2.ч) группа, балл стойкости |
Анилин (продолжение)
Сталь Х18Н9Т Ж. 100 20
(IX18H9T, ЭЯ1Т) Тантал » 100 20
Чугун кремнистым » 100 20
С15 Цирконий » 100 20
Каучук натураль- 100 20
ный Полиамиды 100 20
П0л ивин илхлорид » 100 20
Поли метилмет- 100 20
акрилат Полихлоропрен » 100 30
Полиэтилен » loo 20
Эпоксидные смолы 100 20
.... Стоек
м
»
Н
Н
н
- - _ н
о
н
.... н
связана с наличием в рас-
творе соляной кислоты,
СаС12. FeCl2. NaCl, NH4C1.
Пары чистого анилина
очень сильно разрушают
медь. Аустенитные стали
типа X17H13M3T, Х25Н20
стойки в этой среде. В чи-
стом анилине при нормаль-
ной температуре довольно
стойкими материалами яв-
ляются также магний и
некоторые сплавы на его
основе.
Алюминий Газ 20
Латунь Л62 . . . . 20
Медь » .... 20—100
Монель-металл . . . . 20
НМЖМц
28-2,5-1,5
Никель » . . а . <200
Олово . . . . 20
Свинец . а а • 20
Сталь углероди- . а а . 20.
стая
Сталь Х17М2 » а а а . 20
Сталь Х18Н9Т » . а а а 20
(1XI8H9T.
ЭЯ1Т)
Тантал » . ... 20
Тиган » 20
Цирконий » . . . . 20
Поливинилхлорид » . . • а 20
Политетрафтор- . . а . 20—60
этилен
Ацетилен
Стоек
< 0,1 5
Нестоек
<0,1 5
Стоек
. . . . < 0,1 5
.... <0,1 5
.... Стоек
< 0,1 5
<0,1 5
<0,1 5
- . . . < 0,1 5
О
С
При взаимодействии меди
и серебра с ацетиленом
возможно образование со-
ответствующих ацетилидов,
взрывающихся при нагреве
и ударе, поэтому эти ме-
таллы применять не реко-
мендуется. Ниобий интен-
сивно реагирует с ацетиле-
ном прн повышенных тем-
пературах. Имеются сведе-
ния об охрупчивании пла-
тины и никеля в ацетилене
при высоких температурах.
При температуре 480° С
медь в нем загорается.
Ацетон
Алюминий Ж. 100 20 3600 0,0002 | 1 В чистом ацетоне алю-
Магний Медь Мон ель-металл НМЖМц 28-2,5-1,5 100 100 100 20 20 .... Стоек » мнний. стали обладают удовлетворительной корро- зионной стойкостью, но прн наличии в нем влаги ско- рость коррозии увеличи-
Никель » 100 20 .... вается. Ацетон является
Серебро 100 20 . ... хорошим растворителем, по-
Сталь углероди- стая » 100 Т. кип. .... < 0,1 5 этому многие полимерные материалы сильно набуха-
Сталь Х18Н9Т (1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) » 100 20 .... < 0,1 5 ют или даже растворяются в нем.
Сталь X17H13M3T (Х18Н12МЗТ ЭИ432) 100 20 .... < 0,1 5 Из неметаллических мате- риалов рекомендуются ас- бовнпнл ’ стекло. эмали.
Каучук натураль- ный о 100 20 а . . . О фарфор, керамика.
813
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Название, марка материала Характеристика среды Продолжитель- ность испыта- ния, ч Оценка стойкости материала Примечания
состояние концен- трация, вес. % темпера- тура, °C скорость коррозии, г/(м2'Ч) группа, балл стойкости .
Ацетон (продолжение)
Полиамиды Полиметнлмет- акрнлат Полиэтилен Фенопласты Эпоксидные смолы Ж к » » 100 100 100 100 100 20—63 .... 20 .... 20 .... 50 .... 20 .... Барий хло рнстый С н о с н
Алюминий Р-Р 10 20 3600 0,002 2 АлюминиД и сплавы на
Железо » 15и < 0,1 5 его основе подвержены то-
Сталь Х18Н9Т (1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) Любая 20 .... < 0,1 5 чечной коррозии в раство- рах этой соли. Высокой
Сталь » 5 100 • • • • 0,002 2 коррозионной стойкостью
Х20Н29М2ДЗС (Карпентер 20) » 20 100 .... 0,002 2 обладают ннкельмолибде- новые сплавы. Магний не
Титан » 5—20 100 ’150* 150 < 0,07 6 рекомендуется применять в
Пирконнй » » 5 20 100 100 0,001 0,001 2 2 растворах ВаС12 любой кон- центрации. Водные раство-
Каучук натураль ный » Конц. 70 С ры соли имеют кислую ре- акцию вследствие гидроли-
Поливинилхлорид » 30 40 с за. Хлористый барий с хло-
Поли метил мет- акрилат Конц 60 С Ридами щелочных металлов образует легкоплавкие эв-
Полнхлоропрен » » 89 с тектики, применяемые прн
Полиэтилен » 25 60 с термической обработке ста-
Фенопласты » 30 90 с лей.
Борная кислота
Алюминий р-р 5 20 3900 0,001 2 При повышенных темпе-
Монель-.металл НМЖМц 28-2,5-1,5 » Нас. 100 < 0,1 5 ратурах коррозионная стой- кость алюминия в раство- рах кислоты снижается.
Никель » » 20 <0,1 5 Магний применять не ре-
Свинец н . . . . . 20 Стоек комендуется. Сухая борная
Сталь 1X13. 2X13 » 50 — нас. 100 < 0,1 5 кислота при нормальной
Сталь Х18Н9Т (IX18H9T, ЭЯ1Т) » 35 100 690 < 0,1 5 температуре не взаимодей- ствует с металлическими и
Каучук натураль- ный » Конц. 6) С неметаллическими материа- лами. При высоких темпе-
Полиамиды » 10—конц. 60 С ратурах растворяет окнслы
Поливинилхлорид » То же 20-60 С металлов; благодаря этой
П ол ите тр афтор- этилен » » 20—60 С способности безводная кис- лота применяется в каче-
Полнтрнфгорэти- лен » » » 20—60 .... с стве флюса при сварке для очистки поверхности сва-
Полихлоропрен » 10 90 с рнваемого металла от окис-
Полиэтилен Конц. 60 с лов.
Бром
Алюминий 1 Газ 100 20 Стоек * Медь и медноцннков^те
Железо мягкоё 100 20 » сплавы подвергаются интен-
1 р-р 1 20 .... Нестоек сивной коррозии в газооб-
* Прн отсутствии паров воды.
814
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Название, марка материала Характеристика среды Продолжитель- 1 ность испыта- ния, ч Оценка стойкости материала Примечания
s Е Я □ J О -> концен- трация, вес. % темпера- тура, °C скорость коррозии, г/(м2>ч) группа, балл S J э S о
Бром (продолжение)
Золото Газ Р-р 100 <100 20 Стоек * HecTotK
Кобальт » 20 »
Монель-металл Газ iod ’ 20 < 0,01 3
НМЖМц 28-2,5-1,5 Р-Р Любая 20 <0,01 3
Никель Газ 100 20 Стоек
Ниобий Р-Р Нас. 20-100 »
Олово Любая 20 Нестоек
Платина Газ 100 20 Стоек
Р-Р . . . . 20
Свинец Газ 100 20
Сталь углероди- » . • . . 20 0,54 ** 6
стая
Сталь 1X13, 2X13 Газ - - - > 20 Нестоек **
Сталь Х18Н9Т » 100 > 20 »
(1Х18Н9Т. ЭЯ1Т) италь Х17Н13МЗТ » 100 20 W
(Х18Н12МЗТ. ЭИ432)
Тантал » 100 20 . ж . Стоек
Титан Р-Р Ж. Нас. 20-60 . * < 0,07 6
100 30 > 0,77 8
Хастелой В Газ, 100 20 <0,1 5
ж.
Поливинилхлорид Газ 100 20 . • « « О
Ж. 100 20—60 - - . а - Н
Политетрафтор- Газ 100 20-60 С
этилен Ж. 100 20-60 а > . С
Полнтрнфтор- Газ 100 20 о
этилен
Полиэтилен » 100 20-60 н
разном н жидком броме.
Титан бурно взаимодей-
ствует с жидким бромом
как безводным, так н со-
держащим влагу, реакция
часто сопровождается обра-
зованием пирофорных про-
дуктов. В сухом газообраз-
ном броме титан также не-
стоек, но во влажном ско-
рость взаимодействия за-
метно снижается. Во влаж-
ном броме углеродистые
Стали н кремнистый чу-
гун — нестойкие материалы.
Скорость коррозии боль-
шинства металлов во влаж-
ном броме выше, чем в
сухом.
Из неметаллов исполь-
зуются кварц, кислото-
стойкая эмаль, фарфор.
Винная кислота
Алюминий р-р 10 20 4750 ' 0.002 3 Винная кислот* разру-
» Конц. > 100 . • • Нестоек шает пассивную пленку на
Медь » 20 < 0,2 *** 6 кремнистых чугунах, поэто-
» 20 1,67 **** 8 му коррозионная стойкость
Монель-металл НМЖМц 28-2,5-1,5 ’39 ’ 20 0,03 4 их в этой среде при повы- шении температуры резко снижается. Алюмнниево-
Ниобий » 20 20 1968 < 0,001 1 кремннстые н алюминиево-
Сталь 1X13. 2X13 » 10-50 20 < 0,1 5 марганцовистые сплавы по
» 10-50 Т. кип. < 1,0 7 коррозионной стойкости
Сталь Х18Н9Т (1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) » 10-50 20—т. кип. < 0,1 5 близки к алюминию, но нх скорость коррозии увеличи-
Сталь XI7H13M3T (Х18Н12МЗТ, ЭИ432) » 10—нас. 20—т. кип. < 0,1 5 вается при загрязнении кислоты солями тяжелых металлов. Никель н многие
Сталь » 25 100 144 < 0,001**** 1 сплавы на его основе стой-
Х20Н29М2Д2С » 50 100 144 0,052**** 4 ки в растворах кислоты до
* При отсутствии паров воды.
** В присутствии паров воды.
*** В растворе без доступа кислорода
*♦** При аэрировании раствора.
815
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Оценка
Характеристика среды л . стойкости
S Р материала
Название, марка материала ф S X к о 5 g* Е Ef . :п е ga- х § ч X о » ч £ л = ° X « g Е Е f. Примечания t
о КОН тра вес о о
С я х О !£ *4 и»о о
Винная кислота (продолжение)
Титан Р-р 10 100 144 0,002 * 2 температуры кипения. в
» 25 10Э 144 < 0,001 * - I аэрируемых растворах их 5
Цирконий 50 100 144 0,0006 * 2 скорость коррозии возра-
» 8—10 35-60 144 Croei * стает. Тантал рекомендует- j
10 100 144 < o.ooi * 1 ся применять в растворах
» 25 MX) 144 < 0,001 2 кислоты любой концентра-
Чугун кремнистый » 50 100 144 < 0,001 2 цин до температур кипения.
10-50 20—т. кип. <0.1 5 Растворы винной кислоты
С15, С17 » 10—нас. Т. кип. 3—10 9 иногда применяют для тра- :
Каучук натураль- > 60 60 С вленйя деталей из литей- *
ный » 75 20 н ных магниевых сплавов. <
Поливинилхлорид » 10- 20—40 с
» КОНЦ.
Поли мети лмет- 20 20 с
акрилат Политетрафтор- » 10- 20—60 с
этилен в КОНЦ.
Полиэтилен Конц. 20—60 • . . . с
Вода 1 1
Алюминий ж. 20 Стоек ** Коррозионная активность ;
Магний 38 » воды зависит от содержа- •
100 Нестоек * ния растворенных солей, ;
Медь я 20-103 Стоер ** газов, механических приме- j
Газ 700 24 8,9 9 сей и от температуры. На-
Монель-металл Ж. 20 < 0,1 ** 5 пример, скорость коррозии
НМЖМц и 20 < 0,1 *** 5 углеродистой стали в водо- J
28-2,5-1,5 проводной воде, насыщен-
Никель J» 20 Стоек ** иой СО2. достигает ;
Газ 700 0,15 6 8,4 г/(м2 • ч) прн нормальной ‘
Ниобий Ж. 20 Стоеь температуре; при насыще-
Олово Газ > 400 Нестоек ин и воды кислородом ско- <
150 Стое! рость коррозии углероди-
Платина Ж., 100 стых сталей сначала возра- J
пар стает, а затем снижается. J
Сталь углеродн- ж. 18—20 0,04- 4-6 При наличии в воде незна-
стая 0,13 *** чительиых количеств хлор- ' j
Газ 700 24 1,52 8 иона возможна точечная
800 24 9,1 9 коррозия сталей. Коррози-
Сталь 2X13 900 24 30,8 10 онную стойкость магния в j
Ж. 100 <0,1 5 воде и водяном паре мож-
Сталь Х18Н9Т » 100 . . . . <0,1 5 но повысить, обрабатывая । магний фтором или фто-
(1Х18Н9Т. ЭЯ1Т) пар 400—500
Газ Стоек рнстым водородом. При 2
» 700 24 0,1 5 этом образуется защитная J
Тантал 800 24 0,78 7 пленка из MgF2.
Ж. 20 Стоек Для уменьшения корро- 1
Газ 600 Нестоек зин стальной, алюмнние- .
Титан Ж. 100 .... < 0,001 вой. медной аппаратуры в
Цирконий 100 Стоек замкнутых водных системах
Чугун серый 20 • . • 0,3 *** 6 обычно применяются замед- '
Чугун кремнистый » 20 • а . . 0,005 •»* 2 лнтели коррозии (ингнбн-
С15 Каучук натураль- 100 0 торы). Выбор ингибитора ,
ный
• При аэрировании раствора.
** В дистиллированной воде.
*** В водопроводной воде.
«16
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Название, марка материала Характеристика средь/ Продолжитель- 3 2 С и S а* л 5 S В д Оценка стойкости материала Примечания
состояние I 1 к Kv? О S оХ Й Ef - а « q О «но темпера- тура, °C CKUpUCiЬ коррозии, г/(м2-ч) группа, балл стойкости
Вода (продолжение)
Полиамиды
Поливинилхлорид
Полиметнлмет-
акрилат
Политетрафтор-
этилен
Полнхлоропрен
Полиэтилен
Фенопласты
» .... 60
« .... 40
» .... 60
» .... 69
» .... 70
» .... 60
» .... 80
С
С
с
с
с
с
с
определяется характером и
количеством примесей в во-
де. Неправильный выбор
.ингибитора может привести
к усилению местной корро-
зии металла.
Водород
Растворимость.
см3 Hi на
100 г металла
Железо Газ 400 1 В железе, марганце, ме-
» 600 1,8 дн, никеле, хроме, во-
» 800 2,7 дород растворяется в
1000 5,7 атомарном или ионизиро-
1200 8,0 ванном состоянии, а с ти-
Кобальт » 600 1 таном, цирконием, ниобием,
800 2 танталом, лантаном н неко-
» 1 000 3,5 торыми другими элемента-
1 200 5,2 ми образует химические со-
Молибден » 690 1 единения. Растворимость
» 800 2 водорода в металлах пер-
1 000 1,3 вой группы с повышением
» 1 200 0,5 температуры возрастает, а
Никель » 400 5,6 во второй группе падает.
600 7,5 Содержание водорода в
» 800 9,5 металлах н сплавах сии-
* 1 000 11,5 жает нх пластнчиость и
« 1 200 13,5 механическую прочность.
Ниобий » 20 10 400 При нормальной темпера-
> 400 7 680 туре водород оказывает
» 600 1 850 очень небольшое отрнца-
» 800 610 тельное действие иа меха-
Титан » 400 38 400 ническне свойства аустенит-
» 600 32 000 ных сталей.
» 800 14 000 Щелочноземельные метал-
» 1000 6 500 лы энергично взанмодей-
Хром » 400 0,7 ствуют с водородом прн
» 600 0,8 температурах >3'00° С; реак-
» 800 1,0 ция сопровождается боль-
» 1000 2,4 шим выделением тепла.
» 1200 • • • • 4,6 поэтому возможен прогар
аппаратуры. Медь, особен-
817
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Название, марка материала Хара S к CS о CJ о ° концеи- ге трация, *5 вес. % S X W темпера- £ тура, ЪС g Е Продолжитель- ность испыта- ния, ч Растворимость, смз Нг на 100 г металла Примечания
Водород (продолжение)
Цирконий
» .... 400
» .... 690
» .... 800
» .... 1000
24 000
18 400
16 500
7 800
ио литая, при температуре
>400° С подвержена хруп-
кости вследствие взаимо-
действия имеющегося обыч-
но в ней в незначительном
количестве кислорода с
диффундирующим в металл
водородом. При высоких
температурах йодород спо-
собен диффундировать че-
рез палладий, что исполь-
зуется для получения водо-
рода высокой чистоты.
Водород бромистый
Алюминий
Железо
Латунь Л62
Медь
Олово
р-р
»
Любая
»
»
юо
Любая
Серебро
Ха стелой А
Чугун хромистый
Х34
Полиамиды
Поливи нилхлорид
Политетрафтор-
этилен
Полиэтилен
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
5
5
10—20
10—20
20
30-40
30—40
1
2
10—50
50
20
20
20
20
20
20
50-70
100
50
85
100
50
100
20
20
20—60
20
60
60
Коррозионная стойкость
железоуглеродистых спла-
вов в НВг снижается при
увеличении в них содержа-
ния углерода. Серые чугу-
ны менее стойки, чем
железо и ннзкоуглеродй-
Стые стали. При взаимо-
действии с бромистым во-
дородом на поверхностн ста-
ли не образуется пассивной
пленки. Имеются сведения
об удовлетворительной кор-
розионной стойкости в этой
среде тантала и золота.
В сухом газообразном
бромистом водороде при
нормальной температуре
углеродистые и хромонике-
левые стали стойки, но во
влажном они подвергаются
интенсивной коррозии.
* В безводном НВг.
818
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Название, марка материала Характеристика среды Продолжитель- ность испыта- ния, ч Оценка стойкости материала Примечания
а к я о j о концен- трация, вес. % темпера- тура, ЪС 5 s-y _> СП О о/. 0.0/* о сх3? а U ii «SJ группа, балл стойкости
Водорода перекись
Ал ю гл и ний р-р 6 20 2660 < 0,001 2
» 90 20 а . . . 0,002 3
90 50 а а а 0,012 4
Магний » ~ 90 20,50 а а а а Стоек
Медь » . . . . 20 а а а а Нестоек
Монель-металл » . . . . 20 а а а а 0,1-1,0 5-7
НМЖМц
28-2,5-1,5
Никель 20 Стоек
Сталь 1X13. 2X13 » 20 20
» 20 ' 80 а а а а < 1,0 I 7
Сталь Х18Н9Т 90 20 . ... 0,006 1 з
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т)
Сталь X17H13M3T » Любая 20, т. кип. Стоек
(X18HI2M3T,
ЭИ432)
Тантал > 100 • . . . >
Титан » 3-30 20 . а а . <0,07 6
Каучук натураль- » 20 . ... н
ный
Поливинилхлорид » 30 60 с
Полиметнлмет- » 90 20 с
акрилат » 30 50 О
Политетрафтор- » 30 20-60 с
этилен
Фенопласты » 10 50 с
Благородные металлы и
некоторые никельмарганцо-
вистые стали неприменимы
для изготовления аппара-
туры, так как вызывают
каталитическое разложение
перекиси водорода. Присут-
ствие перекиси водорода в
растворах кислот, щелочей
часто повышает их корро-
зионную активность. На-
пример, вольфрам стоек
в растворах щелочей и ук-
сусной кислоте, а прн до-
бавке Н2О2 легко в них
растворяется. Процесс ка-
талитического разложения
перекиси водорода высокой
концентрации под действи-
ем тяжелых металлов (Си,
Fe, Мп, Pt), ферментов,
радиации может протекать
со взрывом.
Воздух
Алюминий Медь Газ » » 100 20 400 ’ 3288 ’ 24 Стоек Коррозионная стойкость металлов н сплавов в ат- мосфере воздуха в значи-
0,51 * 0,86 7
Молибден » > 600 ... а Нестоек тельной мере зависит от
Никель » 20 3288 0.12 * 6 содержания в нем влаги,
» 36 3516 0,05 *» 3 возможности ее конденса-
Ниобий > 230 ... а Нестоек ции, степени загрязненно-
Сталь углероди- » 20 3288 1,32 • 8 сти дымамй и производ-
стая Сталь 1X13, 2X13 » 20 4680 0,1 ** 6 ственными газами. Напри-
» 595 968 Стоек мер, при загрязнении воз-
Сталь Х18Н9Т » 815 968 0,009 3 духа хлором черные метал-
20 3288 0,068 * 5 лы подвержены точечной
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) 860 24 0,18 6 коррозии. Молибден яв-
900 24 2,00 8 ляется одним нз наиболее
Сталь Х17Н13М2Т » 20 3288 0,09 * 5 тугоплавких металлов; низ-
(Х18Н12МЗТ, ЭИ432) » 36 5136 0,023 ** 4 кая жаростойкость его на
* Во влажном воздухе, загрязненном парами НС1«
** Во Влажном воздухе, загрязненном хлором.
819
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Название, марка материала Характеристика среды Продолжитель- ность испыта- ния. Ч Оценка стойкости материала Примечания
39 X X ч э j s вч У х 1 tf - « о > о. «У ь в темпера- тура, °C скорость коррозии, г/(л2.ч) группа, балл стойкости
Титан Цирконий Газ » » . . . .
Алюминий Р-р
Магний Любая
Медь Ж. 100
Мои ель-мета лл НМЖМц 28-2,5-1,5 » 100
Никель » 100
Олово » 100
Сталь 1X13 » 100
Сталь Х18Н9Т (1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) я 100
Каучук натураль- ный » 100
Поливинилхлорид 100
Полиметил- метакрилат » 100
Полиэтилен я 100
Фенопласты я 100
Эпоксидная смола я 100
Воздух (продолжение}
20-85 20 20—49 5136 3288 3984 Сто 0,074 ** Сто ек * 5 ек *
Глицер ИИ
Т. кип. 20 20 20 .... Стос Нес < 0,1 <0,1 к *** тоек 5 5
20 20 20 20 < 0,1 Нес < 0,1 < 0,1 5 тоек 5 5
20 .... с
20—60 20 .... с с
20-60 20—60 20—60 .... с с с
воздухе при высокой тем-
пературе объясняется об-
разованием летучей окиси
МоОз, не защищающей ме-
талл от окисляющей среды.
Хорошо известно коррозион-
ное растрескивание под на-
пряжением латуней во
влажном воздухе при нали-
чии в нем следов аммиака,
хотя в сухом воздухе лату-
ни вполне стойки.
В чистом глицерине боль-
шинство металлов стойко, но
в водных растворах глице-
рина коррозионная стой-
кость алюминия снижается.
Более низкая коррозионная
стойкость металлов в не-
очищенном глицерине объ-
ясняется наличием в нем за-
грязнений. имеющих кис^
лую реакцию.
Железо азотнокислое
Медь
Сталь углероди-
стая
Сталь 1X13, 2X13
Сталь XI8H9T
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т)
Сталь X17HI3MGT
(Х18Н12МЗТ,
ЭИ432)
Полиамиды
П олитетрг фтор-
этилен
Полихлорвинил
Полиэтилен
Т. кип........... Нестоек
20 .... я
20 20 .... < 0,1 < 0,1 ь 5
20 < 0,1 5
20-69 20—63 .... с с
20-60 20—6Э .... с с
Имеются сведения об удо-
влетворительной коррозион-
ной стойкости алюминия в
растворах соли. Необходимо
учитывать склонность соли
к гидролизу.
* Во влажном воздухе, загрязненном хлором.
** Во влажном воздухе, загрязненном парами НС1,
*** В растворе 58% глицерина 4-2% КаСгОч.
820
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Название, марка материала Характеристика среды Продолжитель- ность испыта- ния, ч
состояние концен- трация, вес. % темпера- тура, °C
Оценка стойкости материала Примечания
скорость коррозии, г/(м2.Ч) « ' С5 Ч СЪ«« икс
Железо сернокислое закисное
Алюминий
Магний
Медь
Монель-металл
НМЖМц
28-2,5-1,5
Никель
Сталь углероди-
стая
Сталь 1X13
Сталь Х18Н9Т
(IX18H9T, ЭЯ IT)
Сталь X17H13M3T
(Х18Н12МЗТ,
ЭИ432)
Хастелой С
Чугун кремни-
стый С15
Полиамиды
Поливинилхлорид
Полиметил-
метакрилат
Политетрафтор-
этилен
Политрифтор-
этилен
Полиэтилен
Фенопласты
р-р 10 20 0,08 .6
» 10 100 2,82 9
» Конц. 20 0,09 6
» » 100 12,15 10
Любая 21 Нестоек
10 94 0,1—0,5] 6
» 20 Стоек *
» 20
» 20
» 2 20 < 1,0 ** 7
» Любая 20 <0,1 5
» 21 Стоек
Любая 20
» 20
» 20-бт С
я Конц. 20-6) С
» 10 20 .... С
» 10—конц. 20-60 .... с
ч 10 — коиц. 20—60 с
25 20—60 с
» Конц. 20 .... с
При аэрировании раство-
ра коррозионная стойкость
алюминия, меди, никеля,
свинца, углеродистых ста-
лей снижается. Не рекомен-
дуется применять олово и
серебро. В условиях кри-
сталлизации соли возможна
точечная коррозия нержа-
веющих сталей под слоем
кристаллов.
Из неметаллических мате-
риалов обладают высокой
коррозионной стойкостью
фарфор, керамика, стекло.
Железо сернокислое окисное
Алюминий Золото Р-Р » Любая Нас. 20 Т. кип. Нестоек Стоек Соль гигроскопична, вод- ные растворы имеют кис-
Медь Любая 20 . . а . Нестоек лую реакцию вследствие
Монель-металл НМЖМц 28-2,5-1,5 » » 20 .... Стоек *** гидролиза. Гидролиз умень- шается при подкислении растворов серной кислотой.
Свинец 20 .... Стоек но при этом может увели-
Сталь углероди- стая » 3,95 45-85 .... > 10 10 читься коррозия железа, углеродистых сталей, чугу-
Сталь 1X13, 2X13 » 5 —нас. 20 . ... < 0,1 5 на и цветных металлов.
20 Т. кип. < 1,0 7 При наличии в растворах
Сталь Х18Н9Т (1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) Любая 20 < 0,1 5 соли галогенид-ионов ско- рость коррозии большинства
Сталь Х17Н13М2Т (X18HI2M2T, ЭИ448) 10—нас. 20 • ’ * ’ <0,1 5 металлов резко увеличивает- ся. При любых температу- рах и концентрациях соли
* Испытания проводились без доступа воздуха,
** При содержании в растворе до 10% H2SO4.
'** При отсутствии в растворе свободной H2SO4.
821
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Название, марка материала Характеристика среды Продолжитель- нисть испыта- ния, ч Оценка стойкости материала Примечания
состояние концен- трация, вес. о/0 1 тура, °C скорость коррозии, г/(лс2.ч) группа, балл S □ О -)
Железо сернокислое окисное (продолжение)
Стеллит р-р 10 Т. кип. Стоек стойки тантал, золото и
Хастелой С » Любая 40 » платина.
Чугун кремнистый С15 » 20 < 0,1 5
Полиамиды » 20—60 . . . . с
Поливинилхлорид Конц. 20—60 .... с
Политетрафтор- » 20—60 .... с
этилен Политрнфтор- » 20-60 .... с
этилен Полиэтилен » 25 20—60 .... с
Фенопласты » Конц. 20 .... с
Железо хлорное
Алюминий р-р 20 20 2,9 9 Алюминий и нержавею-
Магнйй » Любая 20 Нестоек щие стали в растворах со-
Медь » 20 . ... » ли подвержены точечной
М он ель-м ет а л л НМЖМц 28-2,5-1,5 » » 20 » коррозии. Золото, олово и молибден ие рекомендуется применять в растворах со-
Никель » 5 20 .... » ли. Высокий коррозионной
Свинец » Любая 20 .... > 10 10 стойкостью в данной среде
Серебро » » 20 Нестоек обладают никель молибдене-
Сталь углероди- стая » » 20 .... вые и никельмолибденоже- лезные сплавы. Водные рас-
Сталь 1X13, Х17 » 30 20 > ю 10 творы соли имеют сильно-
Сталь Х18Н9Т » 10 20 .... 0,44 » 2,3 * 6 кислую реакцию вследствие
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) » 20 20 .... 8 гидролиза. Необходимо учи-
Сталь Х17Н13М2Т (Х18Н12М2Т, ЭИ448) 30—50 20 144 3 8 тывать также высокую окислительную способность иона Fe3+. Неравномерная
Сталь » 10 35 < ю 9 аэрация растворов соли уве-
Х20Н29М2ДЗС » 10 100 144 > ю 10 личивает коррозию метал-
Стеллит » 1-10 20 Стоек лов, поэтому в перерывах
Тантал » 5—30 18 — Т. КНП. между периодами эксплуа- тации аппаратура и арма-
Титан » 5 35-100 0,01 3 тура должны быть целиком
» 10 60—100 * • • • 0,01 3 заполнены раствором или
» 10 Т. кип. . . . » 0,07 6 полностью освобождены от
» 40 90 1200 0,001 1 него и тщательно высуше-
Хастелой С » Любая 20 Стоек ны.
Цирконий » 5 35-60 < 0,1 5 Высокой коррозионной
» 5 100 < 1,0 7 стойкостью в растворах со-
» 10 61 < 0,3 6 ли обладают стекло, фар-
» 10 100 > з 8 фор, кислотостойкая кера-
» 40 90 1200 < 0,001 1 мика.
Каучук натураль- » 50 65 с
ный
Полиамиды » 20 С
Поливинилхлорид » Конц. 20-60 С
Политетрафтор- 20-60 С
этилен
Политрифтор- » » 20—60 с
этилен
Полиэтилен » 10- конц. 20-60 .... с
Фенопл кты » Конц. 60 с
Наблюдается коррозионное .растрескивание под напряжением*
822
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Характеристика среды л . Ф ь Оценка стойкости материала
Название, марка материала ф S3 я к о о К К Ф S 64 Ef EJ S Я и О О.Ф мне темпера- тура, fec Продолжи! ность испы НИЯ, ч скорость коррозии, г/(лс*-ч) группа, балл стойкости Примечания
Иод
Алюминий Тв. 100 20 Стоек * Иод — наименее активны^
Пар 175 120 15,3 * 10 из галогенов, но с некого*
Золото Тв. 100 20 Стоек * рыми металлами энергично
р-р> ~ 0,03 20 • • Нестоек ** взаимодействует уже при
пар комнатной температуре. Ти-
Латунь Л62 р-р ~0,03 20 • • • • » тан с заметной скоростью
Мель » — 0,03 20 • • t а » взаимодействует с парамй
Монель-металл Тв. 100 20 Стоек * иода при температур^
НМЖМц 150° С.
28-2,5-1,5 Во влажном иоде скорость
Никель Пар . . . 20 . . . . Нестоек окисления серебра, золота.
Р-Р — 0,03 20 Нестоек ** меди, платины н монель-ме-
Свине и Пар . . * . 72 200 Стоек талла значительно выше.
Сталь углероди- » 20 Стоек * чем в безводном. Спирто-
стая р-р — 0,03 20 • • а Нестоек вые растворы иода окисли-
Стзль XIV Пар 20 « • • « < 0,1 * 5 ют золото и платину. Имё-
Р-р ~ 0,03 20 > 10 10 ются сведения о высокой
Сталь Х18Н9Т Пар 20 < 0,1 * 5 химической стойкости мд-
'Ш8Н9Т, ЭЯ1Т) р-р » • « . 20 . . . . > 10 10 либдена в парах иода до
"таль X17H13M3T » . . . . 20 > 10 10 температуры красного ка-
(Х18Н12МЗТ, Ленин.
ЭИ 432)
Тантал » 20 Стоек
Газ 300 Стоек *
» 600
Каучук натураль- р-р 20 а . . . н
ный
Поливинилхлорид » 10 20 с **
Пол и мети л- » 20 н
метакрилат
Полиэтилен » « . . . 20 о
Фенопласты » 20 .... н
Кали едкое
Алюминий р-р 0,06 20 58 3,27 10 Углеродистые стали реко
» 6 20 Нестоек мёНдуются для концентра-
Бронза Бр. аЖ9-4 » 20 20 0,017 4 ЦЙЙ Шел очи ие выше 30%,
» 20 100 0,25 6 в этбм случае на сталях
Кобальт » 20 Стоек образуется плотная, хороша
Магний » <30 Т. кип. < 0,1 5 сцеплениая с металлом
М едь - » 50 35 0,012 4 окисная пленка, защищаю-
Монель-металл » < 50 Т. кип. < 0,1 5 щая его от воздействия
НМЖМц » 50—70 » » < 1,0 7 среды. С дальнейшим уве-
28-2,3-1,5 личением концентрации ще-
Никель » Любая < 0,1 5 лочи или при повышении
ж. 100 500 < 0,1 5 температуры раствора за-
Ниобий р-р 10—50 20 24 < 0,001 1 щитиая пленка разрушает-
» 10 100 24 0,002 2 ся. В концентрированных
» 25 100 24 0,207 6 растворах щелочей углеро-
я 50 100 24 0,203 6 дистые стали подвержены
Олово » Любая 20 Нестоек коррозионному растрескива-
Сталь углероди- я < 30 Т. кип. < 1.0 7 нию. Скорость коррозии
стая кремнистых чугунов при
Сталь 1X13 » 20 20—т.кип. < 0,1 5 повышенных температурах
» 50 20-Т.КШ1. < 1,0 7 возрастает, так как пассив-
ж. 100 •360 . • . . > ю 10 ная пленка двуокиси крем-
ния растворяется в щело-
чах. Свинец разрушается в
* При отсутствии воды.
** В спиртовом растворе.
825
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ конструкционных материалов
Продолжение 11
Оценка
Характеристика среды стойкости
Ч rt Ф Е- материала
Название, марка материала 0) S S к о % • ‘ВИИ -нэп яО Очо Ф С сГ з с А ф Ч S О „ з» ч д о Ь - Д s ф m у" о о - ОчСИ^ К « а Е а С Ч ,32 Примечания Ц
о S СХ Фч о >г- ° сиЛ °
ьг ь4 ш ь ь' С к к S 27s- ф
Кали едкое (продолжение)
Сталь XI8H9T р-р 20 20 —т. .... < 0,1 5 концентрированных раство- J
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) 50 КИП. < 0,1 рах щелочей с образоваии-
20 5 ем хорошо растворимого в <
» 50 Т. кип. < 1,0 7 воде плюмбита калия. Ни- j
ж. 100 400 > ю 10 кель и иикеяьмолибденовые Л|
Стеллит р-р Конц. > 100 Стоек сплавы типа ЭП496 (ЭИ460, я
Тантал к 6-10 100 ...» » ЭИ461) обладают высокой J
Титаи » 40 110 Нестоек коррозионной стойкостью в J
» 10 Т. кип. 0,007 4 растворах и расплавах ще- ~ fa
Цирконий » 10-40 20—100 Стоек лочи. Ниобий в растворах
Чугун КД1 » > 40 20 щелочи при повышенных
Чугун кремни- » 10-50 20. < 0,1 5 температурах склоней к ох- п
стый С15 рупчиваиию. Вольфрам сто-
Чугун щелоче- » 20—50 20—50 0.1 5 ек в растворах КОН, во л|
стойкий СЧЩ-1 » 50 100 1-3 8 окисляется с большой ско- ’я
ж. 100 400 1,0 7 ростью в присутствии в рас- Я
Чугун щелоче- р-р 20 20 0,1 5 творе окислителей (иапри-
стойкий СЧЩ-2 50 50- 1.0 7 мер, Н2О2 или О2).
Каучук натураль- 50 100 1-3 8 Присутствие в растворах ДЯ
50 50 С и расплаве щелочи серии- 'Д
ный стых соединений увеличи- Л
Полиамиды » 20 60 с вает скорость коррозии се- >J|
Поливинилхлорид » 50 40 с ребра, никеля и сплавов на Ч
Полиметилмет- Конц. 20 н его основе. При темпера- *-я
акрилат турах выше 600° С расплав- ,;3
Политетрафтор- » 20-60 с леииая щелочь сильно раз-
этилен рушает платину, присут- £1
Полиэтилен » 20, 50 20—60 с ствие кислорода увеличива-
Фенопласты м 10 20 .... н ет коррозию.
Калий азотнокислый
Алюминий р-р . . - . 100 - _ . . Стоек В иеаэрируемых раство-
Железо ж. 550 а а а а рах при нормальной темпе- J
Золото » .... 550 .... натуре сравнительно стойки
Магний р-р . . . . 20 . ... Нестоек медь, медноиикелевые спла-
Никель » 10 20-100 <0,1 5 вы и оловянистые бронзы.
Платина 20 Стоек Вольфрам разрушается в „’Л
ж. а а а 550 Нестоек расплавленной соли со зиа- ‘.ди
Свинец р-р 10 8 0,08 5 чительиой скоростью. vYjj
Серебро ж. а а - 550 .... Нестоек При температурах >350° С
Сталь углероди- р-р Нас. 115 з 9 соль частично разлагается
стая с выделением кислорода.
Сталь 1X13 » 25—50 20 < 0,1 5 Смеси соли с органически- ~>д
25—50 Т. кип. < 10 9 ми веществами легко вое- ЗЯ
ж. 550 . . • . > ю 10 пламеняются. Смесь 55% • «Ш
Сталь XI8H9T р-р 5; 50 20- < 0,1 5 KNOa+45% NaNOa, плавя- -ЗЯ
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) Та КИП. щаяся при температуре
Сталь ОХ18Н9Т » 5; 50 20- < 0,1 5 225° С, используется в про- 7j|
Т. кип. мышлеииости в качестве ЧИ
ж. . . . а 550 . . • . < 0,1 5 теплоносителя. 49
Каучук натураль- ный Полиамиды р-р 20 20 с
» . а а а 20 с
Поливинилхлорид » Коиц. 20-40 с
Полиметилмет- » 20-69 с ТЯ
акрилат Политетрафтор- » » 20-60 с
этилен
Полиэтилен » 40 с
824
КОРРОЗИОННАЯ стойкость ВАЖНЕЙШИХ конструкционных материалов
Продолжение
Характеристика среды Оценка стойкости материала
Название, марка материала состояние концен- трация, вес. % темпера- тура, °C Продолжит иость иены НИЯ, ч л S о Оа о 2d О коррозии, г/(ж2-ч) группа, балл стойкости Примечания
Калий сернокислый
Алюминий М о н е л ь-м ет а л л р-р » 20 20 < 0,1 < 1,0 6 7
НМЖМц 28-2,3-1,0
Никель » . . • . 20 • - . . < 0,1 5
Олово . . . > 60 . • . . Нестоек *
Платина ж. 100 > 500 Нестоек
Свинец р-р 0,25-8 8 . . . . 0,003 2
Серебро 100 500 Нестоек
Сталь углероди- 13,8 85 120 0,07 5
стаи Нас.
Сталь IXI3 20 . . . . Стоек
10 20 720 0,002 2
у 10 Т. кип. 72 0.95 8
Сталь XI8H9T Любая 20- Стоек
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) т. кип.
Титан Нас. 20—60 < 0,07 6
Каучук натураль- Конц. 70 .... с
ный Полиамиды » 20 с
Поливинилхлорид 20—40 с
Полиметилмет- » 30 20—6'1 с
акрилат
Политетрафтор- Конц. 20-60 с
этилен
Полиэтилен » 60 20—60 с
Фенопласты » 10 20 с
Калий хлористый
Магний и оловяиистые
бронзы обладают низкой
коррозионной стойкостью в
растворах соли. Платина
'при температурах выше
500° С корродирует с боль-
шой скоростью, если в рас-
плаве содержатся окисли-
тели.
Палладий в тех же усло-
виях’ корродирует со зна-
чительно большей скоро-
стью.
В восстановительной сре-
де скорость коррозии бла-
городных металлов в рас-
плаве соли уменьшается.
Желсзо-армко ж. 100
Латуни Л62, Л80, р-р . . . •
Л 90
Медь X 2,5
ж. 109
Никель 7,0
» Нас.
100
Платина 100
р-р
Свинец » *0,25 —
Серебро 1,5
ж. 100 ’
Сталь 1X13, 2X13 р-р Нас.
Счаль Х18Н9Т » ....
(1Х18Н9Т, ЭЯ IT)
Сталь X17H13M3T »
(Х18Н12МЗТ, ЭИ432)
Тантал Нас.
Титан М 36
Ж. 100
890—900 20 4
80 4
850—900 2
20
100 . _ _ .
800 4
850-900
> 100 . . . .
8,0
20
800
20
Т. кип. . . а .
20 ....
20- т. кип. ....
100
111 . ...
600 ....
3-4,5 | 8
Стоек
0,22 ** 6
6,5 9
0,004 2
< 0,1 5
0,8 7
Стоек
Нестоек ***
0,02 I 4
Стоек
Нестоек
< 1.0
> 10
< 0,1
7
10
5
< 0,1 5
Стоек
< 0,07 | 6
Стоек
Сплавы иа основе алю-
миния и магния в раство-
рах соли неприменимы, так
как подвержены сильной
точечной коррозии. Хромо-
никелевые стали стойки при
температурах, близких к
температуре кнпеиия, ио
имеются сведения о мест-
ной коррозии их при по-
вышенных температурах.
Никельмолибденовые и
никельмолибдеиожелезные
сплавы обладают удовле-
творительной коррозионной
стойкостью в этой среде,
При повышении концентра-
ции соли скорость коррозии
углеродистых сталей обыч-
но возрастает до опреде-
ленного предела, затем в
концентрированных раство-
рах она может уменьшить-
ся.
* В кислых растворах.
** Без контакта с воздухом.
В растворе KC1 + KNO3.
825
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Названи е, марка материала Характеристика среды Продолжитель- ность испыта- ния, ч Оценка стойкости материала Примечания
состояние- концен- трация, вес. % а О си § cL ф >> скорость коррозии, г/(м2.ч) группа, балл стойкости
Калий хлористый {продолжение )
Каучук натураль- р-р 20 70 с
ный Полиамиды » Конц. 20 с
Поливинилхлорид » » 20-40 с
Полиметилмет- » 60 с
акрилат Политетрафтор- » » 60 с
этилен Полиэтилен » » 60 с
Фенеп ласты » 60 с
Кальций хлористый
Алюминий р-р 25 20 7900 0,002 3 Алюминий, магний и ]
Медь » 23 100 240 0,112 6 сплавы на их основе под- |
Монель-металл » 10 20 < 0,1 5 вержены сильной точечной .1
НМЖМц » 55 112 2016 0,27 6 коррозии. При повышенной -1
28-2,3-1,5 » 62 310 3504 0,22 6 температуре точечная кор- <1
Сталь углерода- » 40 НО 4056 0,47 7 розня характерна для боль- 1
стая » 62 310 3504 1,72 8 шмнства нержавеющих ста- J
Сталь 1X13, 2X13 » 20 < ю 9 лей. Добавка к растворам J
Сталь Х18Н9Т » 20 < 1,0 7 соли 1% Na2CO3 уменьшает 1
(1XI8H9T, ЭЯ1Т) Нас. точечную коррозию иержа- J
Сталь Х17Н13М2Т » 100 .... < 1,0 7 веющих сталей. Отмечаются >1
(Х18Н12М2Т. случаи сквозной коррозии 4
ЭИ 448) Ста ;ь я 10 .35 < 0,001 1 титана и циркония. Свинец я нестоек в этой среде. 1
Х20Н29М2ДЗС » 10 100 0,003 2
» 25 100 0,003 2
Стеллит » 10 20 .... Стоек
Тантал 62 154 1464
Титан 28 Т. кип.
» 55 112 2016 -j
» 70-80 150—200 < 0,07 * 6
Цирконий » 62 155 3500 0,002 * 2
» 73 175 4500 1,27* 8
Чугун кремнистый .... 100 < 1,0 * 7
Каучук натуриль- » Коиц. 70 с
ный Поливинилхлорид » » 60 с
Полиметилмет- » » 60 с
акрилат Политетрафтор- » 60 с
этилен
Полиэтилен » » 60 с
Фенопласты » 70 .... с
Кальция гидроокись
Алюминий р-р Нас. 20 .... 0,025 5 В растворах любой кои-
Магний Сусп. 20 Нестоек цеитрации при высоких Я
Р-р Нас. 20- .... Стоек температурах рекомендуют- Я
т. кип. ся никельхромовые и ни- т
Медь » » Т. кип. < 1,0 7 кельмолибдеиовые сплавы, -Я
Монель-металл » » » < 0,1 5 а также стали типа Д
НМЖМц ОХ23Н28МЗДЗТ. Аэрировав 1
28-2,5-1,5 Никель 20- < 0,1 5 ние растворов и повышение _jj
т. кип.
* В аэрированном растворе.
«26
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Название, марка материала Характеристика среды Продолжитель- ность испыта- ния, ч Оценка стойкости материала Примечания
состояние к о а к о hi трация, вес. % темпера- тура, °C скцристь коррозии, г/(м2.ц) группа, балл стойкости
Кальция гидроокись (продолжение)
Свинец р-р 0,25 20 0,2 6
Серебро Нас. Т. кип. . ... < 0,1 5
Сталь углероди- » Любая 20 .... < 1,0 7
стая
Сталь 1X13 » Нас. 20 — т. кип. .... < 0,1 5
Сталь Х18Н9Т, (1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) » 20 — т. кип. .... < 0,1 5
Сталь X17H13M3T (Х18Н12МЗТ. » .... 20- т. кип. .... < 0,1 5
ЭИ432)
Чугун серый .... 20-25 «... < 0,1 5
Чугун кремнистый » Нас. Т. кип. .... <-0,1 5
их температуры, а также
присутствие иоиа хлора
увеличивают скорость кор-
розии железа и мягкой
стали.
Кремнефтористоводородная кислота
Алюминий Р-Р Любая 20 .... Нестоек При температуре 20—50° С
Железо » » 20 .... кислота в парах диссоции-
Латунь » 6,5 40 .... <0,1 5 рует на HF и SiF, и ме-
Сталь 1X13 Пар 100 «... > ю 10 таллы подвергаются воздей-
Сталь Х18Н9Т » . ... 100 .... < 1,0 7 ствию фтористого водорода.
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) В концентрированных рас-
Сталь X17H13M3T » . . . . 100 • • < 1,0 7 творах кислоты при нор-
(Х18Н12МЗТ, мальной температуре низ-
ЭИ432) кая коррозионная стойкость
Титан р^р 15 70 .... Нестоек * циркония объясняется при-
Каучук натураль- » 40 70 С сутствием в растворе ионов
ный фтора. Некоторые соли
Поливинилхлорид 30 69 С кремневой кислоты исполь-
Полихлоропрен » 10 40 С зуются как ингибиторы
Полиэтилен » 30 60 С коррозии никеля и его
Фенопласты » 50 20 .... С сплавов в растворах хлор- новатистой атриевой соли.
Лимонная кислота
Алюминий р-р 1—10 20 .... < 0,01 3 При аэрировании раство-
Бронза Бр. КМц 3-1 » 5 20 .... 0,04 3 ра кислоты скорость корро-
Железо-армко » 5 20 720 0,16 6 зии меди увеличивается.
Медь » 50 20 0,57»» 7 Стойкость титана, циркония
» Наг. 20 .... 0,01 3 и стали ОХ23Н28МЗДЗТ
Никель » 5 20 .... < 0,1 5 (ЭИ943) при аэрировании
Свинец » Любая 20 .... Нестоек практически не изменяется.
Серебро » 5 100 • • • 0,04 5 Безоловянистые бронзы об-
Сталь 1X13 » 25 20 720 0,53 8 ладают лучшей коррозион-
» 25 Т. кнп. 720 Нестоек ной стойкостью, чем оловя-
10 » » > 10 10 ннстые. При повышенных
Сталь Х18Н9Т » 1-50 20 .... < 0,1 5 температурах высокой кор-»
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) » 50 Т. кип. .... < 10 9 розиониой стойкостью об л а-
» Нас. » » .... < 1,0 7 дают также монель-металл
Сталь Х17Н13МЗТ » » » » • • • < 3,0 8 НМЖМц 28-2,5-1,5, никель-
(Х18Н12МЗТ, молибденовые сплавы типа
ЭИ432) ЭИ460 и ЭИ461. Серебро
Сталь » 5 35 144 <0,001** 1 устойчиво при высоких тем-
Х24Н28МЗДЗТ » 5 100 144 <0,001» 1 пературах в растворах кис- лоты любой концентрации.
* Образцы полностью разрушаются.
** При вэрироваиии раствора.
827
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Название, марка материала Характеристика среды X ч CJ S * ч с г С С иость испыта- ния, ч Оценка стойкости материала Примечания
и S S л о 5 концен- трация, вес. % темпера- тура, °C Л 1 о а о коррозии, г!(м2. ч) S g ё с © Он rt Н О
Лимонная кислота (продолжение)
Сталь р-р 50 35 144 0,0012 * ** 2 Серебрение или плакировка
Х23Н28МЗДЗТ ж 50 100 144 0,002 2 серебром применяются для
» 99,5 35 144 0,0025 * 2 защиты стального оборудо-
ж 99,5 100 144 0,0057 * 3 ваиия от коррозии. Одиако
Стеллит » 10 Т. кип. Стоек даже небольшое нарушение
Тантал » 20 Ж сплошности покрытия МО-
Тита и » 5 35 144 0,0005 1 жет вызвать интенсивную
» 5 100 144 <0,001 1 коррозию основного метал-
» 50 100 144 < 0,001 1 ла. В растворах кислоты
» 99,5 100 144 <0,001 1 любой концентрации при
Цирконий ж 5 35 144 <0,001 1 высоких температурах стой-
5 100 144 <0,001 1 ки медиоиикелевые сплавы
50 loo 144 <0,001 1 с содержанием никеля 20—
ж 99,5 loo 144 <0,001 1 30%. стали Х23Н28МЗДЗТ,
Чугуи кремнистый » 5; 25-50 20 <0,1 5 Х20Н28М4Д, платина, аоло-
С15 ж Нас. Т. кип. <10 9 ТО.
Каучук иатураль- Конц. 20 С Из неметаллических мате-
ный риалов рекомендуются стек-
Полиамиды ж ж 20-69 С ло. фарфор, керамика.
Поливинилхлорид ж ж 40 С
Полиметил- ж . « 20—63 С
метакрилат Политетрафтор- ж .... 20-60 С
этилен
Полиэтилен ж Конц. 20-60 с
Фенопласты » ж 60 с
Магний сернокислый
Алюминий р-р 10 20 4000 0,0002 I Оловяиистые бронзы при
ж 10 Т. кип. 2400 0,5 8 нормальной температуре до-
Бронза Бр. А7 Железо-армко ж 5 20 а а а а Стоек статочио стойки в раство-
ж 5 20 720 0,04 4 рах соли. Повышение тем-
Никель ж . а а а <100 ... а Стоек пературы и аэрирование
Свинец ж Любая 20 • . . . ж растворов способствуют уве-
Сталь углероди- ж 5 20 0,049 5 личеиию скорости коррозии
стая бронз.
Сталь 1X13, 2X13 ж 10 20 < ю 9
Сталь Х18Н9Т » 10 20 < 0,1 5
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) Сталь X17H13M3T » 10 20 < 0,1 5
(Х18Н12МЗТ, ЭИ432) 6
Титан » Нас. 20-60 .... <0,06
Каучук натураль- ж 41 60 с
ный Полиамиды ж . . . . 20 с
Поливинилхлорид ж Конц. 60 с
Пол и метил- ж 20 с
метакрилат Пол нт етрафтор- ж Конц. 20-69 . . . . с
этилен Полиэтилен ж .... 60 .... с
Магний хлористый
Алюминий р-р 63 20 .... 0,003*” 3 Образующаяся в резуль-
Монель-металл ж 1 20 а а а • 0,1 5 тате гидролиза соли соля-
НМЖМц 28-2,5-1,5 иая кислота очень сильно
* При аэрировании раствора.
** Наблюдается сильная точечная коррозия.
828
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Назваии е, марка материала Характеристика среда Продолжитель- ность испыта- ния, ч Оценка стойкости материала Примечания
состояние концен- трация, вес. % темпера- тура, ЬС скорость коррозии, г/(ж2*ч) группа, балл СТОЙКОСТИ|
Магний хлористый (продолжение)
Никель р-р ~0,6
Платина » . • •
» . .
Серебро » Любая
Сталь Ст. 25 » Нас.
Сталь 1X13, 2X13 10—30
» Нас.
Сталь XI8H9T 10—39
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) Нас.
Сталь X17H13M3T » 10-30
(Х18Н12МЗТ, ЭИ432)
Титан 5-20
м 5-20
м 42
Цирконий » 5
20
Каучук натураль- » 50
ный
Поливинилхлорид ЛО
» 10
Полиметнл- » 40
метакрилат
Политетрафтор- » Конц.
этилен
Полиэтилен » 50
Фенопласты Коиц.
20 . . . . 0,15 1 6
> 100 .... Стоек
> 100 . ... Нестоек *
20 Стоек
85 360 0,14 6
20 .... < ю 9
85 360 0,047 5
20 о,1 5
85 360 0,009 3
20 .... < 0,1 5
100 150 0,004 3
Т. кнп. 150 0,013 4
132 60— т. кип. 2328 150 Стоек »
100 150 0,001 1
70 с
40 с
60 О
40 с
60 .... с
70 с
100 с
разрушает алюминий и
сплавы иа его основе; хотя
уменьшение веса образцов
невелико, но вследствие
значительной точечной кор-
розии применять эти спла-
вы не рекомендуется. По
этой же причине сильно
разрушаются в растворах
соли углеродистые стали.
Раствор соли концентра-
ции 42% часто используется
как ускоритель коррозии ау-
стенитных сталей под на-
пряжением при определении
их склонности к коррозион-
ному растрескиванию. За-
грязнение раствора продук-
тами коррозии увеличивает
коррозию сталей.
Марганец хлористый
Сталь 1X13. 2X13 р-р 10—50 100 .... > ю 10 Свинец не рекомендуется
Сталь Х18Н9Т (1Х18Н9Т, ЭЯ1Т' » 10—50 100 .... < о,1 5 применять в растворах со- ли. Имеются сведения о вы-
Сталь X17H13M3T (Х18Н12МЗТ. ЭИ432) » 50 100 144 < 0,1 5 сокой коррозионной стойко- сти в этой среде иикельмо- либдеиовых сплавов. Ни-
Сталь 5 100 0,003 2 кель, никельмедные. ни-
Х20Н29М2ДЗС » 20 60 144 0,001 2 кельхроможелезиые сплавы
Титан » 5 ' 20 35—100 35-100 150 150 Стоек * стойки в растворах соли при нормальной температу-
» 5,20 100 .... 0.07 6 ре.
Цирконий 5,20 35-100 .... <0,001» 2 Соль очень гигроскопич-
Чугун кремнистый С15 » 10—50 100 .... Стоек на, расплывается на воз- духе; водные растворы соли
Политетрафтор- этилен » Любая 60 С вследствие гидролиза имеют кислую реакцию, поэтому
Фенопласты Коиц. 60 с магний, алюминий и их сплавы подвержены точеч- ной коррозии.
Медь сернокислая
Алюминий р-р Любая 20 Нестоек Углеродистые стали обла-
Латунь » » 20 Стоек дают низкой коррозионной
Медь » 20 < 0,1 | 5 стойкостью, так как железо
Никель » .... 20 Нестоек вытесняет медь из раство-
Свинец » . 20 Стоек ра, Сведения о поведении в
Серебро * .... 20 » этой среде меди, никеля и
* При аэрировании раствора.
829
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
П родолжение
Характеристика среды 5 и Оценка стойкости материала
Название, марка материала и S э э S а ь с трация, вес. % темпера- тура, °C Продолжи! ность йены НИЯ. ч икирис!ь коррозии, г/(л2-ч) группа, балл стойкости | Примечания
Медь сернокислая (продолжение)
Сталь углероди- р-р Любая 20 .... Нестоек моиель-металла очень про-
стая тиворечивы. При отсутствии
Сталь 1X13 » Нас. 100 • . а . < 1,0 7 в растворе хлоридов удо-
5—нас. 20 а • а . < 0,1 5 влетворительной коррозион-
Сталь Х18Н9Т » 50 100 . а а . < 0,1 5 ной -стойкостью обладает
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) свинец. Растворы соли лю-
Сталь X17H13M3T » 5-10 100 а а • . < 0,1 5 бой концентрации ие дей-
(Х18Н12МЗТ. ствуют и а благородные ме*
ЭИ432) таллы до температуры ки-
Стеллит » 5—10 100 . а а • Стоек пения растворов. Добавка
Хастелой С » Любая 20 • а • . соли к растворам чистой
Каучук натураль- » Конц. 80 .... С серной кислоты может
ный уменьшить коррозию ста-
Полиамиды 20 С лей.
Поливинилхлорид » 10 40 с
10 60 .... • • • • о
Политетр а фтор- » Любая 60 • а а . а • а . с
этилен
Политрифтор- » » 60 6
этилен
Полиэтилен » Коиц. 60 с
Фенопласты 1 » » 100 с
Медь хлорная
Алюминий р-р .... 20 Нестоек В -водных растворах соль
Магний » • а . « 20 частично гидролизуется с
Медь » ... а 20 » выделением НС1. поэтому
Монель-металл » .... 20 . ... » многие металлы обладают
НМЖМц низкой коррозионной стой-
28-2,5-1,5 костью в растворах соли.
Никель » .... 20 а а а . » Неравномерная аэрация спо-
Серебро » • а а . 20 » собствует снижению корро-
Сталь углероди- » 20 • а • • » зионной стойкости боль-
стая шннства металлов. Для
Сталь 1X13, 2X13 » 20 уменьшения коррозии обо*
Сталь Х18Н9Т » 10 Т. кип. . • • . >10 10 рудоваиия между периода-
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) мн эксплуатации аппараты
Сталь » 10 35 144 >10 10 и арматура должны быть
Х20Н29М2ДЗТС заполнены раствором без
Сталь » 5 35 150 0,681* 7 доступа воздуха либо пол-
Х23Н28МЗДЗТ » 5 60 150 >10* 10 ностью освобождены от
» 10-20 35 150 >10* 10 раствора и тщательно вы-
» 1—20 20—т. кип. 1200 >10 10 сушены. При нагреве на
Гитан » 5 35—100 150 <0,001* I воздухе соль переходит в
» 10—20 35-100 150 <0,001* 1 хлорокись с выделением
» 40 Т.кип. <0,07 6 свободного хлора.
Цирконий 5 35-100 150 0,6С2 2
» 10 35-100 130 <0,001 1
Чугун кремни- » 20 18 227 0,8 6
стый С15 » 20 105 80,5 >10 10
Каучук натураль- » 40 63 с
иый
Полиамиды » 20-60 с
Поливинилхлорид » Конц. 40 с
Политетрафтор- » 60 с
этилен
Полиэтилен » 60 с
ФсиЭпласты 70 с
* При аэрировании раствора.
820
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Характеристика среды л । Ч <Я " а S к ¥ о Ч S3 Оценка стойкости материала
Название, марка материала ф S X к о )нцеи- )ация, ?с. % 5мпера- гра, °C tOptfCTb )ррОЗИИ, (м2-Ч) >уппа, 1ЛЛ •ойкости Примечания
¥ Ь СО С ж s и ¥ CJ и О Ф
Молочная кислота
Прооолжение
Алюминий р-р » 0,5 80 20 20 2100 3200 0,006 0,005 1
Магний » 20 Нестоек
Медь » 1 20 а • • . 0,06 5
» 1 65 • • • • 0,30 6
Монель-металл " » 5 20 а а а . 0,026 4
НМЖМц а
28-2,5 1,5
Никель » 0,5 20 • а а • < 0,1 5
10 20-100 . а а • < 1,0 7
Олово » I 20 0,07 5
Свинец » 20 Нестоек
Сталь 1X13, 2X13 » 10 Т. кип. 72 > ю 10
» 10 20 600 0,40 6
Сталь Х18Н9Т » 1.5 20 — < 0,1 5
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) т. кип.
» Коиц. 20 < 0,1 5
» 10 Т. кип. . . а . < 1,0 7
» Конц. В » . ... < 3,0 8
Сталь X17H13M3T » 1.5- 20 < 0,1 5
(Х18Н12МЗТ, КОНЦ.
ЭИ 432) » 10 Т.кип. а а а . < 0,1 5
» Коиц. » » 12 10
Сталь к 10 35 > 144 < 0,001 * 1
Х23Н28МЗДЗТ » • 10 100 144 0,003® 2
» 25 100 144 0,009 * 3
» 50 100 144 0,004 * 2
» 85 100 144 0.027 * 4
» 10 Т. кип. 144 0,233 6
» 25 » » 144 0,210 6
» 50 » » 144 0,293 6
» 85 » м 144 0,305 6
Стеллит » Конц. » м < 0.1 5
Тантал * 85 20 Стоек
Титан » 10 35 144 0,001 • 2
» 10 100 144 0,024 * 4
» 25 35 144 < 0,001 * 1
» 25 100 144 0,026* 5
» 50 35 144 < 0,001 • 1
» 50 100 144 0,027 * 5
» 85 100 144 0,005 * 3
» 10 Т. кип. 144 0.007 4
» 25 » » 144 0,015 4
» . 50 » » 144 0,010 4
» 85 » » 144 0,005 3
Цирконий » 10 35-100 144 < 0,001 * 1
» 25 35-100 144 < 0,001 * 1
» 50 35-100 144 < 0,001 * 1
» 85 35—100 144 < 0,001 * 1
» 10 Т. кип. 144 < 0,001 1
» 25 » » 144 < 0,001 1
» 50 м м 144 0,002 2
» 85 » » 144 0,002 2
Каучук натураль » 30 20 С
ный
Полиамиды N 20 н
Поливинилхлорид » 10 40 с
» 90 40 .... н
* При аэрнроваиии раствора.
При аэрировании раство-
ров кислоты коррозионная
стойкость многих металлов
снижается, например, ско-
рость коррозии меди воз-
растает в 3—4 раза. В рас-
творах кислоты при нор-
мальной температуре мо-
гут применяться безоло-
вянистые бронзы Бр. А7,
Бр. АЖ 9-4, Бр. АЖН 10-4-4.
титан и сплавы на основе
никеля (типа хастелоев
ЭП496, ЭИ460. ЭИ461).
Для защиты меди н ее
сплавов от коррозии в кис-
лоте рекомендуется луже-
ние и серебрение деталей.
Железокремнистые сплавы
с содержанием кремния
14—15% стойки в раство-
рах кислоты любой концен-
трации при повышенных
температурах. При нор-
мальной температуре в рас-
творах кислоты вполне стой-
ки медноникелевые сплавы
(30% Ni), но при высоких
температурах скорость кор-
розии их значительно уве-
личивается.
Никельмедные сплавы
стойки в растворах кисло-
ты любой концентрации.
При аэрировании растворов
скорость коррозии этих
сплавов увеличивается
вдвое, а повышение щелоч-
ности растворов способ-
ствует снижению ско-
рости коррозии. Серый и
никелевый чугуны в рас-
творах кислоты при повы-
шенных температурах раз-
рушаются со значительной
скоростью. Выбирать ма-
териал для аппаратуры, в
которой получают кислоту,
необходимо с учетом при-
сутствия в растворе ве-
ществ, способных усиливать
коррозию. Например, в слу-
чае получения кислоты пу-
тем брожения в растворе
присутствуют угольная ки-
слота, соли кальция и дру-
гие вещества.
831
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Характеристика среды "S rt Ф t- Оценка стойкости материала
Название, марка материала Ф S X я о j о оицеи- рация, ес. % rt О do о К rt S О, Ф >> с 2 я е Я у ч S О . » - B.S S -> Pi * э ° сч э оЛ и о<г руппа, алл S э X г о Примечания
х н m С к s -> «м t— чО
Молочная кислота (продолжение)
П ол им ети л м ет- р-р 20
акрилат » 20
Политетрафтор- » 10—90
этилен Подихлоропрен » 30
Полиэтилен » 90
Фенопласты » Конц.
20 с
80 о
20-6Э с
30 с
60 с
20 с
Из неметаллических ма-
териалов применяются стек-
ло. эмаль, керамика.
Муравьиная кислота
Алюминий р-р 10 20 < 0,3 7
» 40 20 . . а . 0,04 5
Вольфрам Газ 650 а а . . Стое к
Медь Р-Р Коиц. 20 0,29 6
20 1,17 * 8
Молибден » ’16 ’ 20 Стоек
Мои е ль-м еталл » 30 20 < 0,1 5
НМЖМц 30 60 0,6 7
28-2,5-1,5
Никель » 10 20 < 0,1 5
» 10 20 ’ 1009 ’ < 1,0 7
» 20 100 1000 < 3,0 8
Сталь 1X13, 2X13 » 10—50 20 .... < 0,1 5
» 10-50 Т. кип. . . . . > 10 10
Сталь Х18Н9Т » 50-100 20 . ... < 0.1 5
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) » 50 Т. ккп. > ю 10
~ 100 » > 1,0 8
Сталь Х17Н13МЗТ » 50-100 20 < 0,1 5
(Х18Н12МЗТ, » 50—100 Т. кип. < 1,0 7
ЭИ432)
Сталь » 10 35 144 0,003s** 2
Х23Н28МЗДЗТ 10 100 144 0,013** 4
* 25 35 144 0,003** 2
» 25 100 144 0,101** 5
» 50 35 144 0,004** 2
» 50 100 144 0,390 6
» 90 35 144 0,003 2
» 90 100 144 0,867 7
» 10 Т. кип. 0,157 6
25 » 0,157 6
» 50 » 0,047 4
» 90 » . . . . 0,028 4
Тантал » Конц. > 100 .... Стоек
Титан » 10 35—100 144 < 0,002»» 2
» 10 Т. кнп. . . . • 0,001 1
25 35—109 144 0,001** 2
» 25 Т. кип. . . . . 1,200 8
» 50 35—100 144 0,001** 2
50 Т. кип. .... 3,27 9
» 90 35—100 144 0,001** 2
90 Т. кип. . . . . 1,45 8
Хастелой А » 10—30 18—25 72 <0,1 5
» 10 50—100 72 < 0,5 6
U 50 25—100 72 < 0,5 6
» 80 50, 100 . 72 < 1,0 7
Муравьиная кислота яв-
ляется восстановителем, по-
этому иа хромистых ста-
лях, кремнистых чугунах
ие образуется пассивной
плеики и при повышенных
температурах эти сплавы
нестойки. Титаи стоек в
кислоте любой концентра-
ции при температуре до
60° С. В кипящей кислоте
концентраций >25% он ре-
агирует с большой скоро-
стью. При температурах
>60° С и концентрации кис-
лоты 25—50% на коррозион-
ную стойкость титана влия-
ют многие факторы (ни-
чтожные примеси, сплош-
ность пассивной пленки).
При более высоких темпе-
ратурах пассивная пленка
разрушается и скорость
коррозии титана возраста-
ет. Свинец стоек в раство-
рах кислоты, ио нестоек в
щелочных растворах ее со-
лей. Платина и серебро
стойки в растворах кис-
лоты без доступа кисло-
рода. Имеются сведения о
коррозионном растрескива*
иии хромистых сталей в
разбавленных растворах
кислоты. Для изготовления
деталей арматуры приме-
няются безоловянистые
броизы Бр. А7, Бр. АЖ 9-4,
Бр. АЖН 10-4-4. Высокой
коррозионной стойкостью
обла'дают хромоникельмо*
либденовые и кобальтовые
сплавы типа стеллитов.
При нормальной темпера-
туре в растворах кислоты
удовлетворительной корро-
* При продувке раствора кислородом.
** При аэрировании раствора.
832
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Название, марка материала Характеристика среды Продолжатель- 1 ность испыта- ния, ч Оценка стойкости материала
состояние К К О X - S « О О СХО Ь Ш темпера- тура, °C F- скорость коррозии, гЦм2-ч) групп-а, балл стойкости
Примечания
Муравьиная кислота (продолжение}
Цирконий р-р 10 35, 100 144 < 0,001 * 1 зионной стойкостью облада-
» 10 Т. кип. 144 < 0.001 1 ют медиоиикелевые сплавы
» 25 35, 63 144 < 0.001 * 1 (30% Ni) и никельхроможе-
» 25 Т. кип. 144 0.001 2 лезные сплавы типа инко-
» 50 35, 100 144 < 0,001 * 1 неля. При повышении тем-
» » 50 90 Т. кии. 35, 100 144 144 0.002 0,031 * 2 1 пературы и аэрировании раствора скорость коррозии
» 90 Т. кип. 0,004 2 этих сплавов значительно
Каучук натураль- » 20 20 с возрастает.
ный В замкнутом сосуде при
Полиамиды » 100 20 н высоких температурах
Поливинилхлорид ж. 20 с ( 160° С) кислота разла-
Полиметнлмет- » 160 40 н гается с выделением СО2 и
р-р 53 80 с О2, В присутствии палла-
акрилат дия, являющегося катали-
Полихлоропрен ж. 100 20 с затором этот процесс мо-
Полиэтилен р-р 90 63 с жет протекать при иор-
Фенопласты » 20 20 с мальиой температуре, по- этому палладий применять не рекомендуется.
Натр едкий
Алюминий р-р Любая 20 Нестоек При концентрации рас-
Бронза Бр. АЖН » 33 23 < 0.1 5 творов до 30% на углероди-
10-4-4 стых сталях образуется
Кобальт » 33 20 Стоек прочная плотная пленка
Латунь » 20 предохраняющая металл от
Магний » < 3 1 100 2889 » коррозии: в растворах боль-
Медь » — 4 20 0,06 5 шей концентрации н при
Молибден » Любая 20-100 Стое к повышенных температурах
Моне ль-м е та л л » » Т кип. < 0,1 5 эта пленка растворяется и
НМЖМц 28-2,5-1,5 Никель ж. 283 2880 < 1,0 0,001 7 скорость коррозии этих сталей резко возрастает.
Р-р 4 20 2 Углеродистые стали при вы-
» 20 20 < 0,1 5 соких температурах склон-
Ниобий ж. р-р 100 • 5 500 21 744 ' < 0,1 < 0,001 5 1 ны к коррозионному рас- трескиванию в концентри-
Свинец » 5 100 120 0,005 2 рованных растворах щело-
» 20 20 2,50 8 чей. Пассивная пленка из
Серебро » 10 20 Стоек SiO2. образующаяся на
Сталь углероди- » < 30 <100 » кремнистых чугунах и а воз-
стая 0,014 духе, разрушается в рас-
Сталь 1X13 » 12 100 48 3 творах щелочи, особенно
» ~ 35 100 143 0,25 6 при повышенных темпера-
Сталь Х18Н9Т » 20 20 < 0,1 5 турах. Коррозионному рас-
» 5-10 20 406 0,04 4 трескиванию в щелочных
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) » ~9Э 280 7-8 0,86 7 растворах подвержены ла-
Сталь X17H13M3T » 20 Т. кнп. < 0,1 5 туни. Вольфрам стоек в
(Х18Н12МЗТ, ж. 320 < 1,0 7 растворах щелочи, но ско-
ЭИ432) рость коррозии резко воз-
Стеллит р-р 10—конц. Т. кип. Стоек растает при аэрировании
Тантал » 5 20—100 » раствора или введении в
» 40 20—100 * • . • Нестоек него окислителей, например
Титан » 10 Т. кип. 0,01 4 Н2О2. Свинец рекомендует-
40 80 406 ' < 0,07 6 ся применять в растворах
5—10 20 < 0,001 1 щелочи концентрации не
73 130 4800 0,08 6 выше 30% Никель и неко- торые его сплавы обладают
* При аэрировании раствора.
27 Зак. 134
«33
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Характеристика среды л • « С2 р Оценка стойкости материала
Название, марка материала 1 )нцеи- )ация, ес. % ^мпepa- гра, "С 5 с ж о ч S с> з* ч £ S,t> 5 юрость )ррозии, (ж2-Ч) к: g 8 с О Примечания
& t- и Сея о ы Г-чО О
Натр едкий (продолжение)
Цирконий Чугуи кремнистый С15 Каучук натураль- ный Полихлорвинил Полиметилмет-. акрилат Политетрафтор- этилен Полихлоропреи Полиэтилен Фенопласты Эпоксидные смолы р-р » » » ж, » » » » р-р » » 5—10 50 73 20 50 " 40—конц. 50 Любая Конц. 50—конц. 5 50 20 30-60 130 Т. кип. 318 70 50 40 60 90 60 20 20 406 4968 4800 < 0,01 <0,01 <0,05 < ю > 10 3 3 4 9 10 С С с с с с н о высокой коррозионной стой- костью в растворах и рас- плавах едкого натра любой концентрации при высоких температурах. Однако при одновременном воздействии высоких температур (300— 500° С), давления и кон- центрации среды никель может подвергаться меж- кристаллитной коррозии. Менее склонен к такому виду разрушения никель с низким содержанием угле- . рода; наличие серы в рас- плаве ие допускается. Загрязнение раствора со- лями-окислителями увеличи- вает склонность нержавею- щих сталей к коррозион- : иому растрескиванию.
Натрий азотнокислый
Алюминий Медь Монель металл НМЖМц 28-2,5-1,5 Серебро Сталь углероди- стая Сталь 1X13, 2X13 Сталь XISH^T (1Х18Н9Т. ЭЯ1Т) Сталь X17H13M3T (Х18Н12МЗТ. ЭИ432) Тантал Каучук иатураль ный Полиамиды Поливинилхлорид Полиметилмет- акрилат Политетрафтор- этилен Полихлоропреи Полиэтилен Фенопласты р-р ж. р-р ж. р-р ж. » » >» р-р » » » » » я » » 5 100 100 100 ’ 100* 100 100 100 39 10 Конц. к Конц. » 25 Конц. » 20 550 20 559 550 Т. кип. 550 5.50 500 500 40 2Э 40 69 69 69 80 40 60 70 0.009 Стс < 0,1 Нес Стг < ОД > 10 < 0,1 < 0,1 С-< 4 ек 5 гоек >ек 5 10 5 5 )2К С С С С С С С с с с В растворах соли стойки цирконий, ниобий, золото. С расплавленной солью цирконий взаимодействует с образованием окисла. При -* нормальной температуре в . растворах соли стоек крем- немолнбде новый чугуи. Уг- леродистые стали под на- пряжением склонны к кор- розионному растрескиванию . в этой среде. При на- личии в растворе MgCla склонности сталей к рас- трескиванию увеличивается, а при добавлении NaNO2 и КоСгОл — уменьшается Низкотемпературный от- жиг. снимающий остаточ- . ные напряжения эффектив- но уменьшает склонность сталей к этому виду кор- розионного разрушения.
Натрий борнокислый
Алюминий Сталь 1X13, 2X13 Сталь Х18Н9Т (1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) р-р ж. я 5 100 100 20 900 900 .... < 0,01 < 0,1 < 0,1 3 5 5 Для изготовлени я дета - лей работающих в рас- плавленной соли, рекомен- дуется иикельхроможелез- , ный сплав. Окислы метал-
«3
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Характеристика среды £> . ч А О Оценка стойкости материала
Название, марка материала состояние концен- трация, вес. % темпера- тура, ЪС Продолжи! ИОСТЬ испы НИЯ, ч скорость коррозии, г/(м2’Ч) группа, балл стойкости Примечания
Натрий борнокислый (продолжение)
Сталь X17H13M3T Ж. 100 900 < 0,1 5 лов взаимодействуют с 6v-
(Х18Н12МЗТ, ЭИ432) Тантал » 100 900 Стоек рой, благодаря этому ёе применяют при пайке и сварке для очистки иоверх-
Полиамиды р-р 20—60 С мости металла от окалины.
Поливинилхлорид я 20—69 С
Полиметилмет- » 20-60 С
акрилат 20-60
Политетрафтор- я . . • • с
этилен
Полиэтилен И ' 20-60 .... с
Алюминий р-р 10 Натри 21) креми екислый Стоек * ** При выборе материалов
Сталь Х18Н9Т я 10 20 нес^ следует учитывать склон-
я .... 20 < 0,1 5 ность соли к гидролизу.
НХ18Н9Т. ЭЯ1Т) Сталь X17H13M3T » 20 < 0,1 5 Добавка соли к растворам иногда применяется как
(Х18Н12М2Т, ЭИ 4 48) Титан я 20—63 <0,07 6 ингибитор коррозии.
Каучук натураль- я 20-6 С
ный
Поливинилхлорид я 6» с
Политетрафтор- я 60 с
этилен
Полиэтилен я 60 с
Алюминий р-р 10 Натр 20 ий сери 3500 окислый 0,003 4 Алюминий стоек'в раство-
Бронза Бр. АЖ 9-4 я 10 20 .... 0,001 1 рах соли концентрации до
Мель я 3 100 249 0.012 4 10% при температуре не
Монель-металл я 10 20 < 0,1 5 выше 80е С. При высоких
НМЖМц 28-2,5-1,5 Никель я 20 < 0,1 5 температурах в растворах соли стойки иикельхромо- ж слезные сплавы типа ин-
Сталь Ст. 20 » - 10 20 720 0,04 4 конеля. при нормальной
Сталь 1X13, 2X13 я 20—нас. Т. кип. 72 0,007 3 температуре — медноннкеле-
Сталь Х18Н9Т я Нас. 20- < 0,1 5 выс сплавы. Аэрирование,
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) Сталь X17H13M3T я я т. кип. 20- < 0,1 5 повышение кислотности и температуры раствора спо-
(XI8H12M3T, ЭИ432) Титан я * Нас. т. кип. 20-60 < 0.07 6 собствуют увеличению ско- рости коррозии этих спла- вов. В расплавах соли
Чутуч кремнистый ж. 100 900 Нестоек платина и серебро в при-
р-р 100 <0,1 5 сутствии окислителей обла-
С1о Каучук натураль « Конц. 70 С дают низкой коррозионной стойкостью.
НЫЙ Полиамиды я 20 С Из неметаллических ма- териалов рекомендуются
Поливинилхлорид » 1.) 40 с стекло эмали, резина, эбо-
Полиметилмет- » Конц. 60 с нит. фаолнт.
я ... 60 с
акрил it П о л ит етр афтор-
я .... 20-60 с
этилен
Полиэтилен р-р 25 60 .... с
* В нейтральном растворе.
** В щелочном растворе.
835
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Названа е, марка материала Характеристика среды Продолжитель- ность испыта- ния, ч
и S X X □ D концен- трация, вес. % темпера- тура,
Оценка стойкости материала
скорость коррозии, 2/(ж2-ч) группа, балл S □ S □
Примечания
Алюминий
Латунь Л68
Магний
Монель-металл
НМЖМц
28-2,5-1,5
Никель
Серебро
Сталь Ст. 3
Сталь 1X13
Сталь Х18Н9Т
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т)
Сталь X17H13M3T
(Х18Н12МЗТ,
ЭИ432)
Тантал
Титан
Чугун серый
Чугун кремнистый
CI5
Поливинилхлорид
Полиметилмет-
акрилат
Политетрафтор-
этилен
Полихлоропрен
Полиэтилен
Натрий углекислый
Р-Р 0,5 20 24 1,78 8 Железо интенсивно раз-
» 20 20 24 0,002 * 2 рушается в расплавленной
40 20 24 0,079 * 6 соли при контакте с кисло-
» 10 20 .... < 0,1 5 родом, в атмосфере азота
» 20 Стоек скорость коррозии снижает-*
» 20 <0,1 5 ся' в 10 раз. В расплавлен-
иой соли не рекомендуется
ж. 900 Стоек применять золото, платииу,
р-р 1—20 20—100 <0,1 5 ниобий и тантал.
» 20 Стоек Имеются сведения об ох-
» Нас. 104 0.06 5 рупчивании ниобия в 20%
22 80 162 < 0.01 3 растворе Na2CO3 при 100° С.
10 — нас. Т. кип. < 0,1 5 Растворы соли имеют силь-
5 —нас. < 0.1 5 нощелочиую реакцию, по-
этому алюминий может
* Нас. » » < 0,1 5 применяться только в очень
ж. 100 900 > 10 10 разбавленных растворах.
Углеродистые стали, ол.о-
р-р 20 Стоек вянистые бронзы вполне
» 20 Т. кип. < 0,07 6 стойки в растворах соли
Нас. 104 0,497 6 при нормальной темпер ату-
22 80 138 0,034 4 ре, ио скорость их корро-
зии может значительно уве-
20-60 с личиться, когда в раство-
20-60 с ре присутствует свободная
СО2.
. . , . . 20-50 с Концентрированные раст-
воры при кипении разруша-
» 20 с ют стекло.
60 с
Натрий фосфорнокислый
Алюминий р-р 1-10 20—98 Нестоек
Бронза Бр. А7 20 < 0.1 5
Медь 20 .... < 0,1 5
Монель-металл НМЖМц 28-2,5-1,5 » 8 18 .... <0,02 4
Никель » 8 18 < 0,02 4
Сталь Х18Н9Т (1Х18Н9Т, ЭЯ)Т) 20 <0,1 5
Титаи » Нас. 20 ... а < 0,07 6
Чугун кремнистый » Любая Т. кип. .... Стоек
Чугун хромонике- левый 20 .... < 0,1 5
Каучук натураль- ный Конц. 60 с
* При добавлении в раствор 0,93% Ка251Оз.
Я36
Алюмииий и его сплавы
в водных растворах соли
могут подвергаться значи-
тельной коррозии под дей-
ствием NaOH. образующе-
гося при гидролизе соли.
При нормальной темпера-
туре оловянистые бронзы
стойки в растворах соли,
ио скорость их коррозии
увеличивается при аэриро-
вании растворов и повы-
шении температуры.
Небольшие добавки соли
к воде, используемой в
замкнутых циклах, могут
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Название, марка материала Характеристика среды Продолжитель- 1 ность испыта- ния, ч Оценка стойкости материала Примечания
состояние концен- трация, вес. % темпера- тура, скиристь коррозии, г/(мг-ч) группа, балл £ О £ X О _>
Натрий фосфорнокислый (продолжение)
Полиамиды р-р Конц. 60 .... с уменьшить коррозию угле-
Поливинилхлорид » 40 с родистых сталей. Добавки
Полиметилмет- . . . . . 20 с соли используются также
акрилат 69 для уменьшения коррозии
Политетрафтор- и с никеля и сплавов на его
этилен Полихлоропрен Конц. 90 с основе в растворах хлорно- ватистокислого натрия.
Полиэтилен 25 60 с
» Конц. ы с
Фенопласты » » 100 .... с
Натрий хлористый
Алюминий р-р 10 20—98 0,07 * 6 В растворах хлористого
МмГпий » 3 20 0,02 5 натрия алюминиевые сила-
Медь 10 40 250 0,16 6 вы, а при повышенных тем-
ж. 100 800-850 4 > 10 10 пературах и нержавеющие
Монель-металл р-р Нас. 75 1752 2,25 8 стали подвержены сильной
НМЖМц точечной коррозии. Хотя аб-
28-2,5-1,5 солютные потери массы об-
Никель » 10 20 < 0,1 5 разцов при этом и невели-
ж. 100 800-900 4 1,0—3,5 8 ки, ио пораженные корро*
Ниобий р-р Нас. 20-100 24 <0,1 5 зней детали могут выходить
Сталь Ст. 3 20 2592 0,068 5 из строя.
10 40 250 0,36 6 Для изготовления деталей
Сталь 1X13, 2X13 ж. 100 850 624 > 10 10 насосов, клапанов, армату-
р-р- 10 20 192 0,018 3 ры рекомендуются никель-
» Нас. 20 <1,0 7 молибденовые сплавы. Кор-
Сталь Х18Н9Т » » 100 > 10 10 розиоииая стойкость магния
» 10 20 907 0,001 1 резко снижается при на-
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) 3 —нас. 20—100 <0,1 5 личин в растворе солей же-
Сталь » Нас. 35 150 0,037** 3 леза и никеля даже в не-
Х23Н28МЗДЗТ » » loo 150 0.017®» 3 больших количествах.
Тнтан » 20 —нас. Т. кип. 3000 Стоек Для изготовления деталей
» Нас. 35 150 < 0,001*“ 1 оборудования применяются
» 100 150 0,003»* 3 также бронзы, превосходя-
Цирконий » » » 111 100 ’ 1752 ’ 0,07 0,36 6 6 щие медь по коррозионной стойкости. Серебро стойко
» 3 — нас. 35 150 Стоек ’* в растворах без доступа
Чугун кремнистый Нас. 100 150 0,001»* 1 воздуха, а с расплавом со-
» 10 20 1123 0,007 3 ли реагирует с большой
С15 » Нас. 100 о,1 5 скоростью. Благородные ме-
Чугун хромистый Х28 » . 10—20 20 883 0,1 5 таллы стойки в расплавах чистой соли, ио в присут-
Каучук натураль- » 20 69 .... С ствии окислителей, напри-
ный Полиамиды Поливинилхлорид Пол и м етилм ет- » » » 25 25 25 89 50 60 С с с мер Fe2(SO4)3. Fe(NO3)s, коррозия их увеличивается. При повышении щелочности раствора и в отсутствие
акрилат Политетрафтор- » Любая 60 с кислорода точечная корро- зия нержавеющих сталей
этилен Полихлоропрен » 25 90 с уменьшается. В насыщен- ном растворе никелевый чу-
Полиэтилен » 25 60 с гун значительно превосхо-
Фенопласты » 25 100 .... с днт серый чугун по корро- зионной стойкости.
образования сквозных отверстий.
Наблюдается сильная местная коррозия, иногда до
При аэрировании раствора.
837
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Характеристика среды ’ель- :та- Оценка стойкости материала
Название, марка материала состояние s ts Ф Е а Й - s rt ф О а ь со темпера- тура, ъс Продолжи! ность испы НИЯ, ч скорость коррозии, гЦмЪ-ч) группа, балл S О id S э Примечания
Никель азотнокислый
Алюминий р-р 23 Стоек
Железо 20 Нестоек
Сталь Х18Н9Т 5—10 20 < 0,1 5
(1Х18Н9Т. ЭЯ1Т)
Сталь X17H13M3T » 5-10 20 <0,1 5
(Х18Н12МЗТ,
ЭИ4.2)
Полиамиды и 20 с
Поливинилхлорид 10 40 .... с
» 10 63 о
» Конц. 60 с
Полиметилмет- » 60 с
акрилат
Политетрафтор- » 60 с
этилен
Полиэтилен 25 — конц. 60 с
Фенопласты » 10 90 .... с
Никель сернокислый
Никополь р-р Конц. 100 < 0.002 2
Никель » » 100 Нестоек *
Сталь 1X13, 2X13 100 Нестоек
Сталь Х18Н9Т 100 < 0,1 5
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т)
Полиамиды » 20 с
Поливинилхлорид » 60 с
Полиметилмет- » 20 с
акрилат -
Политетрг фтор- ..... 60 .... с
этилен
Полиэтилен 20-69 с
Никель хлористый
Алюминий р-р Любая 20 Нестоек
Магний » 20 »
Медь » > 30 20 »
» < 30 20 < 1,0 1
Мон е ль-м ета лл » < 75 20 <1,0 1
НМЖМц » > 75 20 Нестоек
28-2,5-1,5
Никель » < 55 20 Стоек
Свинец я 20 Нестоек
Сталь углероди- » Любая 21
стая
Сталь Х18Н9Т » 21 < 1,0 1
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т)
Сталь X17H13M3T » > 30 20 Нестоек
(Х18Н12МЗТ,
ЭИ432)
Сталь » 5 35 150 0,001 ** 1
|Х23Н28МЗД,Т » 5 100 150 0,004** 2
20 35 150 0,006** 3
» 20 100 150 0,054** 5
Титан » 5 35—10( 150 <0,002** 2
20 35 150 Стоек **
» 20 100 150 0,002** 2
Цирконий м 5 35 '150 0,001 ** 1
* Наблюдается точечная коррозия'.
** При продувке раствора кислородом.
При иагреве соль может
разлагаться с образованием
окиси иикеля и окислов
азота.
Из неметаллических мате-
риалов рекомендуются стек-
ло, эбонит, эмали.
В растворах соли стойки
медь и кремнистая бронза
Бр. КМц 3-1 при темпера-
турах 20—60е С. а также
никель-медный сплав с со-
держанием меди 25—35%.
Из неметаллических мате-
риалов рекомендуются стек-
ло. фарфор, керамика.
В растворе соль частично
гидролизуется. Образую-
щаяся- при этом соляная
кислота разрушает пассив-
ную пленку на алюминии,
хромистых и хромоникеле-
вых сталях. Рекомендуется
применение никельмолибде-
новых сплавов типа хасте-
лоев (ЭП496. НИМО28). При
нормальной температуре
хромоникелевые стали
XI8H9T и X17H13M3T в
присутствии окислителей,
например Н2О2, подвержены
сильной точечной коррозии.
Аэрирование растворов
также способствует увели-
чению местной коррозии
сталей.
838
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Характеристика среды ч А а> н Оценка стойкости материала
Название, марка материала состояние X К хо Ф S EfEf - S rt О О а ь « 1 темпера- । тура, 6С Продолжит кость испы НИЯ, ч скорость коррозии, г/(м2‘Ч) S « о к ы Е! ЧзХ >> Ч © Оч nJ Ь С-.1О о Примечания
Никель хлористый {продолжение)
Цирконий р-р » 5 20 100 100 150 150 0,003 * ' Стое 2 к *
Чугун кремнистый » < 70 20 < 1,0 7
С15 Каучук натураль- » 20 20 с
ный Полиамигы » 20-60 с
Поливинилхлорид » Конц. 60 с
Полиметилмет- » 63 с
акрилат Политетра фтор- » 60 с
этилен Полиэтилен » Конц. 70 с
Фенопласты » 50 50 с
Олеиновая кислота
Алюминий ж. 130 20 0,002 2
Магний р-р Любая > 100 Нестоек **
Мель ж. 133 20 1,166 8
Монель-металл < 100 <0,1 5
НМЖМц 28-2,5-1,5 *
Никель р-р 5 133 20 Стоек **
Серебро Газ .... 300 <о,1 5
Сталь углероди- Ж. 130 20 0,04 5
стая
Сталь 1X13, 2X13 » 150 <о,1 5
Сталь X17H13M3T » 150 < 0,1 5
(Х18Н12МЗТ, ЭИ432) 23— т.
Чугун кремнистый » .... < 0,1 5
С15 кип.
Каучук иатураль- .... 20 С
ный
Полиамиды » 20 н
Поливинилхлорид » 60 . V . . с
Полиметилмет- » 20 с
акрилат Политетрафтор- » 20-69 с
этилен
Полиэтилен 20 н
Фенопласты » .... 20 о
Пикриновая кислота
Алюминий р-р 1,5
Медь ж. 100
Монель-металл НМЖМц 28-2,5-1,5 р-р
Никель »
Сталь углероди- стая Нас.
Сталь'1X13, 2X13 н н
20
125
20
144
* При продувке "раствора кислородом.
Раствор кислоты в инертном масле.
0,035 | 6
Нестоек
< 1,0 »»| 7
Нестоек
— 10 10
<0,1 5
При температуре 180° С
коррозионная стойкость
хромистых сталей резко
снижается. В растворах
кислоты вполне стойки хро-
мистые и хромомолибдено-
вые чугуиы, иикельмолиб-
деновые сплавы типа хасте-
лоев (ЭП496, ЭИ460. ЭИ46Ь
НИМО20, НИМО28). При
температурах до 300° С стой-
ки стали типа Х23Н28МЗДЗТ
и сплавы иа основе никеля
типа иикоиеля.
Из неметаллических мате-
риалов рекомендуются стек-
ло. кварц, кислотостойкая
эмаль, фарфор, керамика
графит.
Трииитрофеиол (пикрино-
вая кислота) — взрывоопас-
ное вещество. Это доволь-
но сильная кислота легко
вступающая в реакцию со
многими металлами. Ее со-
ли — пикраты (особенно пи-
крат свинца) — часто более
взрывоопасны, чем сама
кислота.
83У
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Название,
марка материала
Характеристика среды
Примечания
Пикриновая кислота {продолжение)
Сталь Х18Н9Т р-р Нас. 20 < 0,1 5
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т)
Сталь X17H13M3T » » 20 < 0,1 5
(Х18Н12МЗТ,
ЭИ 432)
Кау^к натура ль- » .... 20 с
ньт
Полив иннлхлорнд » I 20 с
Полиметил мет- » 1,0 20 н
акрилат
Полнтетрафтор- » 20 с
этилен
Полиэтилен 3,0 20 н
Фенопласты Нас. 20 с
Ртут>
Алюминий ж. 20 Нестоек * При взаимодействии алю-
Вольфрам Пар 600 Стоек миния со ртутью образует-
Золото Ж. 100 20 Нестоек ся амальгама, но она не
Молибден Пар 50 ) Стоек защищает металл от воз-
Никель » 400 <0,1 5 действия среды и не умепь-
Ниобий » 600 Стоек шает скорость коррозии.
Нихром (Х15Н60) Ж. 100 20 <0.1 5 Латуни в жидкой и паро-
Серебро » 100 20 Нестоек образиой ртути подвергают-
Сталь углероди- » 100 20 Стоек ся коррозионному растрес-
стая киваиню. Благородные ме-
Сталь 1X13, 2Х13_ 100 50 < 0.1 5 таллы вступают в реакцию
Сталь Х18Н9Т » 100 50 < 0,1 5 со ртутью уже при иор-
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) мальиой температуре.
СтальХ17Н13М31 » 100 50 <0,1 5 Окисные пленки, имею-
(Х18Н12МЗТ, щиеся на металлах, защи-
ЭИ432) щают их от взаимодействия
Тантал » 100 20 Стоек со ртутью, в восстаиови-
Пар 600 » тельных средах скорость
Полиамиды Ж. 100 20-60 с реакции обычно возрастает.
Поливинилхлорид » 100 20-60 , с Растворы солей с катио-
Полиметил мет- » 100 20 с ном Hg2+ являются окисли-
акрилат телями. они способствуют
П ол и т етр а фтор- 100 60 с увеличению коррозии мно-
этилен гнх металлов.
Полиэтилен » • 100 60 с
Салициловая кислота
Алюминий р-р 1 80 • 0,019 5 При нагреве кислота мо-
» Нас. 80 0.052 6 жет разлагаться иа фенол
Монель-металл в • • • • 20 < 0,1 5 и углекислый газ. Рекомен-
дуются сплавы иа основе
zo-z,o-i,o никеля типа нихрома и ха-
Никель 20 < 0,1 5 стелоев.
Сталь 1X13 » .... 20 <0,1 5
Сталь Х18Н9Т » Нас. 20 < 0,1 5
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т)
Сталь X17H13M3T » » 20 < 0,1 5
(Х18Н12МЗТ,
ЭИ432}
* Во влажной ртути.
840
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
П родолжен ие
Название, марка материала Характеристика среды Продолжитель- ность испыта- ния. ч Оцеика стойкости материала Примечания
состояние концен- трация, вес. % темпера- тура. ЪС скорость коррозии, г/(м2-ч) к «- ё с ь: К ч »х ^5 ° CL, «5 f_ U. CJ
Салициловая кислота (продолжение)
Каучук натураль- р-р Нас. 20 с
иый Поливинилхлорид » » 20 с
Полиэтилен » 20—60 с
Фенопласты » » 20 с
Серная кислота
Алюминий р.р » 0,5 10-30 20 40 6б 140 0,08 0,63 6 8 Скорость растворения ме- таллов .в растворах серной
Бронза Бр. А5 > > 50 40 720 ’ нестоек кислоты находится в слож-
» 10 40 0,514 * 7 ной зависимости от ее кои-
» » 10 50 20 20 720 720 0,236 * 0,101 6 6 центрации. Так, скорость коррозии титана в кислоте
Бронза Бр. АЖ 9-4 » » 80—конц. 10 100 20—40 720 ' <4,2 <о,з* 8 6 при увеличении концентра- ции от 5 до 40% возра-
Бронза Бр. АЖМц » 55 35—55 80 20—40 720 720 0,970 <1,0* 8 5 стает, а при увеличении концеитрации от 40 до 60%
10-3-1,5 Конц. 20 720 0,03 4 несколько снижается. Доба-
» « 40 720 0,166 6 вление свободного хлора
Вольфрам Любая 20 Стоек снижает коррозионное дей-
Железо-армко » 10 20 2,76 8 ствие серной кислоты и а
» 90 20 <0,02 4 титан. ‘
Магний » х Любая 20 Нестоек В разбавленных раство-
Медь 10—40 20 1000 <0,01 3 рах кислоты черные метал-
» 10 40—6) 1000 >3 8 лы разрушаются с большой
» Конц. 20 720 0,07 5 скоростью, так как в этих
Молибден > 6 20 3,83 *» 8 случаях на них не обра-
в 10 20 0,02 4 зуется пассивной пленки.
» 10 >100 0,15 5 Пассивация углеродистых
Монель-металл » 65 152 0,025 4 сталей и чугунов происхо-
» 10 20 0,06 5 дит в кислоте коицеитра-
НМЖМц » 10 Т. киц. 0,095 5 цнн выше 78—80%. Добавка
28-2.5-1,5 в Конц. 20 <1,0 2,28*** 7 окислителей (Н2О2, CuSO4. К2СГ2О7 и др.) способствует
Никель в 5 30 8
» 5 30 0,08 5 формированию пассивной
в 10 20 1,12 8 пленки на хромистых ста-
в 10 100 <3,3 8 лях. поэтому коррозиоиная
Ниобий в 60—конц. 20 <1,0 7 стойкость их при наличии
в 20—25 20 8760 <0,001 1 в растворе окислителей
» 98 20 8769 0,002*** 2 возрастает. В присутствии
в Конц. 20 24 Стоек в растворе иона хлора пас-
» 10 100 24 <0.005 3 сивная плеика разрушается.
в Конц. 50 1608 <0,001**» 1 в этих случаях часто имеет
» » 100 768 0,005*** 2 место точечная коррозия.
Свинец в » 150 48 0,05*** 5 Ниобий стоек в серной кис-
» 5 20—90 360 <0,1 5 лоте при нормальной тем-
» 10 99 360 0,09 5 пературе, ио при длитель-
» 65 93 360 0,11 5 иом контакте с 98% кисло-
Сталь углероди- » 98 93 369 0,39 6 той происходит охрупчива-
» Конц. 18 0,143 6 иие металла; при повыше-
стаи » 1 20 360 3,04 8 нии температуры охрупчн-
» 5 20 36) 4,04 8 ваиие аозрастает. С увели-
в 65 20 360 2,14 8 чеиием концентрации кис-
Сталь 1X13 » 90 20 360 0,08 5 лоты скорость окислеиия
в 0,4 40 100 2,79 8 никеля возрастает, ио ни-
» 65 20 • . • • 0,03 4 келевые сплавы типа.хаете-
» 65 50-100 . • . . >10 10 лоя В рекомендуются для
» Конц. 20 720 0,01 4
* При перемешивании раствора
*** ^ри "Родувке раствора кислородом,
Прн аэрироваиии раствора.
841
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Название, марка материала Характеристика среды л ч си S3 £ о о Е ность испыта- ния, ч Оценка стойкости материала Примечания
и S £ К о 3 концен- трации, вес. % темпера- тура, ЬС скорость коррозии. г/(лс2-ч) группа, балл | стойкости |
Сталь Х18Н9Т р-р 1
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) »> 5
10—50
Сталь » 20
Х23Н28МЗДЗТ 44
Сталь 5—6')
ОХ23Н28МЗДЗТ 60-98
5—40
» 40-91
5-20
» 20—61
» 98
» 5
40-60
» 5
5-40
Тантал » 50—60 10-25,98
Титаи » » Конц. 5
» 40
» 65
95
» 1
Хастелой А (без 5 5—10 5-10
термообработки) »
» 5
» 20
» 20
50
Хастелой В » » 60-95 10
» 10
» 10
» 25
60
Хастелой С » » 96 10—96
10
» 11
» 25
» 60. 85
Хастелой D » 96 10-25
61
» 85
Цирконий » » 95 10—20
» 30—70
» 50
» 75
75
Чугун серый » » 85-96 10
» 61-100
Сериал кислота {продолжение)
21-91 363 0,002 2
20 384 0,55 7
20 2-5 8
81 500 0,004 9
81 500 0,005 * 2
20 < 0,005 2
20 < 0,05 4
50 < 0,005 2
50 < 0,5 6
80 <0,005 2
80 < 0,5 6
80 < 1,0 7
ПО 0,005 2
110 < 1,0 7
Т. кип. < 1,0 7
» » 5 8
» » > 10 10
90-100 Стоек
Т. кип. Нестоек
20 < 0,11 6
20 0,87 8
20 0,92 8
20 1,31 8
Т. кип. 3,93 9
» » > 10 10
20 100 0,52 6
70 100 2,0 8
Т. кип. ion 0Д9 ** 6
20 100 0,32 6
Т. кип. 100 0,17 6
» » 10л 1,5 8
» » 100 Нестоек
$0 0,047 4
70 0,54 7
Т. кип. 0,062 *» 5
» » 0,047 4
» » 0,'6 7
» » 1,19 8
20 Стос к
70 <0,1 5
Т. кип. 1,33 8
» » 1,25 8
» » Нестоек
» » 8,29 9
70—т. кип. < 1,0 7
Т. кип. 2,04 8
» » 6,86 9
» » 0,96 7
35 144 <0,001 2
35 144 0,006 3
100 144 0,006 3
35 144 0,01 4
100 144 0,28 7
35 144 > Ю 10
15 24 > 10 10
20 < 0,2 6
применения в этой среде
при высоких концентрациях
и повышенной температуре.
В аэрируемой кислоте кор-
розионная стойкость меди и
циркония снижается. Обо-
рудование из свинца реко-
мендуется использовать прн
нормальной температуре в
растворах кислоты любой
концентрации н при тем-
пературе 200° С в кислоте
концентрации не выше 85%.
Коррозионная стойкость
свинца зависит от наличия
в его составе сурьмы. Мо-
либден н вольфрам стойки
в растворах кислоты при
нормальной температуре
благодаря образованию пас-
сивной пленки, но с повы-
шением температуры, осо-
бенно в разбавленных рас-
творах кислоты, скорость
коррозии этих металлов
увеличивается.
В отсутствие кислорода н
солей тяжелых металлов в
растворах кислоты золого.
платина, палладий облада-
ют высокой коррозионной
стойкостью.
Тантал стоек в разбав-
ленных растворах кислоты
до температуры <130° С. в
концентрированной кислоте
с содержанием 15% SO2—
до температуры 50—70° С.
Серебро стойко в растворах
кислоты при нормальной
температуре, но в горячей
кислоте разрушается.
Из кислотостойких сталей
предпочтение следует от-
дать хромоникельмолибде-
новым сталям типа
Х23Н28МЗДЗТ: коррозия
этих сталей при низких
температурах уменьшается
при введении в растворы
кислоты небольших добавок
окислителей например
HNO3, C11SO4 и др.
Анодная защита является
высокоэффективным мето-
дом снижеиня коррозии
оборудования из углероди-
* Наблюдается точечная коррозия.
** Испытания проводились без доступа воздуха.
842
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Характеристика среды ч А CD Ь Оценка стойкости материала
Название, марка материала состояние концен- трация, вес. % темпера- тура, ЪС Продолжи! ность испы НИЯ, ч скорость коррозии, г/(^2.ч) группа, балл стойкости Примечания
Сериал кислота (продолжение)
Чугун кремнистый р-р 2-95 20—50 .... <0,1 5 стых сталей в растворах
05 я 2—8Э 100 < 0,3 6 кислоты различной концен-
я 95 100 < 0,1 5 трации при нормальной и
» 1—96 Т. кип. 0,1 5 повышенной температуре.
Каучук натураль- я 50 60 С Для защиты оборудования
ный применяется также покры-
Полиамиды я 5 40 н тие аппаратов кислотостой-
Поливинилхлорид я 30 69 с кими эмалями и стеклом.
я 96 60 о Нарушение целостности по-
Полиметилмет- я 40 20 о крытый приводит к разру- шению основного металла.
акрилат » 96 20 Н
Политетрафтор- я 96- 20 с
этилен
Полнхлоропрен я 50 60 о
Полиэтилен я 10 60 с
» 96 6J н
Сернистая кислота
Алюминий Р-р 5—10 20 0,05 6 Сернистая кислота и ее
Магний я Любая 20 Нестоек соли являются сильными
Медь » о 20 Стоек восстановителями, даже при
я 5 >100 Нестоек нормальной температуре они
Монель-металл я Нас. 20 2.51 * 8 способны окисляться кисло-
НМЖМц родом воздуха. Скорость
28-2,5-1.5 реакции окисления сильно
Никель » 20 .... Нестоек возрастает в присутствии а
Свинец я 0,3 20 2500 0,02 4 растворе следов солей же-
» 4,5 130 200 - 0,4 ** 6 леза. меди и т. п. В рас-
Серебро »> Любая 20 Нестоек творах кислоты происходит
Сталь Ст. 3 » Коиц. 18 . ... я разрушение пассивной плеи-
Сталь 1X13, 2X13 » 4,5 130 200 2,03 ** 8 ки на хромистых сталях и
я Нас. 20 Нестоек хромистых чугунах, от ли-
Сталь Х18Н9Т » я 20 <0,1 5 чающихся высокой химиче-
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) я я 2оо . . . . < 3,0** 8 ской стойкостью в окисли-
Сталь X17H13M3T я » 20 < 0,1 5 тельиых средах. Коррози-
(Х18Н12МЗТ, я я 160—200 < 0,1 ** 5 оиная стойкость меди сии-
ЭИ432) жается при аэрировании
Стеллит я 20 Сто₽к растворов, повышении тем-
Чугуи кремни- я 10,3—0,5 40—75 280 < 1,3 8 пературы и загрязнении их
стый С15 к 4,5 130 200 4,2 ** 8 солями-окислителями (ка-
я Нас. 20 < ю 9 тиоиы Fe’+, Hg2*, Sn4+
Чугун кремнемо- » 4.5 130 200 < 0,1 ** 5 и др). Хромоникельмолиб-
лнбдеиовый < Ofil деновые стали более стой-
Титан я 6 20 6 ки, чем хромоникелевые и
Полиамиды я . ... 20 Н хромистые.
Полнвииилхлорид я . . . . 20—69 с Латуни не рекомендуется
Политетрафтор- я . . . . 60 с применять в растворах кис-
этилен 60 лоты.
Полиэтилен я .... с
Сернистый ангидрид
Алюминий
100
0,0003 | 2
Стоек ***
При нормальной темпера-
туре в сухом SO2 большин-
ство промышленных спла-
* При продувке раствора кислородом
** При давлении до 0,0196 н[м? (20 кгс/сл2).
*** Во алажьом SO2.
843
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
П родолэкение
Название, марка материала Характеристика среды Продолжитель- ность испыта- ния, ч Оценка стойкости материала
состояние к и X о X трация, вес. % темпера- тура, °C скорость коррозии, г/(лс2.ч) группа, балл СТОЙКОСТИ
Примечания
Сернистый ангидрид (продолжение)
Алюминий Вольфрам Ж. Газ 100 100 20 700—1000 24 Стоек >' 1 10 BOB вполне стойко. Химиче- ская активность газа резко
Железо-армко » ’16о' 20 • . . . 1.83* 8 возрастает при температу-
» 20 • . . . Стоек ре >500° С.
» 100 700 24 > 10 10 С повышением темпера-
Кобальт я 100 700 > 10 10 туры довольно сильно воз-
Магиий » 20 24 Нестоек растает скорость коррозии
Медь Ж. 100 20 Стоек никеля и сплавов на его
Газ 100 20 < 0.1 5 основе, а также сталей, в
» 100 700 *24* 0,052 4 состав которых он входит.
» 1.00 900 24 0,053 4 Особенно опасно то, что
Монель-металл Газ, ж. 100 20 . . . . < 1.0 7 окисление никеля протекает
НМЖМц Газ 100 ЗВ < 0,1 5 преимущественно по грани-
28-2,5-1,5 Газ, ж. 20 Нестоек * нам зерен. В результате
Никель I аз 100 < 315 Стоек реакции образуется легко-
» 100 > 700 Нестоек плавкая эвтектика Ni—NiS,
Олово Платина я 20 24 Нестоек плавящаяся при температу-
я я 100 100 20 1200 24 24 Стоек ре 625° С, поэтому разруше- ние металла часто пронсхо-
Свинец 1» 100 20 . . » • дит по границам зереи.
Серебро я 20 24 нестоек * При температурах >600° С
Сталь Ст. 3 я 100 500 .... 6,25 9 предпочтение следует отда-
Сталь Х17 я 100 700—800 •> 10 10 вать хромистым сталям.
я 100 700 24 0,189 6 Добавка алюминия в коли-
» 100 800 24 0,228 6 честве 3—4% положительно
я 100 900 24 • 0,343 6 влияет на жаростойкость
Сталь Х18Н9Т я 100 1000 24 0,595 7 сталей в среде SO2. Золото
я 20 < 0,1 * 5 при высоких температурах
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) я 100 300 • . • • < 0,1 5 не подвергается воздей-
я 100 500 < 1,0 7 ствию газов, содержащих
я 100 990 < 10 9 SOo.
Сталь X17II13M3T я 100 20 < 0,1 * 5 Платина широко примени-
(X18II12M3T, я 100 300 < 0.1 5 ется в качестве катализа-
ЭИ432) я 100 500 < 1,0 7 тора при производстве сер-
я 100 900 < з 8 ной кислоты. При темпера-
Тантал я 100 < 450 Стоек туре 450° С лишь незначи-
Титаи я 100 20 Стоек тельно уменьшается пла-
Хром я 100 20—70 < 0,07 6 стичиость платины в среде
я 100 700 24 0,006 3 SO2 в смеси с О2 и SO3
Чугун КД1 я 100 800 24 0,016 4 при продолжительности экс-
я 100 20 < 0,1 5 плуатацин до 5 лет. В ус-
Чугуи крем- я 100 20 . ... < 1,0 * 7 ловиях нормальной темпе-
я 100 20 < 1,0* 7 ратуры газ растворяется в
нистый С15 я 100 900 < 0,1 5 воде с образованием сер-
Каучук натураль я 100 20 О нистой кислоты, что необ-
ный 100 ходимо учитывать, выбирая
ПолНВииилхлорил 60 С конструкционные материа-
Полиметил- я 100 100 С лы для влажного газа.
метакрилат Большинство металлов не
Пол ит етр а фтор- я 100 20 - . . . С подвергается заметной кор-
этилен Полиэтилен я 100 60 с розии в безводном жидком сериистом ангидриде.
Фенопласты Г аз, ж. 100 25 С
Сероводород
Алюминий 1 Газ 1 1 100 1 20 1. . . . | Стоек 1 Безводный сероводород
Бронза Бр. А7 1 » 1 100 | 20 |. . . 1 прн нормальной темпера-
•Во влажном SO2.
844
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Характеристика среды 'ель- iT а- Оценка стойкости материала
Название, марка материала состояние концен- трация, вес. % темпера- тура, °C Продолжи! ность испы иия, ч скорость коррозии, г/(м2-ч) группа, балл стойкости Примечания
Сероводород (продолжение)
Железо-армко Газ » 400 600-809 >10* 9 10 туре очень медленно взаи- модействует с углеродисты-
Кобальт » 20 Стоек ** ми сталями, но уже при
Магний р-р 20 Нестоек 300° С скорость коррозии
Медь Газ 100 20 Стоек этих сталей резко возра-
20 Нестоек *** стает. Кремний н алюми-
Монель-металл р-р Газ Нас. 100 20 20 0,18 | 6 Стоек иий в количестве 4% повы- шают жаростойкость сталей
НМЖМц р-р Нас. 20 в сероводороде. Высокой
28-2,5-1,5 Никель » » 20 < 1,0 ** 7 жаростойкостью при 1000° С обладают стали с содержа-
Олово Газ 20—100 Стоек ** ннем 25—30% Сг и 3—5%
Свинец р-р Нас. 20 1,0»’ 7 Si. В условиях крекинга
Газ 100 20 Стоек сериистых нефтей высоко-
Серебро 100 20 температурная сероводород-
» 20 Нестоек *** ная коррозия оборудования
Сталь Ст. 3 Ж. 100 20 Стоек усугубляется действием во-
Газ 200 0,1 6 дорода. Поэтому в этих
Сталь 1X13 » 100 100 < 0,1 5 случаях ие рекомендуется
» 100 200 < ю 9 применять углеродистые
Сталь Х18Н9Т » 100 100 < 0,1 5 ’ стали, склонные к охрупчи-
(1Х18Н9Т. ЭЯ1Т) 100 200 > ю 10 ванию в водороде. Никель
Сталь X17H13M3T » 100 100 < 0,1 5 нестоек при высоких тем-
(Х18Н12МЗТ. 100 200 > 16 10 пературах.
ЭИ432) Титан р-р Нас. 70 < 0,07 6 Необходимо учитывать высокую активность серово-
Каучук натураль- Газ 100 20 С дорода как восстановителя.
ный
Поливинилхлорид » 100 20 с
Полиметил » 100 20 с
метакрилат
Политетрафтор- » 100 20 с
этилен
Полиэтилен » 100 20 с
Фенопласты 100 20 с
Сероуглерод
Алюминий Ж. 100 Т. кип. Стоек Гидролиз сероуглерода
Магний » 100 20 » идет с заметной скоростью
Медь » 100 20 . ... » при температуре 150° С. при
Монель-металл » 100 20 < 1,0 7 этом выделяется H2S.
НМЖМц При температуре красного
28-2,5-1,5 каления титаи и вольфрам
Никель 100 20 . . . . < 1,0 7 эиергично взаимодействуют
Сталь Ст. 3 » 100 20 .... Стоек с газообразным сероуглеро-
Газ 100 850—900 -212 > ю 10 дом с образованием соот-
Сталь Х18Н9Т Ж. 100 21 <0,1 5 ветствующих сульфидов.
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т)
Сталь X17H13M3T » 100 20 <0,1 5
(Х18Н12МЗТ,
ЭИ 432)
Титан 100 20 .... < 0,07 6
Чутун- кремнистый Газ 100 850—900 212 > ю 10
* В смеси с водородом.
♦♦ В присутствии кислорода.
'*♦ Во влажном газе.
845
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Характеристика среды л . 5 g Оценка стойкости материала
Название, о х с Примечания
марка материала S S3 к о <У s «О CJ Е м о «5 S о а* ri J3 о й у « ° с а
S ж о S а Sg § о >>4 о н
а и4 и С я ® О
Сероуглерод (продолжение)
Каучук натураль- Ж. 109 20 н
ный
Поливинилхлорид » 100 20 н
Полиметил- » 100 20 н
метакрилат Политетрафтор- » 100 20 с
этилен » 100 60 о
Полиэтилен в 100 20 .... н
Стеариновая кислота
Алюминий р-р 5 130 20 0,0004* 2
Медь ж. - - - . 130 20 0,29 6
р-р 5 130 20 0,044 * 4
Монель-металл Ж., р-р 170 0,258 * 6
НМЖМц 28-2,5-1,5
Никель в в 130 20 0.004 * 2
Серебро ж. .... > 100 Стоек *
Сталь Ст. 3 - . . . 130 20 0,062 5
Сталь 1X13 * > 100 0,1 5
Сталь Х18Н9Т в > 100 0,1 5
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т)
Сталь X17H13M3T р-р 5 130 ?о 0,002 2
(Х18Н12МЗТ, ЭИ432)
Тнтан ж. 100 180 Стоек
Каучук натураль- Тв. 100 20 с
ный Полиамиды В 100 20 с
Поливинилхлорид в 100 40 с
Полиметил- в 100 40 с
метакрилат Полихлоропрен Пар 70 о
Политетрафтор- Ж. 100 70 с
этилен Полиэтилен в 100 70 с
Сурьма треххлористая
Железо-армко ж. 80 140 200 29,7 10
Латунь в 80 140 200 0,12 6
Медь в 80 140 200 0,56 6
Монель-металл в 80 140 200 0,42 6
НМЖМц 28-2,5-1,5
Сталь 2X13 ]) 80 140 200 10,6 10
Сталь Х18Н9Т в 80 140 200 0,15 6
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т)
Чугун серый 80 140 200 24,9 10
Чугун кремнистый в 80 140 200 > 20 10
Каучук натураль- ный Поливинилхлорид р-р Конц. 70 .... с
в в 60 с
Полиметнл- в 20 с
метакрилат Полихлоропрен в Конц. 60 с
Полиэтилен в . . . • 50 с
* В инертном масле +5% кислоты.
При нормальной темпе-
ратуре стеариновая кислота
практически не взаимодей-
ствует с металлами. Солн
этой кислоты — мыла, полу-
чаемые в процессе омыле-
ния жиров. — имеют резко-
щелочную реакцию. В про-
цессе переработки жиров
применимы углеродистые и
нержавеющие стали. В чи-
стой кислоте и ее парах
при высоких температурах
стойки также железокрем-
ннстые сплавы и никель-
хроможелезные сплавы ти-
па инконеля.
Испытания металлических
материалов проводились в
плаве состава: SbCh—80%.
SbCls — 20%. Треххлористая
сурьма легко гидролизуется
с образованием хлористого
антимонила и соляной кис-
лоты. поэтому алюминий и
его сплавы в растворах со-
ли подвержены точечной
коррозии.
846
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Название, марка материала Характеристика среды Продолжитель- ность испыта- ния, ч Оценка стойкости материала Примечания
< < SJ ST - s <м о о ь га темпера- тура, °C коррозии, гЦмг-ч} группа, балл стойкости
77 родолжение
Углерода двуокись
Алюмииий Вольфрам Газ » 100 100 20 100 24 Стоек
0,535 6
Железо-армко 100 700 24 >10 10
Кобальт » 100 700 > 1,17 8
Латунь Л68 100 > 100 Стоек
Магний » 20 Нестоек *
Медь » 100 > 100 Нестоек
Монель-металл » 100 700 24 1,08 8
НМЖМц . » 100 900 24 8,9 9
28-2,5-1,5
Никель » 100 20 < 0,1 5
» 100 700 24 0,163 6
100 800 21 0,364 6
» 100 900 24 1,48 8
Ниобий 100 > 500 Нестоек
Платина » 100 < 400 Стоек
Серебро 100 20 »
Сталь углеро- » 100 20 < 0,1
листая Ст. 20 100 100 700 4,6 8
800 >10 1)
Сталь 1X13 100 100 < 0,1
» к» 100 < 1,0* 7
Сталь Х18Н9Т 100 100 < 0,1 5
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) » 60 < 0,1 * 5
Сталь Х17 » . 100 700 24 0,09 5
100 800 2ч 0,312 6
» 100 900 24 1,2 8
Сталь X17H13M3T » <60 < 0,1 * 5
(XL8H12M3T, ЭИ432)
Хром » 100 700 24 0,113 6
» 100 800 24 0,140 6
» 100 900 24 0,55 7
Чугун кремнистый » 100 700 >10 10
С15
Полйамиды » 100 60 с
Поливинилхлорид » 100 69 с
Полиметил- » 100 6Э с
метакрилат
Политетрафтор 100 60 с
этилен
Полиэтилен » 100 60 Укс усиая к ислота с
Алюминий р-р 1 20 720 0,008 4
» 10 20 0,006 4
» 10 49 720 0,045 6
» 15 Т. кип. 100 2,41 9
» 50 » » 1.85 9
й > 98 20 < 0,001 1
Бронза Бр. А5 » 5 40 720 0,12 6
» 10 40 720 0,31 6
Бронза Бр. АЖМц » 30 20 720 0,03 4
10-3-1.5 » 30 40 720 0,104 5
Бронза Бр. ОЦ 4-3 » 30 20 720 0,12 5
» 30 40 720 0,22 6
Железо-армко » 33 Т. кип. 0,133 6
Магиий » Любая 20 Нестоек
Медь 7,6-20 25 100 0,04 4
20 Т. кил. . . . . 1,75 8
* Во влажном газе.
При высоких температу-
рах двуокись углерода спо-
собна взаимодействовать с
углеродом, входящим в со-
став низколегированных
сталей. В результате реак-
ции образуется окись угле-
рода, при этом скорость
окисления железа снижает-
ся. При повышенных давле-
ниях окись углерода может
взаимодействовать с метал-
лами, образуя легколетучие
жидкости —карбонилы. При
избытке содержания СО
возможно также науглеро-
живание стали. Увеличение
влажности СО2 повышает
скорость коррозии стали и
увеличивает толщину обез-
углероженного слоя.
Примеси в СО2 сернисто-
го газа и сероводорода уве-
личивают скорость окисле-
ния никеля. Имеются све-
дения об охрупчивании ме-
ди при температуре выше
600° С. При высоких темпе-
ратурах молибден, ниобий
и некоторые другие метал-
лы энергично взаимодей-
ствуют с углекислым газом.
Скорость коррозии углеро-
дистых сталей в воде, на-
сыщенной СО2, резко уве-
личивается.
Алюминий и сплавы на
его основе применяются для
изготовления оборудования,
работающего в разбавлен-
ных растворах кислоты при
нормальной температуре.
На никеле в растворах кис-
лоты образуется пассивная
пленка, поэтому никель и
некоторые сплавы на его
основе (никельмолибдено-
вые, никельмолибденоже-
лезные сплавы, ннкельхро-
мовые и никельхроможелез-
ные сплавы типа инконеля)
вполне стойки в кислоте
847
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Оценка
Характеристика среды .0 стойкости
материала
Название, марка материала 02 S к в? о Е к" х» S s г <м О &О 02 И В? S § о *5 S Л л к н so CJ со О о S « ё К _ X Примечания
о KOHI тра1 вес. 2 О. 0,0 5 о скЛ. °
Е к а о х м и»о о
Уксусная кислота {продолжение)
Медь Р-р 60 Т. кнп. 0,32 6 Медь, кремнистые бронзы,
ж. 100 » » 7,25 9 свинец и олово стойки в
р-р 1-5 20 720 < 0,1 5 растворах кислоты без до-
» 1-30 49 720 < 0.3 6 ступа воздуха. Скорость
Монель-металл ж. 100 25 100 0,21 6 коррозии их значительно
р-р 10 Т. кип. 0,36 6 увеличивается с повыше-
НМЖМц » 26 » » 0,454 6 нием температуры, увели-
28-2,6“ I «5 » 90 » » 0,62 7 чением концентрации и сте-
Никель » > 90 20 < 0,1 5 пеии аэрирования раствэ-
» 50 20 < 1,0 7 ров.
50 100 < 3.0 8 При продувке растворов
» Конц. 20 < 1,0 7 кислоты кислородом ско-
Ниобий » » 100 < 10 9 рость коррозии железа в
» « 20-190 Стоек десятки раз выше, чем при
Олово » 10 40 720 0,52 6 продувке водородом. Аэри-
Ж. 100 40 720 0,91 7 рование растворов оказы-
Свинец » 100 Т. кип. 3.45 8 вает менее отрицательное
р-р 10 20 0.60 6 действие на коррозионную
» 60 20 0,93 6 стойкость железа, чем про-
Серебро » 98 Т. кип. 7,70 9 дувка кислородом. П роду к-
» < 30 40 720 < 0,002 2 ты коррозии железа до-
Сталь углероди- »> 5 20 0,67 7 вольно хорошо растворяют-
стая 33 20 1,14 8 ся в кислоте. При введе-
Сталь 1X13 » 33 Т. кип. 720 2,80 8 иии в состав хромоиикеле-
» 10—50 20-40 < 1,0 7 вых сталей молибдена их
» 80 20 < 1,0 7 коррозионная стойкость по
Сталь Х18Н9Т » 50—80 > ю 10 отношению к этой среде
10 < 0,1 5 увеличивается. Наиболее
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) Л 50 < 1,0 < 3,0 < 1,0 < 0,1 7 стойкими являются стали
» 80 8 типа ЭИ629, ЭИ628. ЭИ533,
Коиц. 10—конц. 7 ЭИ943, а также железо-
Сталь X17H13M3T » 20 5 кремнистые сплавы (14—
(Х18Н12МЗТ, 15% Si).
ЭИ432) Молибден и ниобий впол-
Сталь » 5, 25, 50 35 100 144 < 0,002 2 не стойки в растворах
Х23Н28МЗДЗТ 99,5 100 144 ' 0,006 3 кислоты любой концентра-
Титан 5’ 35—100 144 < 0,001 * 1 ции при нормальной тем-
» 25 35—100 144 < 0,001 * 1 пературе.
» 50 35—100 144 < 0,001 * 1 Благородные металлы об-
» 75 35—100 144 < 0^001 * 1 ладают высокой коррозион-
Цирконий в 99,5 60—100 144 < 0,001 * 1 ной стойкостью в растворах
5 35—100 144 < 0,001 * 1 кислоты любой концентра-
Чугун кремни- в 50—99,5 35—100 144 < 0,001 * 1 ции до температуры кипе-
в 10—100 20 < 0,1 < 1,0 0,002 < 0,1 5 иия.
стый С15 в 10 80 Т. кип. 20 7 Имеются сведения о вы-
Чугун хромистый » 80 720 2 сокой коррозионной стойко-
Каучук натураль- ж. р-р 100 Т. кип. 20 5 0 сти никельмедных сплавов в кипящих растворах кис-
иый лоты. Скорость коррозии
Полиамиды » 1 25 Н этих сплавов при аэрнрова-
П ол ив инилхлорид » 40 С нни растворов возрастает с
Полиметилмет- в 80 40 О увеличением концентрации
в 30 20 Н кислоты до 50%. а затем
акрилат несколько снижается, но
Политетрафтор- » 10-99,5 60 с обычно ие превышает
этилен Полиэтилен ж. 100 20 н 0,8 гЦм2 ч).
Феиопласты р-р 60-85 60 с
ж. 100 20 о
При аэрировании раствора.
848
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
П podO-ижение
Название, марка материала Характеристика среды Продолжитель- ность испыта- ния, ч Оценка стойкости материала Примечания
состояние концен- трация, вес. % темпера- тура, ЪС скорость коррозии, г/(лс2.«) группа, балл стойкости
Уксусный ангидрид
Алюминий Ж. 100 25 0,002 3 Алюминиевые сплавы мо-
Пар 100 60 0,036 6 гут применяться при нор-
» 100 500 Стоек мальиой температуре. Для
Магний р-р Любая 20 Нестоек изготовления деталей иасо-
Медь ж. 100 25 0,06 5 сов применяются бронзы.
Монель-металл НМЖМц 28-2,5-1,5 я 100 75. 1,16 8 При высоких температу-
» 100 20 <0,1 5 рах в жидкой и паровой фазах высокой коррозион- ной стойкостью обладают
Никель я 100 Т. кип. < 1,0 7 хромоникельмолибденовые
Ниобий я 100 20 Нестоек стали типа Х23Н28МЗДЗТ.
Серебро 100 Т. кип. Стоек При любых концентрациях
Сталь углероди- стая я 100 20 < 1,0 7 н температурах стойки зо- лото, платина, серебро. При
Сталь 1X13 я 100 20 <0,1 5 высоких температурах при-
» 100 Т. кип. > ю 10 меняются также никельмо-
Сталь Х18Н9Т (1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) я 100 20 — т. кнп. < 0,1 5 либденовые сплавы типа хастелоев (например ЭП496.
Сталь X17H13M3T (Х18Н12МЗТ, ЭИ432) » 100 20- т. кип. < 0,1 5 НИМО20, НИМО28).- Из неметаллических ма- териалов рекомендуются
Титан р-р 99,5 Т. кип. 144 0,007 4 стекло, эмали, керамика.
Цирконий я 99,5 » » 144 < 0,001 1 графит, угли.
Чугун кремни- стый С15 я 99,5 я я < 1,0 7
Полиамиды я 20 н
Поливинилхлорид я 10 20 н
Полиметилмет- акрилат я J . . . . 20 Фено л н
Алюминий р-р 1—50 20 Стоек Большинство металлов
я 1 60—70 0,0012 2 при нормальной температу-
я 50-—75 69—70 < 0,004 4 ре очень медленно взаимо-
Любая Т. кип. Стоек действует с водными рас-
Магний Пар Пар, ж. 100 100 310 Т. кип. Нестоек я творамн феиола (так назы- ваемой карболовой кисло- той). При температуре
р-р Любая 20 я z^300° С коррозионная стой-
Медь ж. 100 Т. кип. Стоек * ** кость алюминия н железа
Монель-металл НМЖМц 28-2,5-1,5 » 100 20 < 0.1 * 5 в парах фенола резко сни-
р-р 20 < 0,1 5 жается. Технологические примеси в феноле (напри- мер сера) значительно сни-
Никель я Конц. 20 <0,1 5 жают коррозионную стой-
Свинец Пар . . . . . 20 2419 6,133»* 8 кость никеля и некоторых
Серебро Ж. 100 182 Стоек » марок сталей.
Сталь углероди- стая Пар <310 < 1,0 7 Медь оказывает катали- тическое влияние на неко-
Сталь 1X13. 2X13 р-р 90 Т. кип. < 0,1 5 торые реакции феиола, по-
Сталь Х18Н9Т (1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) я 90 » » .... < 0,1 5 этому ее применять не ре- комендуется.
Стеллит я 5 20 < 0,1 5
Таит1л Нас. 20 Стоек
Титан я я 20 <0,07 6
Чугун кремнистый С15 я 98 100 < 0,1 5
* В безводном феноле.
** Во влажном воздухе и парах фенола.
849
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Название, марка материала Характеристика среды Продолжитель- у Z Й л* : к Э S Е Ж Оценка стойкости материала Примечания
состояние концен- трация, вес. % темпера- тура, ЪС < коррозии, г/(лс2. ч) группа, балл стойкости
Фенол (продолжение)
Каучук натураль- р-р 5 20 с В условиях получения фе-
ный ж. 100 20 н нола из хлорбензола при
Полиамиды р-р 10—100 20 н повышенных температуре и
Полив ннилхлорид » 1—5 20-40 с давлении необходимо учн-
» 9Э 40 о тывать наличие в растворе
Полиметилмет- ж. 100 20 н щелочей, вызывающих зна-
акрил тг чительную коррозию обору-
Политетра фтор- » 100 Т. кип. с дования.
этилен
Полиэтилен р-р 90 4Э с
Фе иопласты ж. 100 20 н
Формальдегид
Алюминий р-р 10 20 0,056 6 Алюминий стоек в раз-
» 40 20 < 0,3 7 бавлеНных растворах фор-
Медь » 10 104 1928 0,013* 4 мальдегида прн нормаль-
Монель-металл >» . .... 20 < 0,1 5 ной температуре. Стойкость
НМЖМ»Г алюминия резко снижается
28-2,5-1,5 в присутствии даже следов
Никель » 10 104 1928 0,023 4 муравьиной кислоты. Реко-
» 13 117 1928 0,005* 2 мендуютсжкобальт. стеллит
Хастелой С » 10 104 1928 0,002 2 н сплавы типа нихромов.
» 10 117 1928 0,002* 2 В присутствии воды фор-
Каучук натураль- 43 20 с мальдегид склонен к поли-
ный меризации, поэтому для
Полиамиды 37 . 20 н стабилизации растворов ча-
Поливинилхлорид » 10 49 с сто в иих добавляется ме-
» 40 60 с тиловый спирт, что иеобхо-
Полиметилмет- » 40 20 о димо учитывать при выбо-
акрилат ре конструкционных мате-
Политетрафтор- » Любая 60 с риалов.
этилен Из неметаллических ма-
Полиэтилен » 30 70 с териалов стойки стекло, ке-
» 40 80 с рамика, фарфор.
Фенопласты » 40 20 с
Фосфорная кислота
Алюминий р-р 1 20 0,16 6 Фосфорная кислота явля-
» 10 20 0,15 6 ется окислителем, поэтому
» 10 50-70 0,38 8 такие металлы, как молиб-
Броиза Бр. АЖ 9-4 » Конц. 20 0,003 2 ден. никель, цирконий,
» » 90 < 0,05 4 склоины к пассивации. При
Магний » 20 Нестое с нормальной температуре
Медь 20 15 0,201 6 скорость коррозии железа
» 20 75 0,375 6 возрастает по мере повы-
» 40 16 0,333 6 шеиия концентрации кисло-
» 60 15 0,03 4 ты лишь до определенного
» 85 95 0,125 6 предела. В концентрирован-
Моиель-металл 20 15 0,46 6 ной кислоте на железе об-
НМЖМц » 20 45 115 0,51 6 разуется пассивная пленка.
28-2,5-1,5 » 5-85 > 90 Нестоек При введении в состав ста-
Никель » < 20 20 < 0,1 5 ли элементов, хорошо пас-
» 20 50 0,44 6 сивирующихся в кислоте (N1.
к 20 75 1,62 8 Мо). их коррозионная стой-
» 20 100 < 3,0 8 кость повышается. Высокой
Ниобий » 85 21 1962 Стоек коррозионной стойкостью
» 85 100 744 »
* При наличии до 1,и% муравьиной кислоты.
850
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
П родолжение
Название, марка материала Характеристика среды Продолжитель- ность испыта- ния, ч Оценка стойкости материала Примечания
У S в я э 5 nutmvu- трация, вес. % темпера- тура, ЪС л j D СХ э X U коррозии, г/(ж2. ч) группа, балл стойкости
Фосфорная кислота (продолжение)
Свиней р-р 3-8
20
» 40
80
» 80
Серебро » » 10—70 Конц.
Сталь углероди- » 12
стая
Сталь 1X13 » 10
» 20
» 10
80
Сталь Х18Н9Т » 1—80
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т)
Сталь X17H13M3T » 1-80
(Х18Н12МЗТ, 1—45
ЭИ432)
Стеллит » 90
Тантал » 10
к 85
» 85
Титан » 5-10
» 20
37
Хаетелой А » 10
» 10
» 25
50
» Конц.
Хастелой В » 10
30
85
Хастелой С 10
» 10
» 25
*> 85
Хастелой D 10
Цирконий » 10—20
» 50—60
70
75
» 85
Чугуи 3,3
Чугуи кремнистый С15 » 10
» 40
» 80
Каучук натураль- » 60
ный * 80
Полиамиды 5
Поливинилхлорид » 30—80
Полиметилмет- » 20
акрилат
Политетрафтор- » 30
этилен
Полиэтилен » 30—80
Фенопласты » Конц.
20 < 3 8
20 0,87 7
Т. кип. > ю 10
20 0,105 5
Т. кип. > ю 10
20—80 < 0,1 5
Т. кип. Нестоек
20 0,235 6
20 < 0,1 5
45 115 0,6 7
Т. кип. < 1,0 7
20 < 1,0 7
20 .... < 0,1 5
20 < 0,1 7
Т. кип. .... < 0,1 7
» г> Стоек
100 »
20 864
145 2160 »
20 100 0.002 2
20 100 0,003 3
20 100 0,230 6
20 0,05 4
Т. кип. 0,67 7
80 2,20 8
80 1,0 8
80 8,33 9
20- 0,04 4
т. кип.
20 0,025 4
Т. кип. 0,06 5
20 0,002 2
80 0,2 6
80 0,17 6
Т. кип. > ю 10
20 0,034 4
35 144 <0,002 2
60 144 0,005 3
100 144 0,003 3
100 144 0,24 6
100 144 0,57 8
20 0,52 7
20- < 0,1 5
т. кип.
Т. кип. 0,12 6
120- 24 < 1,0 7
т. кип.
60 С
20 н
20 н
60 с
20 с
60 с
60 с
100 с
в растворах кислоты об-
ладают никельмолибдено-
вые сплавы типа ЭП496. ко-
бальт и сплавы на его ос-
нове. Кремнистые чугуны
вполне стойки в растворах
чистой кислоты, но нали-
чие примеси хлоридов и
фторидов в растворе резко
снижает их коррозионную
стойкость. В аэрируемых
растворах скорость корро-
зии циркония резко возра-
стает. Никель и никельмед-
ные сплавы при нормаль-
ной температуре в отсут-
ствие окислителей стойки в
чистой кислоте, но при по-
рышеиии температуры и
аэрировании растворов кор
розия усиливается.
Никельхромовые и ни-
кельхроможелезные сплавы
типа иикоиеля стойки в
растворах кислоты с огра-
ниченным доступом воздуха,
загрязнение растворов со-
лями железа практически
не снижает их коррозион-
ной стойкости, но при вы-
соких температурах корро-
зия также возрастает.
Медь и многие сплавы иа
ее основе стойки только в
чистой кислоте при нор-
мальной температуре, ио
их скорость коррозии мо-
жет увеличиться в десятки
раз при аэрировании или
загрязиеннн раствора окис-
лителями и повышении тем-
пературы. Из сплавов на
основе меди несколько луч-
шей коррозионной стойко-
стью обладают оловяиистые
бронзы. Скорость коррозии
молибдена, вольфрама, нио-
бия в растворах кислоты
невелика, возможио охруп-
чивание ииобия в концен-
трированной кислоте при
высокой температуре.
Из сталей при высоких
температурах более стойки
ннкельхромомолибдеиовые
стали типа ЭИ628. ЭИ629.
ЭИ533. ЭИ943.
Золото и платина приме-
нимы в растворах кислоты
любой концентрации до
температуры кипения.
851
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Характеристика среды Продолжитель- ность испыта- ния, ч Оценка стойкости материала
Название, марка материала состояние концен- трация, вес. % темпера- тура, ЪС скорость коррозии, 2/(СЖ2-ч) группа, балл стойкости Примечания
Алюминий Газ » > 90 > 90
Вольфрам » > 99
Железо-армко > 90
» > 90
» > 90
» > 90
» >90
Золото » > 90
» > 90
» > 90
» > 90
Магний » > 90
Медь м > 90
Молибден » > 90
Монель-металл » > 90
НМЖМц » > 90
28-2,5-1,5 » > 90
Никель » > 90
» > 90
» > 90
Ниобий » > 90
Олово » > 90
Платина » > 90
Свинец » > 90
Серебро » > 90
» > 90
Сталь углероди- » > 90
стая » > 90
Сталь 1X13 » > 90
Сталь Х17 » > 90
Сталь Х18Н10Б » > 90
Тантал > 90
Титан » > 90
Хастелой А » > 90
(ЭИ460) > 90
» > 90
> 90
Хастелой В » > 90
Цирконий » > 90
Каучук натураль-
ный Полиамиды »
Полиметилмет- »
акрилат Политетрафтор- 1»
этилен Полихлорвинил »
Полихлоропрен »
Полиэтилен »
Фтор
400 4 < 0,001 * 1
500 4 3,96* 10
20 4 Нестоек *
200 Стоек *
250 4 0,55 * 7
300 4 2,76* 8
400 4 <10* 9
450 4 >10* 10
20 Стоек *
120 0,36 * 7
150 0,76* 8
204 > 10 * 10
200—303 < 0,01 * 3
400 < 1.0 * 7
20 Нестоек *
400 0,149» 6
500 0,573* 7
603 > 10 * 10
400 4 0,21 * 6
450 4 0,58* 7
500 4 1,554» 8
300 Нестоек *
20 »
> 400 »
20 Стоек *
20 »
300 Нестоек *
200 < 0,01 * 3
250 4,87 • 8
200 0,213* 6
> 300 >10* 10
250 Нестоек *
20 >10* 10
15 Нестоек »
482 0,762* 7
538 1,524* 8
593 3,048* 8
650 >10* 10
510 0,762* 7
403 Нестоек *
20 Н
20 н
20 н
20 с
20 н
20 о
60 н
При нормальной темпера-
туре некоторые металлы
энергично взаимодействуют
со фтором. При повышен-
ных температурах большая
часть стойких в среде кис-
лорода металлов (платина,
вольфрам, титаи, хром)
окисляется фтором, часто с
образованием летучих про-
дуктов реакции. Эти ме-
таллы не могут применять-
ся в качестве конструкци-
онных материалов.
Сплавы на основе желе-
за рекомендуется приме-
нять прн температурах не
выше 200° С; при более вы-
соких температурах реко-
мендуются медь, латуии,
бронзы и сплавы иа осно-
ве никеля. Скорость кор-
розии во влажном фторе
выше, чем ‘в сухом. Во
влажном фторе рекоменду-
ется применять только
сплавы типа монель-метал-
ла.
Большинство полимерных
материалов взаимодейству-
ет со фтором при нормаль-
ной температуре. Взаимо-
действие многих органиче-
ских веществ со фтором,
так же как с кислородом,
может протекать со взры-
вом. Поэтому требования
к отсутствию жировых, ор-
ганических загрязиений на
поверхности металлов долж-
ны быть не менее жесткие,
чем те, которые предъяв-
ляются к оборудованию для
работы в кислороде.
Некоторые редкие метал-
лы при взаимодействии со
фтором образуют летучие
фториды.
* В нрисутавии 7—10% HF.
852
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
П родолжен не
Название, марка материала Характеристика среды Продолжитель- ность испыта- ния, ч Оценка стойкости материала Примечания
состояние X СК <и х а • S га о О О, <Ц н “ темпера- тура, ЬС «X» э э Cutj ii J X <\> S f ё вч« о п, га р t- Ю О
ФтОркСТЫЙ водород
Алюминий Пар . 109 4') 0,03 5
Газ 103 500 1,5 8
» 100 600 4,53 10
р-р Любая 20 Нестоек
Вольфрам 20 io’ Стоек
Магний 18 90 »
Пар 10 99 10 »
Газ 100 500 2,56 8
Медь Ж. 97-99,5 15 0.28 6
Пар 10 90 io’ 0,88 7
» 97-99,5 100 0.44 6
» 97—99,5 300 0,98 7
Газ 100 500 1.524 8
» 100 600 1,22 8
Монель-металл Ж. 97-99,5 20 87*, 5* 0.05 5
НМЖМц Пар 100 43 0,022 5
28-2,5-1,5 » 97—99,5 115 0,05 5
р-р 10 58 0,20 6
10 20 *2’18’ 0,05 5
Никель ж. 97—99,5 — 15 0,43 6
Пар 97-99,5 15 0,55 7
» 97—99,5 100 0,01 4
» 97-99,5 300 0,04 4
Газ 97-99,5 500 0,98 7
» 100 500—600 0,83 7
р-р 10 10—20 ’7’20’ 0,003 2
» 48 89 0,558 7
» 48 20 0,228 6
» 70 20 187 0,022 4
Ниобий » 19 20 . . . . 0,33 6
» 39 20 0,59 7
Свинец ж. 97—99,5 15 1,63 8
р-р 10 20 0,23 6
Сталь углероди- » 18 90 io’ 8,73 9
стая » 5—10 20 > 10 10
» 30; 48 20 > 10 10
98 20 187 0,157 6
Сталь 2X13 Газ 100 500 > 1) 10
Р-Р Ж. 49 20 > 10 10
97-99,5 15 0,12 6
Пар 97—99,5 100 0,05 4
» 97-99,5 300 0,14 6
Газ 97—99,5 500 8,43 9
» 97-99,5 550 8,31 9
» 100 600 10,52 19
Сталь Х18Н9Т р-р 49 20 > 10 10
(1Х18НУТ, ЭЯ1Т) Ж. 97—99,5 15 0,19 6
Пар 97—99,5 40 0,15 6
» 97—99,5 100 0,05 - 5
Сталь XI71 1JM2T » 97—99,5 300—500 > ю 10
р-р 40 20 > 10 10
(Х18Н12М.1Т, ЭИ432) Пар 100 < 1,0 7
Сталь Х23Н27М2Т Р-Р 18 90 10 0,21 6
Сталь » 18 90 10 0,55 7
Х23Н28МЗДЗТ
Тантал о 1—5 20—100 .... Нестоек
в сухом фтористом водо-
роде при нормальной тем-
пературе большинство ме-
таллов вполне стойко, но
прн наличии даже неболь-
ших количеств влаги ак-
тивность HF увеличивается,
особенно при повышенных
температурах. Фтористый
водород обладает огромным
сродством по отношению к
воде и является сильней-
шим дегидратирующим ве-
ществом.
При нормальной темпера-
туре иа магнии, никеле и
железе образуется фазовая
фторидная пленка, защи-
щающая металл от корро-
зии. Обработка магния фто-
ристым водородом приме-
няется для защиты его от
атмосферной коррозии и
коррозии в воде при тем-
пературах до 100° С.
В отсутствие кислорода
медь вполие стойка в рас-
творах фтористого водоро-
да, ио в присутствии окис-
лителей коррозионная стой-
кость ее снижается.
Очень сильно разрушает
кислота стекло, кварц и
кремнистые чугуны с обра-
зованием летучего фторида
кремния. При высоких тем-
пературах стойки платина,
палладий н золото, но в
присутствии кислорода и.х
коррозионная стойкость сни-
жается.
Для большинства сталей
и титаиа характерна язвен-
ная коррозия. Имеются све
дения о коррозионном рас-
трескивании моиель-метал-
ла во фтористоводородной
кислоте. Коррозионная стой-
кость монель-металла сни-
жается при наличии в рас-
творе окислителей и при
аэрировании. Сплавы типа
моиель-металла широко
применяются для изготов-
ления арматуры, иасосов и
другого оборудования для
этой среды. Из нержавею-
853
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
П родолжение
Характеристика среды <У eg Оценка стойкости материала
Название, марка материала о S » к о концен- трация, вес. % «и ш Е «- s5 ч s сорость эррозии, (Ж2.Ч) группа, балл стойкости Примечания
С 34 К о ьс Г?
Фтористый водород (продолжение}
Титаи р-р 1 97 20 20 .... > 0,7 > 0,7 8 8 щих сталей наиболее стой- ки хромоникельмолибдеио-
Каучук натураль- 50 70 . . . . С вые стали типа ЭИ943.
ный Из неметаллических ма-
Полиамиды » 10—100 20—60 .... Н териалов наиболее стоек
Полив инилхлорид » 40 - 20 • • . . С тетрафторэтилен.
68 20 О
Пар 100 20 с
» 100 60 и
Полиметилмет- р-р 40-100 20 н
акрилат
Политетрафтор- » 40—100 20—60 .... с
этилен
Политрифторэти- » 40—100 20—60 .... с
лен
Полихлоропреи » 30 30 .... о
Полиэтилен 40 60 с
н 75 20 с
» 75 60 • о
Пар 100 60 II
» 100 20 с
•Фенопласты р-р 10 20 .... с
Хлор
Алюминий Газ 100 20 Стоек При нормальной темпера-
» .... 20 Нестрек * туре в сухом хлоре боль?
100 200 Нестоек шинство металлов вполне
Вольфрам » 100 250 » стойко, но при повышении
Железо-армко » 100 20 Стоек температуры скорость окис-
» .... 20 Нестоек * ления возрастает, при опре-
Ж. 100 20 Стоек деленных температурах воз-
Кобальт Газ 100 20 Нестоек можио воспламеиение ме~
Магиий » 100 20 таллов. Железо н серый
Медь » 100 20 чугун воспламеняются при
Никель » 100 20 Стоек температуре 232—260° С.
» 100 510 0.762 7 алюминий — при 204—230° С.
» 100 600 > з 8 медь — при 315° С.
» 100 650 > Ю 10 Прн разбавлении хлора
Олово » 100 20 Нестоек воздухом его коррозиоииая
Платина » 100 20 Стоек активность по отношению к
100 > 100 Нестоек большинству металлов, за
ж. 100 100 12 Стоек * исключеиием AI практиче-
Овииец I аз . 20 » ски не снижается.
Ж. 100 20 » При взаимодействии ти-
Сталь углероди- Газ 100 20 ЗлбЗ 0,004 2 тана с сухим газообразным
стая > 100 60 8-4 0,29 6 хлором возможна пирофор-
100 100 1 ' 1,728 8 ная реакция, наличие в
Сталь Х18Н9Т » 100 20 < 0,1 5 газообразном хлоре X)
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) » .... 20 < 10 * 9 влаги резко уменьшает
» . . . . 100 >10* 10 коррозию титана. При нор-
Сталь X17H13M3T 100 20 <0,1 5 мальвой температуре
(Х18Н12МЗТ, » . . . . 20 < 10» 9 увлажнение хлора способ-
ЭИ432) ствует повышению его кор-
розиониой активности, а при
♦При наличии паров воды.
854
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Название, марка материала Характеристика среды Продолжитель- ность испыта- ния, ч Оценка стойкости материала Примечания
состояние концен- тр.щия, вес. % темпера- э J с с коррозии, г/(м2.ц) группа, балл стойкости|
Хлор (продолжение}
Титан » 30 Стоек *
» 100 2Э Нестоек
Хастелой С » 100 0 3336 Стоек
» 19 3336 0,002* 2
» 100 2376 0,025 * i
Циоконий » 100 • 0 3336 0,002 2
» 10-40 3336 0,37 * 6
Чугун кремнистый' » 100 20 < 1,0 7
cis » 100 100 > ю 10
Поливинилхлорид м 100 20 с
100 40 о
Ж. 100 20 н
Полиметилмет- Газ 100 20 о
акрчлат
Политетрафтор- 109 109 с
этилен
Полиэтилен » 109 20 о
100 49 н
Ж. 100 20 н
температуре 300° С ско-
рость окисления железа,
алюминия и меди во влаж-
ном хлоре меньше, чем в
сухом. Наличие влаги в
хлоре способствует образо-
ванию на этих металлах
пленки окнслов. обладаю-
щей более высокими за-
щитными свойствами, чем
хлоридная пленка. Наличие
следов хлора в воздухе уве-
личивает атмосферную кор-
розию большинства метал-
лов. Хранилища сухого га-
зообразного хлора изготав-
ливаются из углеродистых
сталей.
Хлористый водород
Алюминий р-р 1
» 1
» 5
» 10—15
Газ 100
» 100
Бронза Бр. А10 Р-Р 3,6
» Конц.
Бронза Бр. А7 » 10
Железо-армко » 3,5
» Конц.
Золото » 36 -
Г аз 100
Латунь Л68 Р-Р 39
Газ 109
» 100
» 109
» 109
Магний р-р Лю*ая
Медь » 10
20
» 30
» Коиц.
Газ 100
» 100
» 100
Молибден Р-р
Монель-металл » ’ 10 '
НМЖМц 10
28-2,5-1,5 Конц.
20 0 09 6
50 . 1,75 9
20 2,38 9
> 20 Нестоек
49 о,01 4
250 0,31 7
15 0,166 6
15 0,95 8
20 Нестоек
20 < 10 | 9
20 > 10 i 10
20—100 Стоек
982 1,676 7
15 <1,0 7
— 15 0,29 6
49 0,52 7
100 2,23 8
250 2,93 8
20 Нестоек
20 0,083** 5
5о 0,250** 6
20 0,875** 7
20 4,16 ** 8
93 0,762 7
150 1.524 8
204 3,048 8
20 0,04 4
101 0,33 6
2) ’ \ . 0,123 6
100 3,37 8
20 2,580 8
При нормальной темпера-
туре большинство конструк-
ционных материалов прак-
тически ие взаимодействует
с сухим хлористым водоро-
дом. В присутствии влаги
его коррозионная актив-
ность резко возрастает.
Хлористоводородная кисло-
та энергично взаимодей-
ствует со многими метал-
лами и их окислами.
При взаимодействии со-
ляной кислоты со сталями
не образуется защитной
пассивной пленки. Есте-
ственная пассивная пленка
на кремнистых чугунах, со-
стоящая из SIO2, легко
разрушается в соляной кис-
лоте. В растворах кислоты
концентрации 2—5% при
нормальной температуре иа
титаие образуется пассив-
ная пленка, состоящая иэ
гидридов титана, но в рас-
творах кислоты ббльшей
концентрации она разру-
шается и титан переходит
в активное состояние. Кор-
розионная стойкость желе-
* При наличии паров воды.
** При отсутствии в кислоте кислорода.
855
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
П подолжение
Название, марка материала Характеристика среды Продолжатель- ность испыта- ния, ч Оценка стойкости материала Примечания
состояние ; концен- трация, вес. % темпера- тура, °C скорость коррозии, г/(ж2-ч) группа, балл | стойкости |
Хлористый водород (продолжение)
Монель металл Газ 100 232 0,762 7
НМЖМц » 100 260 1,524 8
28-2,5-1,5 » 100 343 3,048 8
» 100 482 > 10 10
Никель р-р 5 20 0.195 6
м 10 20 0,33 6
» 20 20 0,92 7
» 30 20 1,95 8
« 37,5 20 2,75 8
» 5-37,5 100 Нестоек
Газ 100 —15 0,03 4
» 100 40 0,16 6
» 100 100 0,02 4
» 100 205 20 0,022 4
» 100 538 20 0,93 7
Ниобий р-р 7 20—100 Стоек
>» 31.5 20 <0,1 5
» 31,5 100 0,56 6
» 37 20 <0,1 5
Серебро Газ 100 232 0,914 7
» 100 454 18,20 10
Сталь углероди р-р 3—коиц. 20 Нестоек
стая
Сталь 1X13 3,6 20 < 3,0 8
» 15 15 > 10 10
Сталь Х18Н9Т » 10 20 0,27 6
(1Х18Н9Т, Sfll'D » 10 Т. кип. > Ю 10
м 30-37 20—т. кнп. > ю 10
Газ 100 40 0,01 5
» 100 250 0,94 7
Тантал р-р 19—конц. 18—100 <0,1 5
» О ) 21 1960 < 0,001 1
Титан » Кони. 100 1610 < 0,001 1
» 1 6)—100 100 < 0,25 6
» 5 115 100 5,6 10
10 20 240 0,05 5
» 10 69 100 4,47 9
» 15 20 240 0,07 6
15 69 100 > ю 10
Каучук натураль- » Конц. 50 с
ный Полиамиды » 5—10 20 н
Полив инилхлорид » Конц. 20 с
60 О
Полиметилмета- » » 20 н
крилат П ол ит етр а фтор- » 50—100 60 с
этилен Газ 100 60 с
Полихлоропрен р-р Конц. 20 О
Полиэтилен » » 60 с
Фенопласты 30 60 с
зоуглеродистых сплавов
снижается по мере увели-
чения содержания в них
углерода, поэтому чугуны
обычно разрушаются с
бдльшей скоростью, чем чи-
стое железо. Ниобий стоек
в соляной кислоте, но при
температуре 100° С происхо-
дит охрупчивание металла,
хотя скорость коррозии его
невелика.
Наиболее коррозноиио-
стойкими металлами в этой
среде являются тантал и
цирконий. Высокой корро-
зионной стойкостью обла-
дают ннкельмолибденовые
сплавы типа ЭП496.
НИМО20, НИМО28. В су-
хом хлористом водороде и
при высоких температурах,
когда исключается конден-
сация влаги, платина стой-
ка до 1000° С, золото — до
800° С, никель и ннкельхро-
можелезные сплавы — до
500° С. моиель-металл и се-
ребро - до ' 400° С, медь
и сталь углеродистая — до
~200° С.
Присутствие кислороде и
влаги в системе обычно
увеличивает скорость кор-
розии металлов.
Молибден, вольфрам и ре-
ний устойчивы в растворах
кислоты различной концен-
трации при повышенных
температурах. Потери мас-
сы ниобия в растворах кис-
лоты обычно невелики, но
при высоких температурах
его примеиять ие рекомен-
дуется в связи со склон-
ностью его к охрупчива-
нию в этих условиях.
Из неметаллических ма-
териалов рекомендуются
стекло кислотостойкая ке-
рамика фарфор.
856
КОРРОЗИОНННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
П родолжение
Название, марка материала Характеристика среды Продолжитель- ность испыта- ния, ч Оценка стойкости материала Примечания
состояние Ж К <и S =f =г - S « О о X н И темпера- тура, °C скорость коррозии, г/(^2-ч) группа, балл стойкости
Хромовая кислота
Алюминий Р-Р 5 20 <м 61 6 Многие металлы (алюми-
» 10 20 0,088 6 НИЙ, никель, цирконий, тн-
» Конц. 20 0,289 7 таи, железо) хорошо пасси-
» » 60—70 1,13 8 вируются в концентриро-
Магнии >♦ 10—30 20 Стоек ванной хромовой кислоте,
Мель » Любая 20 Нестоек образующаяся окисная
Монель-металл » >» 20 » пленка предотвращает кор-
НМЖМц розию металла. Повышение
28-2,5-1,5 температуры и перемеши-
Никель »> < 5 20 Стоек вание раствора способству-
Серебро »> • • 20 » ет переходу металла в ак-
Сталь 1X13, 2X13 » 10 20 < 0,1 5 тивное состояние.
» 10 Т. кип < 1,о 7 При высоких температу-
м 50 » » > ю 10 рах в растворах кислоты
Сталь Х18Н9Т » 10 20 < 0,1 5 наиболее стойкими являют-
(1Х18Н9Т, ЭЯ IT) » 10 Т. кип. < 1,0 7 ся титан и цирконий.
» 50 20 < 1,0 7 На меди, мои ель-металле
» 50 Т. кип. > ю 10 и олове не образуется пас-
Сталь X17H13M3T » 10 20 < 0,1 5 енвной пленки, поэтому в
(Х18Н12МЗТ, » 10 Т. кип. < 1,0 7 растворах кислоты любой
ЭИ432) » 50 20 < 1,0 7 концентрации оии окис-
» 59 Т. кип < ю 9 ляются с большой скоро-
Титан » 10 » » Стоек стью.
» 10—50 » » < 0.07 | 6 Обработка солями хро-
Цирконий » 10—30 20—Ю> Стоек мовой кислоты уменьшает
Чггун кремнистый » 50 Т. кип < 0,1 5 обесцинкование латуней в
С15 рассолах, загрязиенных еле-
Каучук натураль- » . . . . 20 Н дами аммиака. Некоторые
ный соли хромовой кислоты, на-
Поливинилхлорид » 29-50 6) С пример Na2CrO4. примени-
» Конц. 8Э с ются в качестве ингибнто-
Полиметилмет- » 20—50 60 н ров коррозии углеродистых
акрилат сталей в охлаждающих
Политетрафтор- » 20—50 20—69 с рассолах. Необходимое ко-
этилен личество ингибитора опре-
Пол итрифторэти- » 20—50 63 с деляется обычно опытным
.ч ен путем и зависит от состава
Полиэтилен 20—50 20-60 с среды. Недостаток за мед-
» 90 20 с лителя может уменьшить
» 90 60 н общую коррозию, но увели-
Фенопласты 5 20 н чить местную.
Царская водка •
Золото р-р Коиц. 20—100 • Нестоек Смесь 1 объема конц.
Молибден » 20 » HNO3 с 3 объемами коиц.
Ниобий » Коиц. 22 144 <0,1 5 НС1, называемая царской
Платина » 10 20 0,02 4 водкой, действует более
» Конц. 20 0,4 6 энергично, чем каждая из
Сталь 1X13, 2X13 » » 20 > 10 10 кислот в отдельности. Да-
Сталь X18II9T » 20 > ю 10 же благородные металлы
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) растворяются в этой смеси
Сталь X17H13M3T » » 20 > 10 10 с образованием хлоридов.
(XI8H12M3T, Из неметаллических мате-
ЭИ432) риалов применяются стекло.
фарфор, керамика.
857
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
П родолжение
Характеристика среды ель- :та- Оценка стойкости материала
Название, марка материала S S к о «о 0J С « )ДОЛЖИТ ть испы , ч л ® К я—, о И У о о • ппа, л йкости Примечания
о КОН тра вес й а 0,0 « с о
о о С S Е и X << О
Царская водка (продолжение)
Тантал р-р Конц. 18-6) .... < 0,01 3
Титан » 18-63 < 0,01 4
Цирконий » » 18-60 Нестоек
Полиметилмет- акрилат » » 20-60 Н
Политетрафтор- этилен » » 20—60 С
Политрифторэти- леи » » 20—63 С
Алюминий
Латунь Л62
Латунь Л90
Медь
Монель-металл
НМЖМц
28-2,5-1,5
Никель
Олово
Свинец
С еребро
Сталь углероди-
СТлЯ
Сталь 2X13
Сталь Х18Н9Т
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т(
Сталь X17H13M3T
(Х18Н12МЗТ,
ЭИ432)
Тантал
Титаи
Чугун серый
Чугун кремни-
стый С15
Чугуи хромистый
Х28
Каучук натураль-
ный
Полиамиды
Поливинилхлорид
Четыреххлористый углерод
100 20 - Стоек
100 Т. кип. 1,15 8
100 20 0,005 2
100 67 8,133* 9
100 20 0,003* 2
100 67 0,130» 6
100 76-78 100 0,006* 3
100 Т. кип. <0,1 5
100 20 4320 < 0,001 * 1
100 Т. кип. 100 0,525» 6
100 20 24 0.С03» 2
100 67 24 0.021» 4
100 20 Стоек
100 20 4320 < 0,001 * 1
100 Т. кип. 100 0.06* 5
100 20 .... Стоек
100 20 »
100 67 1,242 * 8
100 76-78 • 100 Стоек •
100 76-78 103 0,002» 2
100 20-25 103 0,003» 2
100 20 Стоеь
100 Т. кип. Стоек *
100 76-78 100
100 Т. кип. < 0,1 5
100 » » < 0,1 5
100 20 .... Н
109 20 £
100 20 Xj
100 60 .... 11
Четыреххлорнстый угле-
род отличается инертностью
по отношению к металлам
и др. веществам. Но в при-
сутствии алюминия и желе-
за СС14 разлагается водой
до СО2 и НС! уже при
нормальной температуре,
образующаяся при этом со-
ляная кислота разрушает
алюминий и никель.
Четыреххлористый угле- .
род является прекрасным
растворителем масел, смол,
красок и т. д., поэтому
многие неметаллические ма-
териалы в ием нлн иабу-
хают- нли растворяются.
Четыреххлорнстый углерод
иногда вызывает разруше-
ние оборудоваиия за счет
образующейся при гидроли-
зе соляной кислоты. При
проектировании ваин для
обработки в СОЦ надо из-
бегать узких целей, зазо-
ров, иеравиомерио аэрируе-
мых участков, которые мо-
гут подвергаться местной
коррозии.
* Во влажном СС1«.
858
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Продолжение
Характеристика среды •° । си р Оценка стойкости материала
Название, марка материала состояние концен- трация, вес. % темпера- тура, ЪС Продолжип ИОСТЬ ИСПЬ НИЯ, ч скорость коррозии, г/(лс?*ч) группа, балл СТОЙКОСТИ Примечания
Четыреххлор-стыЦ^углерод (продолжение}
Полиметилмет- Ж. 100 20 н
акрилат Полпхлоропреи 100 20 н
Полиэтилен » . 100 - 20 н
Фенопласты » 100 60 с
ч Щавелевая кислота
Алюминий р-р 5 20 0,035 6 Никель, молибден, цирко-
» 5 70—80 0,342 8 ний способны яассивиро-
» 10 20 0,034 6 ваться в щавелевой кисло-
» 10 70—89 0,461 8 те, поэтому отличаются вы-
Молибден » 6,9 20 0,04 4 сокой коррозионной стой-
13,4 20 0,06 4 костью в этой среде. При
Монель-металл » Конц. 20 < 0,01 3 нагреве в растворах кисло-
НМЖМц ты хром переходит в ак-
28-2,5-1,5 тнвиое состояние, так как
Никель Нас. 20 < 0,1 кислота является восстаио-
» » ГО < 1,0 7 вителем и коррозионная
Ниобий » 10 "?! 1 < О.г01 1 стойкость хромистых сталей
» 10 ГО 0,011 4 снижается.
Свинец » 20 Нест- Ниобий, несмотря иа ёго
Сталь Ст. 3 6,3 20 о.Зб 6 высокую коррозионную стой-
Сталь 1X13, 2X13 » 10 20 720 < 1.0 7 кость. ие рекомендуется
» 10-50 Т. кип. 72 > ю 10 применять при повышенных
Сталь Х18Н9Т » 10 20 < 0.1 5 температурах в связи с его
(1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) » 10-50 Т. кип. > ю 10 склонностью к охрупчива-
Т штал » Нас. » < 10 9 иию в растворах кислоты.
» .... 20 Стое к На титане ие образуется
Титан » 5 35 114 . 0,064* 6 пассивиой пленки, и он от-
» 5 60 114 4,60 9 носительио стоек лишь при
» 5 100 114 > Ю 10 нормальной температуре и
» Г 35 114 0,008 * 4 интенсивной аэрации рас-
» 10 > 60 114 >10* 10 твора. Для изготовления
» 15 50 144 2,33 * 9 деталей оборудования при-
Цирконий » 25 60 114 5,7 10 меняются также медь и
5 35-100 114 <0,007 3 бронзы.
» 19 35-100 114 0,013 4 Из неметаллических ма-
» 25 60 114 0,100 5 териалов рекомендуются
Чугун кремни- » 25 100 114 0,231 6 стекло, керамика, кислоте-
» Н-с. 20 < 0,1 5 стойкие эмали.
стый С15 » 100 < 1,0 7
Каучук иатураль- » 50 50 с
ньП Полиамиды » Конц. 20 н
Поливинилхлорид » 10 40 с
Полнметйлмет- » 10 60 о
» Конц. 60 с
акрнлат Политетр-.:фтор- Любая 60 с
этилей
Полиэтилен » Конц. 60 с
• При аэрировании раствора.
859
КОРРОЗИЯ ПРИ КОНТАКТАХ МЕЖДУ
Знак 0 означает, что при соприкосновении указанных металлов и сплавов коррозия не воз-
легали покрыты смазкой, а неподвижные — лаком; цифра 2 означает сильную коррозию, металлы
Условия эксплуатации: П —эксплуатация в отапливаемых и вентилируемых помещениях;
воздухе. Более подробную характеристику условий эксплуатации см. на стр. 913.
Соприкасающиеся металлы или сплавы Серебряное, золотое, палладиевое и родиевое покрытия М едь, латунь, бронза Никелевое покрытие Хромовое покрытие (много- слойное) Цинковое покрытие (хромати- рованное)
П н А П н А П н А П н А П н А
-Серебряное, золотое, палла- диевое и родиевое покры- тия 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2 2
Медь, латунь, бронза .... 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2 2
Никелевое покрытие 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2
Хромовое покрытие (много- слойное) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 I I
Цинковое покрытие (хрома- тированное) 2 2 2 2 2 2 0 I 2 0 I I 0 0 0
Кадмиевое покрытие (хро- матированное) 2 2 2 2 2 2 0 I 2 0 1 I 0 0 0
Оловянное и оловянно-свнн- цовое покрытия .... 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 I 2
Алюминий и его сплавы оксидированные 1 I 2 0 1 2 0 0 I 0 0 0 0 I 1
ксоксидированные .... 2 2 2 I I 2 0 I 2 0 I 2 0 0 0
Титан и его сплавы .... 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 I 2
Азотированная сталь .... 1 2 2 I 1 2 0 0 I 0 0 0 0 0 0
Нержавеющая сталь (хро- моникелевая) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 I 2
860
МЕТАЛЛАМИ И СПЛАВАМИ
ннкает; цифра 1 означает небольшую коррозию, однако контакт допустим, если подвижные
и сплавы необходимо разделять защитными покрытиями.
Н — эксплуатация под навесами и в неотапливаемых помещениях; А — эксплуатация на открыто,!
Кадмиевое покрытие (хромати- рованное) Оловянное и оловянно- св инцов о е покрытия Алюминий и его сплавы Титан и его сплавы Азотирован- ная сталь Нержавею- щая сталь (хромо- никелевая)
оксиди- рованные неоксн- дированные
П н А П н А П н А П н А П н А П н А П н А
2 2 2 0 0 0 I I 2 2 2 2 0 0 0 I 2 2 0 0 0
2 2 2 0 0 0 0 I 2 I I 2 0 0 0 I I 2 0 0 0
0 1 2 0 0 0 0 0 I 0 I 2 О 0 0 0 0 0 0 0 0
0 I 1 0 0 0 0 0 0 0 1 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 I 2 0 I I 0 0 0 I 1 2 0 0 0 0 1 2
0 0 0 0 I I 0 I I 0 0 0 I I 2 0 0 1 0 1 I
0 1 I 0 0 0 0 0 0 0 I 1 0 0 0 0 0 I 0 0 0
0 I I 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
0 0 0 0 I 1 0 0 0 0 0 0 I I 2 0 0 0 0 1 2
1 1 2 0 0 0 0 0 0 1 1 2 0 0 0 0 0 I (' 0 0
0 0 1 0 0 I 0 0 0 0 0 0 0 0 I 0 0 0 0 0 1
и I I 0 0 0 0 0 I 0 1 2 0 0 0 0 0 1 0 0 0
861
ВАЖНЕЙШИЕ ИНГИБИТОРЫ КОРРОЗИИ
Ингибиторы коррозии находят применение в основном в замкнутых системах, напри-
мер в холодильных установках, паровых котлах, травильных ваннах, при транспортировке
агрессивных сред и т. д. Эффективность действия ингибитора обычно выражают в виде
отношения скорости окисления металла в среде без ингибитора к скорости коррозии в гой
же среде с ингибитором.
Концентрация ингибитора, необходимая для защиты металла от коррозии, зависит от
состава и температуры среды, скорости ее перемешивания, присутствия окислителей и
депассиваторов (С1-, Br~, SO^“ и пр.) и других факторов. Необходимо также иметь в виду,
что анодные замедлители, добавленные в недостаточном количестве, могут увеличить мест-
ную коррозию материала; особенно это касается ингибиторов окислительного типа, напри-
мер, хромовой кислоты и ее солей нитратов.
Для выбора ингибитора требуется знание механизма его действия и конкретных усло-
вий применения, поэтому в таблице приведены общие сведения о некоторых применяемых
промышленностью ингибиторах и основных областях их использования. Более подробно
о свойствах ингибиторов и условиях их применения см. следующие книги: 1. Ингибиторы
кислотной коррозии, материалы I респ. конференции по ингибиторам коррозии. Изд. «Ра-
дяньска Украина», 1965.— 2. С. А. Балезин (ред.), сб. «Ингибиторы коррозии металлов»,
изд. МГПИ им. В. И. Ленина, I960. — 3. С. А. Балезии (ред.), сб. «Ингибиторы кор-
розии металлов», вып. 2. изд. МГПИ им. В. И. Ленина, 1962. — 4. И. Н. Путилова,
С. А. Балезин, В. П. Баранник, Ингибиторы коррозии металлов. Госхимиздат,
1958.— 5. И. Л. Розенфельд, Замедлители коррозии в нейтральных средах, Изд. АН
СССР, 1953. — 6. Н. Д. Т о м а ш о в, Теория коррозии и защиты металлов. Изд. АН СССР,
1959.-—7. В. В. Скорчелетти (ред.), сб. «Коррозия металлов», т. I, 2. Госхимиздат, 1952.
Область приме- нения Название ингибитора Металлы, коррозия кото.- рых тормозится указанным ингибитором Предполагаемый механизм действия
Защита от ки- Аиилии, этиламнн, ди- Железо, низко- и высо- В основном анодное
слотной коррозии; этил а мин, четыре хзаме- колегнроваиные стали, торможение и экраии-
травление метал- лов в кислотах; защита емкостей при хранении и транспортировке кислот щенные аммониевые основаиия и их произ- водные, л-феииленди- амии, р-н афт и ламин, фе- нил-Р-нафтиламин, уротро- пин, пиридин, хинолии, иафтохииолин, диметил- хинолин, дибензилсуль- фидтиокарбамнд, дибен- зилсульфоксид, нафтнл- хииолнн-о-толнлтиомоче- вина, тиомочевина, тно- дигликоль. акридин, акри- флавин, сульфированные нефтяные остатки, суль- фированное касторовое масло, ингибиторы на основе бензиламина БА-6 н БА-12, капатин А, ка- патии Б, ингибитор ПБ-5, присадка ЧМ, ГИПХ-1, ГИПХ-2, ГИПХ-3 чугун рование поверхности металла от коррозион- ной среды
Ингибиторы ПБ-5 и ПБ-8 Бензилтиоцианат Трехокись сурьмы, сурьмянистокислый на- трий Алюминий Медь, латунь, бронза Железо, сталь углероди- стая, чугун То же » » В основном катодное торможение (повыше- ние перенапряжения выделения водорода)
Защита от кор- розии в нейтраль- ных солевых рас- творах; холодиль- Бикарбонат кальция Железо, низко- и высо- колегированные стали, чу- гун, медь, латунь, бронза Образование защит- ных пленок из трудно- растворимых карбона- тов
ная промышлеи- Хроматы натрия и ка- Железо, сталь углеро- Пассивирование ме-
ность, противооб- леденительные др створы лия, бихроматы дистая, чугун, медь, ла- тунь, цинк, бронза, алюми- ний и его сплавы талла
862
ВАЖНЕЙШИЕ ИНГИБИТОРЫ КОРРОЗИИ
Пр одолжен ие
Область приме- нения Название ингибитора Металлы, коррозия кото- рых тормозится указанным ингибитором П р е д по л ага е мы й механизм действия
Защита от кор- розии в нейтраль- ных солевых ра- створах; холодиль- ная промышлен- ность, противооб- леденительные растворы Двузамещенные фос- фаты Гексаметафосфат на- трия Сульфит натрия * Бензоат натрия ** Нитрит натрия Железо, сталь углеро- дистая, циик, медь Железо, циик, медь, свинец, латунь Железо, сталь углеро- дистая, медь, латунь Железо, сталь, «угуи Железо, сталь Образование трудно- растворимых фосфат- ных пленок Образование фос- фатных пленок Связывание кисло- рода, содержащегося ₽ солевом растворе Образование плен- ки трудиорастворимых бензоатов железа, ограничивающей до- ступ среды к металлу Образование пассив- ной плеики
Снижение кон- тактной коррозии металлов в соле- вых растворах Соли хромовой ки- слоты, бихроматы + 4- едкий натр (pH 8—8,5) Железо — латунь, же- лезо-алюминий, же- лезо — цник
Защита обору- дования в природ- ной и технической непитьевой воде; водяные холодиль- ники; оборудова пие нефтеперера- батывающей и горной промыш- ленности Гидроокись кальция Хроматы или бихро- маты шелочиых металлов Двузамещеиный фос- фат натрия Гексамета фосфат на- трия илн кальция Трехзамещениый фос- фат моноэтаноламина Едкий натр Нитрат натрия БензОат натрия *** Карбойат натрия Сульфит натрия 4* Силикат натрия Железо, сталь углеро- дистая, цинк, медь, ла- тунь Железо, сталь углеро- дистая, циик, медь, ла- тунь, алюминий и сплавы на его основе Железо, сталь углеро- дистая, мель, латунь То же Железо, сталь углеро- дистая Железо, сталь углеро- дистая, чугун Железо, сталь, циик, медь, латунь, алюминий Железо, сталь, чугун То же Железо, сталь углеро- дистая, медь, латунь Железо, сталь углеро- дистая. чугун, алюминий Образование защит- ных окисных и гидро- окисных трудиораство- римых пленок Пассивирование ме- талла Образование трудно- растворимых пленок То же » » Образование трудно- растворимых защит- ных пленок Пассивирование ме- талла Образование пленки тру днораств ор и мого бензоата железа Образование трудно- растворимой пленки Связывание кисло- рода Образование трудно- растворимой пленки
* В некоторых случаях нержавеющие стали под действием этого ингибитора способны
переходить в активное состояние.
** Действие ингибитора усиливается в присутствии растворенного кислорода.
**♦ Ингибирующее действие усиливается в присутствии кислорода, перекиси водорода
и некоторых других окислителей.
4* Может усилить коррозию материала находящегося в пассивном состоянии, вслед-
ствие восстановления окисной пленки н потери пассивности.
863
ВАЖНЕЙШИЕ ИНГИБИТОРЫ КОРРОЗИИ
Продолжение
Область приме- нения Название ингибитора Металлы, коррозия кото- рых тормозится указанным ингибитором Предполагаемый механизм действия
Защита от кор- розии систем пи- тьевой воды Бикарбонат кальция Гидроокись кальция Силикат натрия Железо, сталь углеро- дистая, чугун, медь, ла- тунь, бронза Железо, сталь углеро- дистая, цинк, медь, латунь Железо, сталь углеро- дистая, цник, медь, ла- тунь, алюмниий Образование пленок трудиорастворимых карбонатов Образование защит- ной пленки при под- щелачивании среды Образование защит- ной пленки
Защита от кор- розии паровых конденсаторов и котельных систем Двузамещенный фос- ф1т натрия, гексамета- фэсфат натрия и каль- ция Едкий натр Аммиак Г идразин Морфэлии, октадецил- амин Адипинат натрия Железо, сталь углеро- дистая, медь, цинк, ла- тунь - Железо, сталь углеро- дистая, цинк, медь, ла- тунь Железо, сталь, чугун То же Железо, сталь углеро- дистая, чугун То же Образование трудно- растворимых пленок Образование защит- ной пленки прр под- щелачивании среды Повышение pH ко- тельной воды Поглощение кисло- рода из котельной воды Образование защит- ной гидрофобной пленки Образование защит- ной пленки
Защита от кор- розии влажными нефтепродуктами Лецитин Меркаптобензотиазол Хромат натрия Нитрат и нитрит на- трия Железо, сталь углеро- дистая, алюминий Железо, сталь углеро- дистая, чугуи Железо, сталь углеро- дистая, чугун, алюминий Железо, сталь углеро- дистая, цинк, медь, ла- тунь, алюминий По-видимому, анод- ное торможение Анодное торможение То же » »
Защита от ат- мосферной кор- розии при хране- нии деталей в кон- тейнерах или обер- точной бумаге (летучие ингиби- торы) Аммиак, морфолин, кар- бонат циклогексил аммо- ния, нитрит дицикло- гексиламмония, беизой- нокислый амиламии, нитрит диизопропилам- мония, карбонат метил- циклогексиламмоння, этанолам инк арб онат, ингибитор ПБ-5 Нитрит диизопропил- аммония Железо, сталь углеро- дистая, чугун Сталь углеродистая, хром, олово, монель-ме- талл Испарение летучего ингибитора с после- дующей адсорбцией его пленкой влаги на поверхности металла н торможением элек- тродных процессов То же
Ингибиторы, при- меняемые как пиг- менты в лакокра- сочных покрытиях или защитных смазках Хроматы цинка или свинца Свинцовый сурик и некоторые органические ингибиторы Железо, сталь углеро- дистая, цник, медь, ла- тунь Железо, сталь углеро- дистая, чугун Анодное торможение (пассивация) Экранирование ме- талла от среды и анод- ное торможение
864
ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ ТОКА
Химическими источниками тока (ХИТ) называются устройства, посредством которых
свободная энергия пространственно разделенных окислительно-восстановительных процессов
превращается в электрическую энергию. Процесс превращения химической энергии в элек-
трическую в химическом источнике тока называется разрядом.
По характеру работы все известные разновидности ХИТ делятся иа две группы: галь-
ванические элементы, или первичные источники тока, и электрические аккумуляторы, илл
вторичные источники тока.
К группе первичных ХИТ относятся устройства, которые допускают лишь однократное
использование заключенных в них активных материалов. При этом отдача электрической
энергии может быть осуществлена в одни или несколько приемов. Полностью разряженный
гальванический элемент к дальнейшей работе непригоден. Первичные ХИТ, или гальвани-
ческие элементы, в свою очередь, делятся на две группы: элементы с жидким электроли-
том и сухие элементы, содержащие невыливающийся электролит.
Вторичными ХИТ, или электрическими аккумуляторами, называются такие источники
тока, работоспособность которых после разряда может быть восстановлена путем заряда.
т. е. пропусканием постоянного электрического тока через аккумулятор в направлении
противоположном тому, в котором протекал ток при разряде.
Разряд аккумулятора сопровождается превращением химической энергии в электриче-
скую, причем активные вещества переходят в продукты разряда; заряд аккумулятора, на-
оборот, превращает электрическую энергию в химическую, а продукты разряда — в перво-
начальные активные вещества.
Знаки электродов и принятые для иих термины анод и катод должны соответствовать
протекающим иа электродах окислительно-восстановительным процессам. Отрицательным
электродом, или анодом, является тот электрод, иа котором протекает процесс окисления,
а положительным электродом, или катодом, — электрод, и а котором происходит процесс
восстановления. Например, при разряде свинцового аккумулятора отрицательным электро-
дом. или анодом, является губчатый свинец, а положительным электродом, или катодом, —
электрод, состоящий из двуокиси свинца. Поскольку процесс окисления сопровождается
освобождением электронов, а процесс восстановления, наоборот присоединением электронов,
то анод может быть назван также донором электронов, а катод — акцептором электронов.
Формулы определения важнейших характеристик химических
источников тока
Характ ер истик и Формулы Обозначения
Э. д. с. элемента (Е) £=_^£ nF £=<р+-Ч>_ AZ—изменение сво- бодной энергии ре- акции; п — валент- ность потенциалоб- разующего иона; Е— число Фарадея; ф—потенциал элек- трода
Э. д. с. батареи (Е&) Е6 = П£ п — количество. эле- ментов в батарее
Зак. 134
865
Формулы определения важнейших характеристик химических источников
тока
Продолжение
Характеристики Формулы Обозначения
Полное удельное сопро- тивление ХИТ (г) '=го+гп rQ — омическое сопро- тивление; гп —со- противление поляри- зации
Удельное внутреннее со- противление на еди- ницу емкости (rf) r' = rQ Q — емкость
Удельное внутреннее со- противление на еди- ницу энергии (г")
Полное внутреннее сопро- тивление при заряде (Г3) и разряде (гр) из-Е Е~Ер '3= 13 ’ Гр 'р U — напряжение ХИТ; / — ток в цепи
Зарядное (6?3) и разряд- ное (^п) напряжение ХИТ Р fZ3 = F+^/3 = £+En+"o-3/3 t/p=£-rp/p = £-£n-^o-p/p £п —э. д. с. поляри- зации ХИТ
Среднее зарядное (U3) и разрядное (^р) на- пряжение ХИТ _4I 41 II “ll -d- ич|- °' J Ос tr-. w s ь b x 4| -ql ’ L - t.4* W •o’ Т — время работы ХИТ; Лг—число значений напряжения, изме- ренных через рав- ные промежутки времени
Разрядная емкость ХИТ («₽) rp 7p <?₽_ J ;рет или Op R 0 R — полное сопроти- вление цепи
Емкость по току гальва- нического элемента при / = const (Qf) и fl = const (Qp) <2/ = /Г ГР VT 1 c UdT 0
866
Формулы определения важнейших характеристик химических источников
тока
Продолжение
Характеристики Формулы Обозначения
Коэффициент использова- ния активной массы (tj) т<?р Л1 — масса активных в еществ; т — масса расходуемых актив- ных веществ
Удельная емкость ХИТ на единицу массы (Qg) и единицу объема (Qy) <?₽ «р Qo=~-. О —масса ХИТ; V— полный объем ХИТ
Зарядная емкость (Q3) Гз Q3 = J I3dT-, npH/3 = const <?3=73r3 0
Энергия ХИТ при заряде (VT3) и разряде (U7p) Г3 rp ^3=/ «V f ^Раг 0 0 при 7 = const: ^з = ^зГз; Wp = Wp
Удельная энергия ХИТ на единицу массы ( Wq) н единицу объема (^у) °p - Qp - ^O=— £/p;
Коэффициент отдачи ХИТ по емкости энер- гии (Иц/) и напряже- нию (пу) гр гр f IdT f UldT .1 P J P P 0 0 no r ; w r 3 3 Г I dT ( U J dT 1 3 J 3 3 0 0 или при / — const: IT U I T P P PPP ”<? 13T • V и I T T 1 p f updT 0 V r3 f U3dT 6 прн 7 =7 =const: о p t’uz=11qV
867
Формулы определения важнейших характеристик химических источников
тока
Продолжение
Характеристики Формулы Обозначения
Теоретическая мощность ХИТ (Р) P=I2R + l2r / 2Р — мощность, раз- виваемая ХЙТ во внешней цепи; /2г —потеря мощности внутри ХИТ
Саморазряд ХИТ (С) ^1~^2 с— QtT •10° Q] и Q2—емкости ХИТ до и после хра- нения; Т— продол- жительность хране- ния, сутки
Гальванические элементы и батареи
Выпускаемые отечественной промышленностью элементы и батареи делятся по приме-
нению в них электродных материалов на следующие основные системы (группы):
маргаицево-цииковая система;
системы воздушной деполяризации — воздушно(кислородно)-цинковая и воздушно (кис-
лород но)-Железная;
система смешанной деполяризации — марганцево-воздушно(кислородно)-цинковая;
медиоокисные элементы с цинковым отрицательным электродом;
окиснортутные элементы с цинковым отрицательным электродом.
Помимо указанных, используются элементы и батареи и других систем.
Для марок сухих гальванических элементов и батарей маргаицево-цииковой систему
(МЦ) и воздушно(кислородио)-маргаицево-цинковой системы (ВМЦ и КМЦ) приняты сле-
дующие обозначения:
первое число — начальное напряжение свежеизготовлеиных изделий в вольтах; по-
следнее число — начальная емкость в ампер-часах или продолжительность работы в часах
(в последнем случае после числа ставится буква ч); нуль в конце марки обозначает безъ-
емкостную (потенциальную) батарею; t
первая буква или сочетание двух-трех букв—иазиачеиие изделий: А — анодная бата-
рея, Н — накальная, Ф — фонарная, Т — телефонная, П — приборная, АН — анодио-иакаль-
иая, АС — анодно-сеточная, СА — слуховой анод, СН —слуховой накал, ГР — геологораз-
ведочная. РЗА — радиозоидовая анодная, АНС — анодно-иакально-сеточная и т. п.;
буквы Г и Ч, стоящие после обозначения системы, указывают на галетную или ча-
шечную конструкцию изделий; отсутствие этих букв означает, что конструкция изделия
стаканчиковая;
буквы х и у — холодостойкий и универсальный типы изделий; при отсутствии этих
букв изделия относятся к летнему типу;
буква п, стоящая после цифр, указывающих емкость, обозначает конструкцию вы-
водов тока — паиель.
Примеры
Г) 225-ПМЦГ-80ч — приборная батарея (напряжение 225 в) маргаицево-цииковой си^
стемы, элементы галетной конструкции, продолжительность работы 80 ч.
2) 1,6-ФМЦ-у-3,2 — фдиарный элемент (напряжение 1,6 е) МЦ (системы с универсаль-
ным электролитом, емкость 3,2 а - ч.
3) 1,2-В Д-300 — элемент воздушной деполяризации (напряжение 1.2 в), емкость 300 а ч.
4) 1,3-НВМЦ-150 — накальный элемент (напряжение 1,3 в) воздушно-марганцевой депо-
ляризации, емкость 150 а • ч.
5) 68-АМЦ-х-0,6 — аиодиая батарея (напряжение 68 е) МЦ-системы с холодостойким
электролитом, емкость 0,6 а • ч.
868
Характеристика сухих гальванических элементов
Сухие элементы
Характеристика некоторых типов сухих гальванических элементов
Удельная энергия ет-ч/л 100 до 100 § 150 140 ro 8 s 8 § 300—450 300-450 8 О
° ч г
вт-ч/кг 8 30-50 100 44 CO 8 UUL ~ os—ое ~ 103 80-110 80-110 8
Э. д. с., в «Л г-н 2 Ю L-O 0 ос <3 r-7 1 s 1.35 1,15 1,35 го го г—< 00'1 0,67
Суммарное уравнение электродных процессов сч и *3 к z с: Ь4 11 + С СЧ йо +5 о + ifX 5§ tf ° и ч* 2MnO2 + Zn + HSO = ZnO + ЗМпООН X 0 0 i 4 0 .G N 11 X 4 G b4 4 CM О G X cm O2 + 4NH«Cl + 2Zn = = ZnCl2 + |Zn (NH3)4[ Cl2 O2 + 2Zn + 4KOH + 2H2O = 2K2 [Zn (OH)4] CM X 0 Ф tt. CM II 0 CM X CM 4 <p U- CM 4 CM 0 4Mn Oj + 4N H4 C1 + 2Zn = = 4MnOOH + ZnCl2 + |Zn (NH3)4) Cl2 X О о с % с* 4 О е СЛ [ И С 9. х х V) < 4 4 см е О о с с S £ см см = Mg (OH)2 + 2MnOOH BI2O3 + 3Mg + 3H2O = 3Mg (OH)2 + 2BI HgO + Zn = ZnO+ Hg 3HgO + 2In = In2O3 + 3Hg ы X СО 4- о е й 4" о сл I1N с II N 11 со i О £ ем 5 2 4 £ й II л о 2 4 Ag+ CuBr2 = 1/2Cu2Br2 + AgBr 6Ag + ЗС ид J 2 4 2К J Од == = 6AgJ46G«O4 2KJ
« £ T т с т
о о ts «я У 8 £ я § а и V ч т c bJ т т т о
MnO2 |NH4C1 | Zn ( c bJ CM u. Й <5 c s x c bJ X О CM 0 C £ T - c 1 Ы c — N 4 x x 0 Z Z ем CM 0 0 T Ф U- X О * CM 0 0 X Z ем О ем О с 2* МпО2 | ZnCl2 | Sn (- МпО2 | MgBr2 1 Mg ( В12Оз I MgBr2 1 Mg ( I 1 Й £ X X 0 0 0 0 ьл ьл X X О (7) С N О ел ы X 6 ьо X см 2, G < tuo < 2. ем И д о Й ьд < ъд < 4 ем Й О <*
Т) 4 4 4 4 + 4 4 4 4 (+) (+) £ (+) (+) 4 (+)
«s S 0 c «X S [цево-ции- 1ИЫЙ 5ВЫЙ « a m « ев 3 S га га © ф этутный
X X св й св с 0 x x X а 0 и ф tr X « r юродно-желез ородио-марган вый 'анцево-оловяи •анцево-магии? i 0 X i p д § g р. о X S D 5 а О £ сси сульф атно-1 ф р ф 1 ф а ф серебряный
P « CJ Ч Ф о 2 а о х S О о о *=(
5 & X s s Ш о~с. 5 ч X ей X
869
МАРГАНЦЕВО-ЦИНКОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Активным материалом положительного электрода МЦЭ является двуокись марганца —
пиролюзит, а отрицательной электрода — металлический цинк. В качестве электролита
применяется водный раствор хлористого аммония с добавкой других нейтральных солей
и загустителя — муки. В зависимости от состава электролита МЦЭ подразделяется иа три
тупа конструкций, работающих в следующих интервалах температур (°C):
Универсальные
Холодостойкие
Летние ....
от —40 до +60
от —40 до +40
от —20 до +60
Элементы и батареи МЦ-системы являются в настоящее время самыми распространен-
ными среди гальванических элементов. Оии выпускаются, как правило, в заряженном со-
стоянии (сухие), реже — иаливиыми. Эти элементы и батареи применяются для питания
карманных фонарей, слуховых аппаратов, переносной аппаратуры связи, раднозондовых
приборов и т. д.
МЦЭ выпускаются стакаичиковой и галетной конструкции. В элементах стакаичиковой
конструкции цинковый электрод является одновременно сосудом; ои представляет собой
стаканчик прямоугольной или цилиндрической формы. Положительный электрод состоит
из смеси пиролюзита, графита и сажи; токоотводом служит угольный стержень, вокруг
которого запрессована активная масса. Положительный электрод обертывается миткалем
или бумагой.
В стакаичиковых элементах набивного типа цинковый электрод представляет собой
тонкий цилиндр, положенный в стальной стакан; дно и крышка элементов также стальные;
корпус снаружи покрыт парафинированной бумагой. Эти элементы рассчитаны на более
жесткие режимы работы.
Элемент галетной конструкции состоит из положительного электрода — агломерата
плоской формы, пропитанной электролитом картонной прокладки, выполняющей роль се-
паратора. и цинковой пластины, иа обратную сторону которой нанесен влагонепроницаемый
электропроводный слой графита.
Удельные характеристики анодной батареи МЦ-системы
при различных режимах работы
Емкость батареи 1,0 а • ч.
П родолжите льиость разряда, ч Удельная мощность Удельная энергия
вт/кг вт/л вт-ч/кг вт-ч!л
93 0,26 0,35 24 32,7
43 0,52 0,70 23 31,4
19 1,0 1,36 20 27,2
11 1,5 2,04 16 21,8
4 3,0 4,1 12 16.3
ShJ
МАРГАНЦЕВО-ЦИНКОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Время разряда, ч
Время разряда, ч
Рис. 1. Разрядные кривые и кривые изменения внутреннего сопротивления
батареи типа АМЦГ номинальной емкостью 1,4 а ч.
Разрядный ток: а —Юма; б—25 ма; в—5(1ма. ----напряжение, а;-----сопротивление, ом
Рис. 2. Влияние температуры на емкость элементов и батарей МЦ-системы:
а - сухие телефонные элементы (сопротивление 10 ом, напряжение 0,7 в); б —анодные батареи
(сопротивление 7000 ом, напряжение 60 а).
Типы конструкций: 7 —универсальные; 2— холодостойкие; 3—летние.
871
МАРГАНЦЕВО-ЦИНКОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Продолжение
h-D 'QUJOOHWJ
Рис. 3. Зависимость емкости элементов и батарей МЦ-системы от режима разряда:
102-АМЦ-Х-1.0 (при 18° С); б —70-АМЦГ-1,3 (при 20° С); в — 1,5-ТМЦ-29,5 (при 20° С). Цифры в правой части
графиков указывают напряжение (в), до которого производится разряд.
I
872
МАРГАНЦЕВО-ЦИНКОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Продолжение
Марка
200-ПМЦГ-0,01
109-ПМЦГ-0
19-ПМЦГ-О
ЮЭПМЦГ-у-0,05
225-ПМЦГ-80Ч
74-ПМЦГ-0.05
21,5-ПМЦГ-0,05
120-ПМГЦ-ОД6
87-ПМЦГ-у-0,15
75-ПМЦГ-80Ч
66-ПМЦГ-0.1
87-ПМЦГ-0.15
22,5-ПМЦ-0,15
6,1-ПМЦ-у-48ч
Малогабаритные батареи
Размеры, мм Вес, кгс Начальные характеристики при 20° С
длина ширина высота напряже- ние, в емкость, а-ч длитель- ность работы, ч
65 37 47 0,135 200 0,01
. . . 47 111 0,3 109
69 29 19 0,05 19
77 28 77 0,25 100 0,05 50
86 63 147 1,о 225 80
94 35 38 0,16 74 0,05
70 26 15 0,032 21,5 0,05
174 26 84 0,47 120 0,15
73 25 150 0,45 87 0,15 70
52 42 142 0,38 75 80
70 40 80 0,35 66 0,1
74 26 150 0,40 87 0,15
77 35 23 0,10 22,5 0,15
40 1 49 72 0,25 6,1 • • • • 48
Условия
разряда
6
6
4
12,
6
6
4
6
12
6
4
6
6
24
1,0»
85000
14000
81900
85000
48000
14000
49000
28000
28000
21000
28000
9000
10000
70
150
48
14
75
50
50
40
50
15
5,53
• Разрядный ток. ма.
Фонарные, телефонные и накальные элементы и батареи
Марка
1.5-ТМЦ-29.5
1,6-НМЦ-у-28
1.35-ТВМЦ-50
1,46-ТМЦ-7,5
1,6-ТМЦ-у-8
1,6-ФМЦ-у-3,2
3,7-ФМЦ-0,5
4,1 ФМЦ-0,7
1,3-ФМЦ-0,25
1.39-НВМЦ-150
1.3-НВМЦ-75
1,2-ВД-ЗОО
1.3-НВМЦ-250
Размеры, мм Вес, кгс а Начальные характеристики при 20° С Сохранность, месяцы Условия разряда
длина ширина высота напряже- ние, в емкость, а-ч длитель- ность работы, ч сопротив- I ление внешней цепи, ом конечное напряже- ние, в.
57 57 132 0,7 1,5 29,5 280 18 Ю 0,7
57 57 132 0,7 1,66 28 280 18 10 0,7
57 57 132 0,6 1,35 50 520 15 10 0,7
49,5 132 0,3 1,46 7,5 12 10 0.7
40,5 112 0,3 1,6 8,0 12 10 0,7
• • - 34 64 0,105 1,6 3,2 32 12 10 0,7
63 22 67 0,16 3,7 0,5 2 6 10 2,0
63 22 67 0,16 4,1 0,7 3 в 10 2,0
' 82 ’ 21,1 37,5 0,022 1,3 0,23 4 150» 0,6
82 176 1,7 1,3 150 700 15 5 0,7
162 57 132 2,0 1,3 75 зоо 12 4,5 0,95
185 ПО 312 4,5 ~ 1,2 300 12 3» 500 * 1,0
228 80 170 5,0 1,3 250 1000 15 4,5 0,95
* Разрядный ток, на.
** Вес без электролита.
s* Сохранность в незалитом
электролитом состоянии.
873
МАРГАНЦЕВО-ЦИНКОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Продолжение
Айодно-накально-сеточные батареи для переносных
радиоприемников
Марка Торговое название Размеры, мм Вес, кгс Сохранность, месяцы Начальные характеристики при непрерывном разряде Условия разряда
длина ширина высота напряже- ние, в емкость, а-ч длительность работы, ч конечное напряже- ние, в длительность работы в сутки, ч
70-АМЦГ-5 «Дружба» 155 155 215 8,5 15 70 5 120 49 4
1.28-НВМЦ-525 «Девиз» 16Э 160 185 6,5 15 1,28 525 1100 0,85 4
54-АСМЦГ-5п «Энергия» 225 85 235 7,5 15 54 5 120 30 4
65-АНМЦ-1,Зп «Тула» «Заря» 125 120 190 3,5 15 65 1,3 120 40 4
123-АСМЦГ-бОч «Воронеж» 280 53 85 1,65 12 123 . . > 60
1,46-НМЦ-60ч » 180 45 105 1,3 12 1,46 . . . - 60
75-АМЦГ-22Ч «Радуга» 95 40 70 0,36 8 75 . > . 22 45 3
5,6-НМЦГ-22ч «Рассвет» 80 50 57 0,34 8 5.6 22 3,8 3
67,5-АМЦГ-у-0,06 «Малыш» 62 38 67 0,25 6 67,5 0,06 10
Сухие батареи для питания цепей анода радиоламп
Марка Размеры, мм Вес, кгс Начальные характеристики Сохранность, месяцы Условия разряда
СЗ S К ширина о и при / = 40 4-60v С прн t < 0° с сопротивление внешней цепи, ом конечное напряже- ние, в
напряже- ние, в емкость, а-ч длительность работы, ч емкость, а*ч длительность работы, ч
102-АМЦ-у-1,0 218 138 73 3,0 102 1,0 95 0,2* 18* 15 7 000 60
102-АМЦ-х-1,0 218 138 73 3,0 102 1,0 0,2* 15 7 000 60
68-AMU-x-9,6 174 112 50 1,3 68 0,6 12 4 680 40
160-АМИ1 '-0,35 199 77 144 1,8 160 0,35 6 11 700 100
120-АМЦГ-9,27 243 94 40 1,3 120 0,27 6 8 750 56
102-АМЦГ-1,2 185 145 59 2,5 102 1,2 12 7 000 60
КЮ-АМЦГ-у-2,0 218 138 73 3,35 100 2,0 180 0,22 * 21 * 15 7 000 69
ЮО-АМЦГ-2,0 218 138 73 3,35 100 2.0 183 0,45 ** 43 ** 15 7 000 60
100-АМЦГ-0.7 J74 117 53 1,7 100 0,7 66 15 7 000 60
70-АМЦГ-у-1,3 174 112 50 1,6 70 1,3 120 0,16 * 15 * 15 4 680 40
70-ЛМЦГ-1.3 174 112 50 1,6 70 1,3 120 0,3- ** 28 ** 15 4 680 40
13-ЛМЦГ-у-0,5 65 51 41 0,25 13 0,5 500 0,1 ** 100 18 10 000 8
13-лмцг-о,5 117-АНСМЦ-18Ч 70 52 42 0,25 13 0,5 • • 0,1 ** . . . . 12 I 3* 8
анодная 116 52 140 1,2 117 18 2,0 * 6 17 390 71
накальная 116 52 140 1,2 2,95 • • 18 .... 1,5» 6 17,3 2,24
* При температуре до —40° С.
** При температуре до —20° С.
3* Разрядный ток, ма.
874
МАРГАНЦЕВО-ЦИНКОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Продолжение
Анодные и накальные батареи и сухие элементы для различных прибороз
Марка Размеры, мм Вес, кгс Начальные характе- 1 ристики при 20° С I Сох- ран- ность, месяцы Углппиа разряда
длина ширина высота напря- жение, в ем- кость, а-ч ДЛИ тель- ность работы, ч сопро- тивле- ние внеш- ней цепи, ом конец» ное напря- же- ние, в
21-РЗА-МЦ-2ч * 61 39 34 0,10 21 2 12 9000 15
3-РЗН-МЦ-2Ч • 39 39 36 0,06 3 2 12 30 1,5
80-АМЦГ-0.15 77 53 «0 0,4 0,11 80 0,15 6 30000 50
2,9-НМЦ-1,5ч 48 26 70 2,9 1,5 12 40 2,3
1,5-СТМЦ-60ч . . . 16 50 0,025 1,5 60 6 200 1,0
330-ЭВ-МЦГ-1000 120 62 132 1,4 330 . . . 1000 ** 400 6 240
15-РММЦГ-20ч 142 56 87 1,3 15 20 12 80 3» 9
29-ГРМЦ-13 4* 342 287 200 20,0 14,5 13 28 12 30 7,0
1.4Я-ПМЦ-9 42 42 102 0,3 1,48 9.0 8 12 10 0,7
1,6-ПМЦ-у-8 42 42 102 0,3 1,6 8,0 8 12 10 0,7
1,.',4-ПМЦ-х-48ч 0 22 62 0,045 (1,54 (1,68 . . . 48 24 [ 10 (2500
1,54-ПМЦ-у-48ч 0 22 62 0,045 (1,54 (1,68 . . . 48 24 ( 10 (2500
1,6-ПМЦ-х-1 0 21 60 0,045 1,6 1,05 8 117 1,0
1,6-ПМЦ-у-3,2 034 75 0,15 1,6 3,2 3,2 12 10 0,7
* Батареи с наливными элементами.
** Число включений батареи при 20° С (числитель) и при 0° С (знаменатель).
3* Разрядный ток, ма.
4* Данные приведены для отдельной секции.
Технические характеристики некоторых типов элементов МЦ-системы
(Социалистическая Республика Румыния)
Тнп Размеры, мм
« ь s Ч s длина Ш ti- pi! на высота,
R20 34 . . . 61
R50 (66 . . - 106
R61 65 152
R70 74 107
R73 77 170
S10-4 110 210
S10-4 • • 135 210
R20 34 615
2R12 21,5 74
3R12 • • 62 22 67
15R12 108 68 78
30R12 127 107 78
60R12 225 135 78
80R12 300 135 78
100RI2 • • 325 157 78
ао И <U , ж “ о о , о Ф
ГО ggd
S&cT
О) о о ф <5 « S
а XiS Е я к и ч Xi SE
83 1,5 1,35 5 0,7
420 1,5 1,35 15 0,7
850 1,5 1,40 10 0,7
800 1,5 1,40 10
1300 1,5 1,40 '0
4000 1,5 1,45 5 0,85
6000 1,5 1,45 5
83 1,5 1,35 5 0,75
38 3,0 2,5 10 1,4
108 4,5 3,9 15 2,1
640 22,5 19,5 2250 13
1300 45 39 4500 27
2600 90 62 9000 54
3500 120 109 12000 72
4200 150 137 15000 90
Портативные приборы для
освещения
Элементы питания для
средств связи
Элементы питания для
средств связи и радиопри-
емников (низкого напря-
жения)
Элементы питания для
различных промышленных
целей и радиоприемников
Портативные приборы для
освещения н транзистор-
ных* радиоприемников
Анодные батареи для ра-
диоприемников
Применение
875
МАРГАНЦЕВО-ЦИНКОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Продолжение
Размеры цилиндрических гальванических элементов (США)
Напряжение приводимых в таблице типов элементов колеблется от 1,6 до 1,65 в.
Тип Размеры, мм Объем, см$ Вес, гс Применение
диаметр высота
№ 6 63 152 483 1000 Для общих целей и телефонии
F 32 87 69 150 То же
CD 25 81 41 91 Слуховые аппараты
D 32 57 45 96 Карманные фоиари и радиоприем- ники
BR 19 38 11 20 То же
АА 13 48 6,9 15
А 16 48 9,4 22 Радиоприемники
и 8 13 0,6 1,5 »
NS 11 19 1,8 4 »
N II 27 2,6 6 »
Вес и размеры прямоугольных элементов (США)
Напряжение приводимых в таблице типов элементов колеблется от 1,6 до 1,65 в.
Номер Размеры, мм Объем, см$ Вес, гс Номер Размеры, мм Объем, см3 Вес, гс
длина ширина высота длина ширина высота
112 23,3 14,7 3,0 1,0 1,8 163 42,9 43,0 6,4 И,7 19,3
132 31,7 23,4 3,3 2,5 4,5 165 42,9 43,0 7,6 14,0 25
135 31,7 23,4 5,3 4.0 7,2 175 62,2 45,8 10,4 30 55
162 43,2 43,2 5.6 10,5 17,3
Среднее внутреннее сопротивление (ом) сухих элементов № 6 и типа D
при различных температурах (США)
Темпе- ратура, [Элемент № 6. Элемент D Темпе- ратура, Элемент № 6 Элемент D Темпе- ратура, СС Элемент № 6 Элемент D
40 0,033 0,195 15 ’0,045 0,264 -10 0,077 0,493
35 0,034 0,202 10 0.049 0,291 -15 0,095 0,733
30 0,036 0,214 5 0,055 0,322 -20 0,144 1,551
25 0,038 0,227 0 0,061 0,362 -30 1,5 15,6
20 0.041 0.246 —5 0,068 (а) сух 0.424 —40 15,0 6 И ТИП
Токи короткого замыкания их элементов № a D
при различных температурах (США)
Темпера- тура, ЬС Элемент № 6 Элемент типа D Темпера- тура, ЬС Элемент № 6 Элемент типа D Темпера- тура, ЬС Элемент № 6 Элемент типа D
40 35,3 7,7 10 25,7 5,2 -30 1,0 0,1
30 33,2 7,0 0 21,6 4,2 -40 0,1 0
25 31,6 29,7 6,6 —10 17,6 10,0 3,1 1,0 —50 о
20 6,1 -20
Начальное напряжение элементов типа F при различных
условиях работы (США)
Температура, °C Начальное напряжение (е) при различной силе тока
цепь разомкнута 0,020 а 0,050 о 0,075 а 0,10 а 0,14 а
30 1,645 1,641 1,632 Г,621 1,612 1,605
25 1,644 1,639 1,628 1,617 1,607 1,559
20 1,643 1,637 1,624 1,613 1,603 1,591
10 1,641 1,634 1,620 1,605 1,592 1,579
0 1,640 1,631 1,614 1,595 1,581 1,568
—10 1,639 1,627 1,605 1,584 1,564 1,537
-20 1,630 1,61 1,59 1,56 1,54 1,52
-25 1,622 1,60 1,57 1,54 1,51 1,49
-30 1,610 1,49 1,28 1.10 0,96 0,86
876
ВОЗДУШНО(КИСЛОРОДНО)-ЦИИКОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Активным веществом положительного электрода в элементах этой системы является
кислород воздуха, адсорбируемый активированным углем. Адсорбент предварительно про-
питывается гидрофобными веществами (парафином, каучуком) с целью увеличения срока
его службы, который определяется временем его «намокания». Преимущества данных эле-
ментов перед элементами МЦ-системы состоят в том, что кислородио-цииковые элементы
обладают повышенной удельной энергией при длительных режимах разряда. Недостатком
же этих элементов является резкое падение емкости при коротких режимах разряда, вы-
званное малой скоростью адсорбции кислорода по сравнению со скоростью его потребле-
ния (так называемая кислородная недостаточность).
ВОЗДУШНО(КИСЛОРОДНО>-МАРГАНЦЕВО-ЦИНКОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Для устранения недостатка кислородно-цинковых элементов, заключающегося в рез-
ком падении емкости при коротких режимах разряда, был создан элемент, положительный
электрод которого представляет собой комбинацию электродов, применяемых в маргаицево-
цинковых и кислородно-цниковых элементах. Токообразующий процесс в этом элементе,
называемом также элементом смешанной деполяризации, определяется уравнениями реак-
ции. характеризующими работу элементов указанных выше систем.
Элементы смешанной деполяризации отличаются от обычных элементов МЦ-системы
наличием в смолке двух отверстий, через которые воздух поступает в элемент. При хра-
нении элемента эти отверстия закрываются, чтобы в элемент ие попала влага и цинковый
электрод не окислился.- Расход пиролюзита в описываемых элементах меньше, чем в эле-
ментах МЦ-системы.
Характеристику некоторых элементов и батарей описываемой системы см. в таблицах
и а стр. 873 и 874
марганцево-магниевые элементы
В качестве катодного материала в маргаицеио-магниевых элементах применяется смесь
пиролюзита н ацетиленовой сажи (фильбургина) с добавкой 3% хромата бария. Последний
повышает емкость электрода на —15%. Отрицательный электрод элемента (обычно
стаканчиковой конструкции) изготовляется из коррозиониостойкого магниевого сплава, со-
держащего небольшие добавки Al, Zg, Мп и Са. •
Электролитом в марганцево-магниевых элементах служит водный раствор бромида
магния. Чтобы увеличить сохранность магниевого электрода, используют в качестве инги-
битора хромат аммония, добавляя 0,2 г его на 1 л электролита. В элементах применяют
бумажные сепараторы, пропитанные электролитом.
Марганцево-магиневые элементы обладают хорошей сохранностью как при обычной,
так н при повышенной температуре. По сравнению с элементами марганцево-цииковой си-
стемы они имеют более высокое (на 0,3 в) разрядное напряжение.
ОКИСНОРТУТНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Активная масса положительного электрода состоит из красной окиси ртути, к которой
для повышения электропроводности добавляют 5—10% графита. Эту смесь запрессовывают
в стальной корпус элемента. В одном из видов окисиортутных элементов активную массу
отрицательного электрода составляет порошок цннка с добавкой ~ 1% ртути, которые за-
прессовывают в крышку элемента. Между электродамиь прокладывают фильтровальную
бумагу. В качестве электролита (в виде геля или жидкости) применяют 36—40%-ный рас-
твор едкого кали с добавкой 5% окиси цинка. В другом виде окисиортутных элементов от-
рицательным электродом служит металлизироваииая цинком бумага или фольга из амаль-
гамированного циика. Применение электродов с большой поверхностью (из порошкообраз-
ного цинка или фольги) вызвано необходимостью уменьшить пассивацию цинка.
Корпус н крышка в окиснортутиых элементах служат одиовремеиио токоотводами. Они
отделены друг от друга изолирующим н уплотняющим кольцом (из резины илн пласт-
массы). Достоинства данной конструкции состоят в полном отсутствии потерь объема на
токоотводы и в механической прочности.
Окиснортутные элементы имеют ряд важных преимуществ по сравнению с маргаицево-
цинковыми:
а) удельная энергия элементов ОР-системы в 4—7 раз больше, чем у элементов МЦ-си-
стемы.
6) элементы ОР-системы обладают пологой разрядной кривой, причем различие между
начальным н конечным напряжением у этих элементов при нормальной нагрузке составляет
10—15% (у элементов МЦ-системы — 40%);
в) элементы ОР-системы выдерживают значительно ббльшне удельные нагрузки, чем
марганцевые; если от источника тока требуется повышенная мощность при малом пере-
паде напряжения, то в этих условиях удельная объемная энергия окиснортутиых элемен-
тов в 10—15 раз выше, чем у марганцевых;
г) окиснортутные элементы отличаются хорошей сохранностью (постоянством емкости
и э. д. с.) в условиях ие только обычной, но и повышенной температуры.
Указанные свойства делают эти элементы особенно пригодными для использования
в качестве источников тока в разнообразной измерительной аппаратуре; в ряде случаев
они даже могут служить эталоном э. д. с. вместо элемента Вестоиа.
К недостаткам окиснортутиых элементов относится неудовлетворительная работоспособ-
ность при отрицательных температурах: уже при —18° С элементы теряют 98% емкости,
которую они имели при 21° С.
877
ОКИСНОРТУТНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Продолжение
6)
Рис. 4. Эксплуатационные характеристики окисноргутных элементов:
а — зависимость длительности работы элементов от сопротивления при конеч-
ном напряжении I в; б —типичная разрядная кривая; в —влияние темпера-
туры на емкость элементов.
Окиснортутные элементы отечественного производства
Марка Размеры, мм Вес, гс Режим разряда Емкость, а«ч
диаметр высота сопротивление, ом продолжитель- ность разряда, ч
ОР-1 15,6 12,6 9,0 120 50 0,6
О Р-2 21,6 13,1 19,0 60 50 1,1
О Р-3 25,7 13,5 30,0 40 50 1,8
ОР-4 30,1 14,1 40,0 25 50 2,8
ОР-1К 15,6 6,3 4,5 120 18 0,2
ОР-2к 21,0 7,4 9,5 63 23 0,5
ОР-Зк 25,7 8,4 18,0 40 27 1,0
ОР-4к 30,1 9.4 28,0 25 32 1,6
Окиснортутные элементы фирмы «Mellory» (США)
для питания слуховых аппаратов
Тип Ем- кость, ма-ч Разряд- ный ток, ма Размеры, мм Вес, гс | Тип Ем- кость, ма-ч Разряд- ный ток, ма Размеры, мм Вес, гс
диаметр | высота диаметр | высота
RM1 1000 100 15,74 16,51 12,16 | RM502 2490 200 13,46 49,53 30,89
RM3 2200 60 24,89 16,51 31,18 1 RM625 250 10 15,39 5,71 3,96
RM4 3400 80 30,22 16,51 36,47 1 RM450 350 40 10,43 14,22 5,09
RM12 3600 250 15,74 49,53 35,33
Окиснортутные элементы и батареи фирмы «Mellory» (США)
для питания полупроводниковых усилителей (транзисторов)
Диаметр всех элементов, представленных в таблице, равен 16,51 мм.
Тип Напря- жение, в Ем- кость, ма-ч Разряд- ный ток, ма Высота, мм Вес, гс Тип Напря- жение, в Ем- кость, ма-ч Разряд- ный ток, ма Высота, мм Вес, гс
TR113 3,9 250 20 21,21 12,45 TR131 1,3 1000 100 16,51 13,01
TR114 5,2 250 20 26,05 16,69 TR132 2,5 1000 100 33,32 25,47
TRI15 6,5 250 20 33,03 20,65 TR133 4,0 1000 100 59,78 39,67
878
Характеристика
наливных гальванических элементов
Наливные (резервные) элементы
Наливные элементы заливаются электролитом и приводятся Наливные‘элементы отличаются высокой удельной мощностью
в действие непосредственно перед использованием. После заливки и энергией; благодаря этому они применяются для радиозондовых
электролитом срок хранения их очень невелик —от нескольких анодных н накальных батарей (стаканчнковой конструкции).
часов до 2—3 суток. Резервными источниками тока эти элементы
СВИНЦОВО-ЦИНКОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
С увеличением концентрации электролита удельные характеристики свинцово-цинковых
элементов улучшаются, но одновременно повышается нижний температурный предел при-
менимости данного источника тока.
Удельные характеристики свинцово-цинкового элемента марки АТ (США)
Продолжительность разряда Удельная мощность Удельная энергия
вт!кг | в т /л вт*ч{кг вт-ч/л
2 ч 05 мин 24 71 50 150
33 мин 30 сек 78 235 43,7 131
11 -мин 187 562 33,4 100
4 мин 30 сек 362 1085 26 78
2 мин 30 сек 490 1470 21 63
свинцово-кадмиевые элементы
Эта система при низких температурах -значительно превосходит как свннцово-цинковые
элементы, так и обычные свинцовые аккумуляторы, отдавая при —30° С до 50% номиналь-
ной (при 25° С) емкости.
В свницово-кадмиевых элементах, предназначенных для работы при высоких плотно-
стях тока и низких температурах, оба электрода — намазные. Паста для отрицательного
электрода состоит из замешанной на воде окнсн кадмия, которая прн восстановлении
переходит в губчатый кадмий. В элементах, работающих прн комнатных температурах нлн
при малых нагрузках, отрицательные электроды могут быть изготовлены из перфорирован-
ных листов металлического кадмия.
Удельные характеристики свинцово-кадмиевых элементов
Приведенные в таблице данные относятся к свинцово-кадмневым элементам с разме-
рами 32,5 X46,8 X60,3 мм и средней относительной плотностью 2.2.
Продолжительность разряда Удельная мощность Удельная энергия
вт!кг в т/л вт-ч/кг вт-ч/л
36 мин 47,5 104 30 66
20 мин ............... 95 208 28,8 63,5
7 мин 30 сек 178 392 22,4 49,2
4 мин 30 сек ........... 246 540 18,8 41,4
2 мин 30 сек ........... 318 700 16,1 35,4
СВИНЦОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ С ХЛОРНОЙ КИСЛОТОЙ
Замена серной кислоты в обычном свинцовом аккумуляторе иа хлорную приводит
к тому, что оба электрода работают как растворимые. Это позволяет проводить разряд
элементов прн значительно большей плотности тока (до 50 а/дм2), чем это допустимо для
свинцовых аккумуляторов. \
Активным материалом для положительного электрода в указанных элементах служит
плотный слой двуокиси свинца, электролитически осажденной на металлическую (сталь,
кнкель) или угольную основу. Отрицательный электрод состоит из свинца нлн освинцован-
ной стали. Электролитом служит 50—70%-ный раствор хлорной кислоты; 50%-ный раствор
применяется в элементах, работающих при коротких режимах и прн низких температурах.
Элементы данной системы морозостойки: они работоспособны от 55 до —60° С. Элементы
приводятся в действие с помощью специальных заливочных устройств; заливка электролита
производится непосредственн® перед употреблением элементов.
880
СЕРЕБРЯНО-ЦИНКОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Пассивация цинкового электрода происходит при обычных температурах уже при плот-
ности тока 10—12 а'дм2, а при пониженных температурах (до +5* С) — при 6—7 а/дм2. Для
устранения быстрой пассивации наиболее целесообразно применять металлокерамические
или намазные электроды, изготовленные из цинкового порошка с добавкой различных свя-
зующих, а также оцинкованные медные сетки.
Заливка электролита в элементы производится непосредственно перед нх использо-
ванием с помощью сжатого воздуха или особых устройств.
Удельные характеристики серебряно-цинковых элементов
Приведенные в таблице характеристики относятся к элементам со средней относитель-
ной плотностью 2,8; в качестве электрода применена оцинкованная медная сетка.
Продолжительность разряда Удельная мощность Удельная энергия
вт/кг • вт/л вт-ч/кг вт-ч/л
29 «ин 96 268 46 128
2 мин 45 сек 720 2020 34 95
45 сек 999 2800 15,5 42,8
ХЛОРСЕРЕБРЯНО-МАГНИЕВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
В элементах спиральной конструкции оба электрода — фольговые, толщиной ~0,1 мм.
Серебряная фольга с обеих сторон покрыта хлористым серебром, нанесенным электролити-
ческим способом. Толщина покрытия обычно не превышает 25 мк. Фольговые электроды
сворачиваются в виде рулона, с прокладкой из пористой бумаги. Указанная конструкция
предназначена для разряда продолжительностью до 30 мин.
В элементах пластинчатой конструкции, применяемых в виде батарей напряжения и
работающих при малых разрядных токах, положительные электроды состоят из серебряных
сеток, покрытых слоем хлористого серебра; отрицательные электроды представляют собой
магниевые пластинки или магниевую ленту. В качестве сепаратора применяются бумага,
вата или какой-либо другой пористый материал.
В обоих видах элементов блок электродов помещается в специальный контейнер,
обычно пластмассовый, и перед употреблением пропитывается водой. Электропроводность
воды быстро возрастает благодаря образованию хлористого магния.
Удельные характеристики хлорсеребряно-магниевых элементов
Средняя относительная плотность конструкции 1,1.
Продолжительность разряда Удельная мощность Удельная энергия
вт/кг вт/л вт-ч/кг вТ'Ч/Л
1 ч 55 мин 29 31,9 55,9 61
27 мин 115,5 128,0 52,2 57,5
10 мин 286,7 316 47,8 52,5
2 мин 30 сек . . 937,8 1030 39,6 43,5
Батареи из хлорсеребряио-магниевых элементов хорошо работают при низких темпера-
турах.
ХЛОРИСТОМЕДНО-МАГНИЕВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
В качестве активного материала в этих элементах используются хлористые соедине-
ния меди и свинца; соответствующие марки элементов обозначаются буквами ХМ и ХС.
Конструктивно эта система оформлена в виде галетных элементов, хорошо работаю-
щих при низких температурах и высоких плотностях тока. Для активации достаточно по-
грузить элементы иа короткий срок в воду (морскую или пресную — безразлично). Недо-
статком по сравнению с элементами хлорсеребряио-магниевой системы является несколько
пониженная удельная энергия, что вызвано меньшим (на 0,1 в) значением э. д. с.
881
ХЛОРИСТОМЕДНО-МАГНИЕВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Продължепиг
Характеристика магниевых батарей некоторых марок
Номинальное напряжение, в Нагрузка, ом Продолжительность разря- да, ч Размеры, мм Вес сухой батареи, гс • . • Вес залитой батареи, гс. . Рабочий интервал темпера- Марки батарей
12-ПМХС-0.5 80-ПМХС-2 200-ПМХМ-2 7-П MX С-3,5 7-ПМХС-12
10 31 0,5 35x45x45 67 80 от 50 до —60 80 5000 2,0 58x85x96 275 320 от 50 до —60 200 0,025 * 2,0 76x121x141 650 850 от 50 до —60 6,5 1,55 * 2,5 112x48x114 750 900 от 50 до —40 6,5 4 3.0 106х 104x202 2300 2800 от 50 до —40
Бремя разряда,мин
г)
Время разряда,ч
Рис. 5. Разрядные кривые магниевых батарей, активированных водой:
а —батфея 80-ПМХС-2 прн —50° С (ток анода: 1 — 16ма; 2—150 ма)\ б —батарея 200-ПМХМ-2
прИ —50° С (/ — 25 ма; 2—300ма; 3 — 5&)ма); в —батарея 7-ПМХС-3.5 при —49° С (1,55
г —батарея 7-ПМХС-12 при —10° С (4,0 а); д — батарея «Маячок-1» (0,16 ма).
882
МЕДНООКИСНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Анодом в этих элементах является цннк, катодом — окнсь меди. Элементы применяются
в стационарных установках преимущественно на железнодорожном транспорте.
Медноокисные элементы для сигнализации и связи
Марка Материал сосуда элемента Размеры, мм Вес, ' кгс
длина ширина высота
МОЭ-1000 МОЭ-500 МОЭ-250 МОЭМ-1000 • УЮЭМ-800 * моэм-зоо * Стекло » » Металл » » 225 168 108 225 200 133 180 193 170 180 200 133 460 350 350 460 237 212 12,5 7,1 3,8 11,0 8,5 4,5
Марка Начальные характеристики при 20° С Условия разряда Сохранность элемента без электро- • лита, годы
э. д. с., в напряже- ние, в емкость, а-ч длитель- ность работы, ч ток, а конечное напряже- ние, в
МОЭ-1000 МОЭ-500 МОЭ-250 МОЭ М-1000* МОЭМ-800 * МОЭМ-ЗОО * 0,9 0,9 0,9 0,84 0,84 0,84 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 1000 500 250 1000 800 300 500 500 500 450 530 300 2,0 1,0 0,5 2,2 1,5 1,0 0,5 0,5 0,5 0,55 0,55 0,55 1,5 1,5 1,5 3 3 3
назначении изделия. Сохранность
* Последняя буква М свидетельствует о морском
этих элементов в залитом состоянии составляет 1 месяц.
Медноокисные элементы (США)
Тип Емкость,. а-ч Разрядный ток, а Размеры сосуда, мм
S 75 0,65 0 73,7x228,6
250 1,0 86,4х 149,8x 304,8
500 1,75 0 175,2x309,9
м 500 2,25 0 177,2x325,1
1000 3,5 0 207x371,5
НА 250 9,0 152,4x101,6 x 334,0
500 6,5 0 172,6x325,1
1000 9,0 0 207x371,5
883
Аккумуляторы и аккумуляторные батареи
Обозначения
В условных обозначениях аккумуляторов и аккумуляторных батарей число, стоящее
впереди, указывает количество последовательно соединенных аккумуляторов, а число в кон-
це марки — номинальную емкость в ампер-часах при 10-часовом непрерывном разряде.
С в инцово-кислотные аккумуляторы и батареи
Стационарные аккумуляторы в зависимости от конструкции положитель-
ного электрода разделяются на два типа: панцирные — СП и СПК; поверхностные — С и
СК (С стационарный, П — панцирный, К — для коротких разрядов). Цифры, стоящие
после букв СП и СПК, обозначают номинальную емкость аккумуляторов в ампер-часах.
Цифры, стоящие после букв С и СК, представляют собой частное от деления номинальной
емкости аккумулятора данного типа иа 36 (т. е. на номинальную емкость аккумулятора
С-1 в ампер-часах).
В марках стартерных батарей буквы, стоящие после первой цифры, указы-
вают иа назначение батареи: СТ — стартерные, СТК — стартерные катерные и т. д. Сле-
дующие буквы показывают материал, из которого изготовлены бак (Э — эбонит) и сепа-
раторы (Д— дерево, М — мипор или мипласт. С — стекловойлок).
Марки авиационных батарей расшифровываются следующим образом:
А — авиационная, АО — аэродромного обслуживания, САМ — стартерная авиационная моно-
блочная, АСА — аэродромная стартерная авиационная; цифры, стоящие впереди, указывают
на число аккумуляторов, а позади букв — иа номинальную емкость батареи в ампер-
часах. Буква М в обозиачеиин говорит о том, что батарея модернизирована (например,
батарея 12-АСА-140М).
Радиоанодчые и радйонакальиые батареи обозначаются буквами
РА и PH.
Щелочные аккумуляторы и батареи
Аккумуляторы железо-никелевой системы обозначают буквами ЖН, а аккуму-
ляторы кадмий-никелевой электрохимической системы — буквами КН. Эти аккумуляторы
выпускаются с ламельными электродами. Буквенные обозначения указывают также на
область применения аккумулятора, например, ФЖН, ШЖН, ТЖН, т. е., соответственно,
фонарные, шахтные и тяговые аккумуляторы железо-никелевой системы. Арабские цифры,
стоящие после буквенных обозначений; во всех случаях показывают номинальную емкость
в ампер-часах. Римские цифры в конце' обозначения типа батарей означают, что сварка
корпусов аккумуляторов Произведена по длине (I) и по ширине (II) корпуса. Буква Т.
в марках некоторых типов батарей означает, что выводные клеммы находятся на торцевой
стороне. Буква К означает, что батарея смонтирована в металлическом каркасе. Батареи,
собранные в деревянных каркасах, специальных обозначений не имеют.
Аккумуляторы кадмнй-никелевой электрохимической системы выпускаются также с без-’
ламельными электродами и обозначаются в этом случае буквами КНБ.
Герметичные кадмий-никелевые аккумуляторы в зависимости от формы обозначаются:
КНГ — прямоугольные, ЦНК— цилиндрические и Д — дисковьГе.
Серебряно-цинковые аккумуляторы
Для указанных источников тока принято обозначение СЦК, СЦС, СЦД и СЦМ. Пер-
вые две буквы означают электрохимическую систему (серебро — цинк), а третья — режим
работы аккумулятора: К — короткий, С — средний. Д — длинный, М — многоцнкловыЙ.
Цифры после буквенных обозначений, как и в предыдущих случаях, указывают номиналь-*
иую емкость аккумулятора в ампер-часах.
Примеры. I. Свинцово-кислотные аккумуляторы н батареи:
1) С-4 — стационарный аккумулятор емкостью 144 а ч (4X36).
2) 6Ст-128ЭМС — стартерная батарея (напряжение 12 в) емкостью 128 а • ч, в эбонито-
вом моноблоке, с мнпластовыми сепараторами, сухозаряженное исполнение.
3) 12-АСА-140 — аэродромная стартерная авиационная батарея (напряжение 24 в)
емкостью 140 а • ч.
4) 12-САМ-55 — стартерная авиационная моноблочная батарея (напряжение 24 в) емко-»
стью 55 а • ч.
II. Щелочные аккумуляторы и батареи:
1) 10-КН-60Т — батарея (напряжение 12,5 в) КН-снстемы, емкость 60 а • Ч; выводные
клеммы на торцевой стороне. '
2) 8-КНБ-25 — батарея (напряжение 10 в) КН-системы с безламельнымн электродамив
емкость 25 а • ч.
3) 40-ТЖН-250 — тяговая батарея (напряжение 50 в) ЖН-системы, емкость 250 а • ч;
4) КНГ — аккумулятор КН-системы в герметичном нсполнеини.
Характеристика некоторых типов аккумуляторов
Название Электрохимическая система Суммарное уравнение электродных процес- сов (разряд Ze заряд) Э. д. с, в Удельная энер- гия
втп-ч!кг вт-ч!л
Свинцово-кислотный (+) РЬО2 ] H2SO4 ] РЬ (-) РЬО2 + 2H2SO4 + РЬ % ^2PbSO4 + 2H2O 2,1 До 35 До 70
Кадмий никелевый (+)N1OOH| KOH|Cd(—) 2N1OOH+Cd+2H2O £ £2Nl(OH)2+Cd(OH)2 1,36 25 50
Железо-ннкелевыЙ (-t-)NiOOH I КОН | Fe(-) 2N1ОО H+F е + 2Н 2О £ X 2N1 (ОН)2+Ре (ОН)2 1,40 20 40
Серебряир-цинковый (+) AgO | KOH I Zn (-) 2AgO + 2Zn+ Н2О X ± 2Ag4-ZnO+Zn(OH)2 1,85 До 120 До 220
884
Свинцово-кислотные аккумуляторы
и аккумуляторные батареи
Активной массой положительного электрода свиицово-кислотного аккумулятора яв^
ляется двуокись свинца, а отрицательного электрода — губчатый свинец. Элййтрелитом
служит раствор серной кислоты плотностью 1,25—1,32 г/см3.
Характеристика свинцово-кислотных аккумуляторов и батарей
Тип Продолжи- тельность разряда Удельная энергия Удельная мощность Отдача, %
вт-ч/кг вт-ч/л вт/кг вт/л по току по энергии
З-СТ-70 5 мин 5,95 10,0 54,3 90,6 38-40 24-30
12-А-ЗО 5 мин 6,1 13,4 74 161 38-40 24-38
З-СТ-70 10 ч 21,8 36,6 2,18 3,66 80-85 68-70
12-А-ЗО 10 ч 21,9 47,8 2,58 5,64 80-85 68-78
С-10 10 ч 10,4 26 1,04 2,6 > 84 > 65
Конструкция пластин, применяемых в свиицово-кислотных аккумуляторах, выбирается
с учетом условий эксплуатации аккумуляторов. Положительные пластины — поверхностные,
панцирные н иамазные (пастированиые), отрицательные — коробчатые и намазиые. По-
верхностные пластины, работающие только за счет своего наружного слоя, отливают нз
чистого свинца. Активный материал иа этих пластинах образуется путем предварительной
электрохимической обработки. Срок службы поверхностных пластин достигает 15 лет.
Панцирные пластины состоят из штыревой решетки, отливаемой из свннцово-сурьминого
сплава, пластмассового панциря и окнслов свинца. Эти пластины также отличаются боль-
шим сроком службы (свыше 1000 зарядов — разрядов) и хорошо переносят тряску. Намаз-
ные пластины обладают более высокими удельными характеристиками, чем поверхностные
и панцирные, но уступают им, по сроку службы. Коробчатые пластины состоят из ре-
шетки. собранной нз двух половинок и ограннчеииой с обеих сторон листами перфориро-
ванного свинца. Внутри решеток помещается активная масса.
Поверхностные и коробчатые пластины применяются в стационарных аккумуляторах,
панцирные пластины используются главным образом в тяговых и электрокариых батареях,
а иамазные (положительные и отрицательные) — в стартерных батареях.
СТАЦИОНАРНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ
Аккумуляторы С-1, С-20, СП-35 — СП-210 собираются в стеклянных и керамических
баках, остальные — в деревянных, выложенных свинцом. В качестве сепараторов применяются
березовые палочки, в прорези которых вставлена ольховая фанера (шпон).
Аккумуляторы поставляются потребителю в разобранном виде, с деталями, комплек-
тующими батарею согласно ГОСТ 825—41.
В аккумуляторах С и СК положительным электродом служат поверхностные пластины
различных размеров: И-1 (емкость 36 а • ч), И-2 (72 а • ч) и И-4 (144 п*ч). В аккумулято-
рах СП и СПК применяются панцирные пластины типа П-35 (емкость 35 я*ч). Отрицатель-
ные электроды в аккумуляторах обоих типов коробчатые.
Характеристика пластин стационарных аккумуляторов
Пластины Элементы, в которых установлены пластины Размеры пластин, мм Средний вес, кгс
положитель- ный электрод отрицательный электрод (средние пластины) * положитель- ный электрод отрицательный электрод (средние пластины) *
И-1 И-2 И-4 П-35 (+) 1 К-35 (-) 1 С; от СК-1 до СК- С; от СК-6 до СК-20 С; от СК-24 до СК 148 от СК-24 до СК-148; от СПК-35 до СПК-210 174x168x12 340X168X12 365 x350x10,4 200x132x16,8 174x170 x8 344x170x8 365 x 352 x8 191X131X7,5 2,8 ±0,2 5,2 ±0,3 Ю,4±О,5 1,02 i,2±e,i 2,8±»,2 4,8±в,3 1,122
* Боковые пластины отрицательного электрода меньше и легче средних примерно на
20-25%.
885
СТАЦИОНАРНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ
Продолжение
Характеристика свинцово-кислотных аккумуляторов
В таблице приводится характеристика аккумуляторов с поверхностными и панцирными
пластинами. Емкость аккумуляторов указана при температуре электролита 25° С. При раз-
ряде аккумуляторов в течение 7,5, 5 нли 2 ч емкость аккумуляторов С и СК соответствен-
но составляет 91Л 83,3 и 61,1%, а емкость аккумуляторов СП и СПК—88,0, 78,5 и 57,1% от
номинальной емкости при 10-часовом разряде. Конечное разрядное напряжение для всех
аккумуляторов при длительном н среднем режимах (3—10 ч) составляет 1,80 в, а при
коротких режимах (до 3 ч) 1,70—1,75 в.
Среднесуточный саморазряд после хранения в течение 30, 15 и 3 суток составляет для
аккумуляторов С 1.0. 1.4 и 1,8%. а для аккумуляторов СП — 1,0 1,2 и 1,6%.
Тип Режим разряда Зарядный ток, а Размеры, мм Вес элемента без электролита, кгс о 2
rt О 3 са
10 ч 3 ч 1 ч £ S •Ч «Ч ширина CD «ч СТ) о сс : лотпасть 'М$), л
о ы е Ток, а о S ? К С Ток, а д о S * DJ С | Ток, а
Количе лита (п 1,18 г/с
С-1 36 3,6 27 9 18,5 18,5 9 80 215 270 8,6 3,0
С-2 72 7,2 54 18 37,0 37,0 18 130 215 270 14,1 5,5
С-3 108 10,8 81 27 55,5 55,5 27 180 215 270 18,5 8,0
С-4 144 14,4 108 36 74,0 74,0 36 215 230 270 22,5 9,5
С-5 180 18,0 135 45 92,5 62,5 45 215 230 270 28,0 11,0
С-6 216 21,6 162 54 111,0 111 54 220 195 485 31,9 15,8
С-8 288 28,8 216 72 148,0 148 72 220 195 485 41,9 15,5
С-Ю 360 36,0 270 90 185,0 185 90 220 260 485 51,6 15,5
С-12 432 43,2 324 108 222 222 108 220 270 485 60,0 17,5
С-16 576 57,6 432 144 296 296 144 220 345 485 78,6 23,0
С-20 720 72,0 540 180 370 370 180 220 425 485 95,0 зб,о
С-28 1008 100,8 756 252 518 518 252 460 365 588 157,6 51,0
С-36 1296 129,6 972 324 666 666 324 469 440 588 196,6 64,0
С-44 1584 158,4 1188 396 814 814 396 470 520 588 233,5 75,0
С-52 1872 187,2 1404 468 962 962 468 470 595 593 271,9 87
С-60 2160 216 1620 540 1110 1110 540 470 670 593 311,2 99
С-64 2304 230,4 1728 576 1184 1184 576 470 705 593 329,3 105
С-68 2448 244,8 1836 612 1258 1258 612 470 745 593 347,3 111
С-72 2592 259,2 1944 648 1332 1332 648 470 780 593 368,6 118
С-80 2880 288,0 2.160 720 1480 1480 720 470 855 593 406,2 131
С-88 3168 316,8 2376 792 1628 1628 792 470 930 593 448,8 144
С-92 3312 331,2 2484 828 1702 1702 828 470 965 593 468,5 150
С-100 3600 360,0 2700 900 1850 1850 900 470 1049 593 507,8 164
С-108 3888 388,8 2816 972 1998 1998 972 470 1115 598 547,1 177
С-116 4176 417,6 3132 1044 2145 2145 1044 470 1190 598 584,8 191
С-124 4464 446,4 3348 1116 2294 2294 1116 470 1269 598 622,5 204
С-132 4752 475,2 3564 1188 2442 2442 1188 470 1340 598 663,4 217
С-140 5040 504,0 3780 1260 2590 2590 1260 470 1410 598 704,4 231
С-148 5328 532,8 3996 1332 2738 2738 1332 470 1485 598 753,5 245
СП-35 35 3,5 22,5 7,5 15,0 15,0 8 68 162 280 5,2 3,0
СП-70 70 7,0 45,0 15,0 30,0 30,0 16 88 162 280 8,19 3,3
СП-105 105 10,5 67,5 22,5 45,0 45,0 24 135 162 280 11,96 4.5
СП-140 140 14,0 90,0 30,0 60,0 60,0 32 178 162 280 14,36 6,0
СП-175 175 17,5 112,5 37,5 75,0 75,0 40 210 162 289 14,89 7,0
СП-210 210 21,0 135,5 45,0 90.0 90,0 48 254 162 289 21,24 8,5
;88б
СТАРТЕРНЫЕ АВТОМОБИЛЬНЫЕ БАТАРЕИ
Стартерные аккумуляторные батареи для автомобилей, автобусов, гусеничных маши!5'
н моторных катеров изготовляются иа 6 и 12 в.
Характеристика стартерных батарей
Тип Емкость (а-ч) при различных режимах Разрядный ток (а) при различных режимах Размеры, мм в ес, кгс
10 ч, 30° С стартерный длина ширина высота С элек- троли- том без элек- троли- та
30° С -18° С 10 ч. стар- терный
3-СТ-60 60 16,5 6,5 6,0 180 179 178 237 14,9 12
З-СТ-70 70 19,2 7,8 7,0 210 257 194 230 19,5 14,9
З-СТ-84 84 22,8 9,3 8,4 250 272 188 230 21,35 18,7
3-СТ 98 98 27,0 11,0 9,8 295 308 188 245 24,4 19,7
ЭСТ-112 112 30,7 12,5 11,2 335 340 188 245 24,5
ЭСТ-126 126 34,8 14,2 12,6 380 386 188 245 34,6 22,9
ЭСТ-135 135 37,1 15,1 13,5 405 335 180 240 29,3 23.0
6-СТ-54 54 14,6 6,0 5,4 160 283 182 237 24,7 19,3-
6-СТ-68 68 18,7 7,6 6,8 205 258 183 236 30,4 24,5
6-СТМ-128 128,0 30 12,6 11,2 360 590 243 250 61,0 42,0'
6-СТЭ-140 140 * 35 14 12,6 420 587 238 239 62,6 52,5
6-МСТ-140 140 * 35 14 12,6 420 587 238 239 61,0
6-СТК-135 ' 135 » 28,3 12,2 340 570 295 262 66,0 56,4
6-СТК-180 180 » 41,6 .... 15,4 500 542 295 242 74,0 64,1
* Емкость при 20-часовом разряде.
Зарядный ток (а) стартерных автомобильных аккумуляторов
Тип батарей Заряд Тип батарей Заряд Тип батарей Заряд
первый трениро- вочный первый трениро- вочный первый трениро- вочный
З-СТ-60 З-СТ-70 З-СТ-84 З-СТ-98 3,5 5,0 6,0 6,5 5,0 6,5 8,0 10,0 З-СТ-112 3 СТ-126 3-СТ-135 7,0 7,5 7,5 10,0 10,0 10,0 6-СТ-54 6-СТ-68 6-СТМ 128 3,5 4,5 8 5,0 6,0 16,0
Дополнительные электрические характеристики сухозаряженных
стартерных батарей
Режим разряда Конечное, напряже- ние, в 6-М СТ-140; 6-СТЭ-149 6-СТК-135С 6-СТК-180
Разрядный ток, а Емкость, а-ч Разрядный ток, а Емкость, а-ч Разряд- ный ток, а Емкость, а-ч
20-часовой 1,75 7.0 140,0 6,75 135,0 9,0 180,0
10 » 1.70 14 140 13,5 135 15,4 154,0
3 » 1,65 30,4 91,2 38,0 114,0
1 » 1,60 66,5 66,5 86,0 86.0
ЗЭ-минутный 1,55 110,3 55,2 150,0 75,0
5 » 1,50 420,0 35,0 340,0 28,3 500,0 41,65
2 » 6,0 1000,0 33,0
Прерывистый * 6,0 1000,0 43,0
* 10 сек — разряд, 10 сек — пауза.
88?
1
СТАРТЕРНЫЕ АВТОМОБИЛЬНЫЕ БАТАРЕИ $
Продолжение
Ток подзаряда и тренировочных зарядов сухозаряженных батарей ..Я
На вторую ступень заряда следует переходить как только напряжение на большинстве
элементов достигнет 2,4 в. Проведение тренировочных зарядов первой ступени током 20 а.<{|
для последних двух батарей допускается в исключительных случаях, когда необходимо/-у
’быстро зарядить батарею. Ча
Тип батареи Ток подзаряда, а Ток тренировочных зарядов, а
первая ступень вторая ступень
6-СТК-135 8 16 8
-6-СТК-180 10 20 10
6-СТЭН-140 ) 6-М СТ-140 J 12 16-20 8
Саморазряд и срок службы стартерных автомобильных батарей Я
Среднесуточный саморазряд сухозаряжеиных стартерных батарей, устанавливаемых ..2
на гусеничных машинах и катерах, при 15- и 30-суточиом хранении не должен превышать Н
соответственно 1,0 и 0,8%. Гарантийный срок службы этих батарей составляет 100 циклов J
при испытании на стенде н три года (не более 600 мото-часов) в условиях эксплуатации. j
Материал сепараторов Электрооборудо- вание автомобилей Наименьший срок службы, месяцы Пробег авто- мобиля, тыс. км, не более Среднесуточный самораз- ряд (%) после хранения в течение
15 суток 30 суток
Мипор, ммпласт или материалы, Трехщеточиый ге- нератор 16 35 0,7
комбинирован- ные с ними Генератор с регу- лятором нацря- жейня 18 40
АВИАЦИОННЫЕ БАТАРЕИ 4
Электрические характеристики батарей серии А 1
Аккумуляторы серин А предназначены для работы в следующих условиях: высота до .3
14 км, наружная температура — от +50 до —50° С; вибрация мест крепления с перегрузкой ’
2,5 g и частотой 50 пер!сек.
Приведенные для 10-часового режима емкости гарантируются, начиная с четвертого J
цикла. В период с первого по третий ци'кл емкость должна быть ие меньше 90% от ука-
данной в таблице. Емкость при 5-мннутном режиме разряда гарантируется для батарей j
12-А-5 и 12-А-10 с первого цикла, а для батарей 12-А-30 с четвертого цикла. Начальная j
температура электролита при 5-минутном режиме и средняя при 10-часовом режиме должна J
быть 25° С. к
388
АВИАЦИОННЫЕ БАТАРЕИ
Продолжение-
Тип батареи 10-часовой режим 5-мннутный режим Макси- мальный разрядный ток, а Вес батареи с электро- литом, кгс
Емкость, а-ч Ток, а Конечное напряже- ние, 9 Ток. а Длитель- ность разряда, мин Конечное напряже- ние, в
12-А-5 5 0,5 20,4 15 5 16,8 30 8
12-А-10 10 1.0 20,4 30 5 16,8 60 14,5
12-А-ЗО 30 3,0 20,4 107 5 14,4 210 27,8
Электрические характеристики батарей серии АО
Условия, в которых могут работать батареи серии АО: атмосферное давление 750 ±-
-ь 100 мм рт.ст., наружная температура — от +50 до—50° С, тряска во время перевозки ба-<
тарей иа автомашинах и тележках. Конечное разрядное напряжение на аккумулятор состав
вляет 1,7 в при 10- и 5-часовом режимах и 1,20 в при 5-мниутном режиме. Средняя темпе-
ратура электролита прн 10- д 5-минутном режиме 30±1°С. Время разряда по 5-минутиому
режиму, начиная с восьмого цикла, должно составлять 5 мин. Емкость на 5-часовом ре-
жиме, начиная с восьмого цикла, — 45 а - ч.
Тип батареи Режим разряда Макси- мальный разрядный ток, а Вес батареи с электро, литом, кгс
10-часовой 5-часовой 5-мниутный
Емкость, а-ч Ток, а Емкость, а-ч Ток, а Ток, а Время разряда, мин
12-АО-50 48 4,8 45 9 225 5 360 54
Электрические характеристики батарей серии САМ и АСА
Тнп батареи 5-часовой режим Стартерный (запусковый) режим Коиеч. ное напря- женке, в Максц маль- ный разряд-. иый ток, а
Ем- кость, а-ч Ток, а Ток, а Дли- тель- ность запуска, сек Пауза, мин Число запусков
12-САМ-28 28 .5,6 670-75 25 3 4 при 20 -s- 22° С: 2 при —3 ч 5г С 16 750
12-САМ-55 55 11,0 1300—360 25 2 6 прн 23—27° С; 6 при —3 5° С; 16 1500
12-АСА-140М 125 25 140-1350 250 30 1,5 18 прн 20-22° С; 16 прн —40° С 18 1509
889
АВИАЦИОННЫЕ БАТАРЕИ
Продолжение
В) г)
Напряжение, в Разрядный ток, а
Время от начала
запуска, сен
Время от начала
запуска, сек
Рис. 6. Характери-
стики авиационных
батарей:
а — изменение напря-
жения батареи 12-А-Ю
при разряде по 10-ча-
совому режиму; б — то
же, 5-минутный режим
разряда; в — зависи-
мость емкости батареи
12-А-Ю от разрядного
тока прн температуре
18—25° С; г —влияние
начальной температу-
ры электролита на дли-
тельность разряда бата-
реи 12-А-Ю по 5-ми-
нутному режиму то-
ком 30 а; д — измене-
ние тока в процессе
одного запуска бата-
реи 12-АСА-140; е — то
же для батарей
12-САМ-28 и 12-САМ-55
Рис. 7. Электри-
ческие характери-
стики батарей:
а — 12-А-ЗО; tf —
12-САМ-28. Сте-
пень заряженностн:
/—100%; 2—50%;
3-25%.
в — изменение на-
пряжения (/—4) и
тока (5) в процес-
се запуска батареи
12-САМ-28.
бремя от начапа
запуска, сек
.890
АВИАЦИОННЫЕ БАТАРЕИ
Продолжение
Саморазряд, срок службы и гарантийные сроки батарей
Для батарей типов САМ и АСА потеря емкости после хранения в течение 15 суток не
должна превышать значений, соответствующих снижению числа запусков на один запуск
против нормы.
Тип батареи Суточный саморазряд (%) при хранении в течение Срок службы, циклы Гарантийные сроки, годы
батареи приведены в действие у заказчика батареи приведены в действие на заводе- изготовителе
30 суток 15 суток всего в том числе всего в том числе
работа хране- ние работа хране- ние
12-А-5 1,0 1,2 60 5 2 3 2 1,5 0,5
12-А-Ю 1,1 1,2 75 5 2 3 2 1,5 0,5
12-А-ЗО 1,0 1,3 45 5 2 3 2 1.5 0,5
12-САМ-28 60 4 1 3 1 0,75 0,25
12-CAM-5S 65 4 1 3 1 0,75 0,25
12-АСА-140 75 5 2 3 2 1,5 0,5
12-АО-50 0,8 1,0 50 3 2 1 2 1,5 0,5
Габаритно-весовые характеристики батарей
Тип батареи Размеры, мм Вес батареи с электро- литом, кгс Количество электролита, л
длина - верхней части длина нижней части ширина высота
12-А-5 12-А-Ю 12-А-ЗО 12-САС-28 12-САМ-55 12-АСА-140М 12-АО-50 Пл 220 223 369 369 369 733 422 отность (г/ 186 189 323 323 323 см3) элект при эксп 127 186 163 163 164 712 378 ролитов П| луатации i 146 165 214 214 214 338 245 )И 25° С, п 5атарей 8.0 14,5 27,8 28,5 29,0 190 54 рименяемы 1,о 1,5 3,6 3,6 4,0 17,5 4,4 X
Назначение электролита Серия батарей
А | САМ АСА АО
Для заливкн сухозаряжеиных батарей при приведении их в рабочее состояние Для заливки «сухих» разряженных батарей прн приве- денни их в рабочее состояние Для залнвки батарей, проходивших испытание на заво- де, при приведении нх в рабочее состояние Для заливки батарей, хранившихся без электролита при перерывах в эксплуатации Рабочий электролит у заряженных батарей при летией н зимней эксплуатации 1,285 1,120 1,120 1,285 1,260 1,120 1,120 . 1,260 1,265 1,120 1,120 1,265 1,060 1,120 1,120 1,285
Зависимость напряжения батарей и плотности электролита
от степени разряжеиности
Степень разряжеиности батареи по отношению к номинальной емкости Батареи серии САМ, АСА Батареи серии А, АО
Напряже- ние (в) при / = 2/ИОм Плотность элек- тролита при 25° С, г[смъ Напряже- ние (в) при / = 2/ном Плотность элек- тролита при 25° С, г[см$
Заряжена Разряжена на 25% .... » » 50% . . . - » » 75 % ... . Полностью разряжена . . 25—24 25—24 24-23,5 23,5-22,5 22,5—21,0 1,255—1,265 1,200—1,225 1,160—1,180 1,110-1,130 1,050—1,080 25-24 25-24 24-23 23,5-22,5 22,5-21,5 1,280—1,290 1,235—1,255 1,185-1,225 1,135-1,175 1,050—1,000
891
РАДИОАНОДНЫЕ И РАДИОНАКАЛЬНЫЕ БАТАРЕИ
Эле^и>мчесцие характеристики аккумуляторов и аккумуляторных батарей
Тип батареи или аккуму- лятора Режим разряда
10-часовой 25-часовой 50-часовой 125-часовой
Разряд- ный ток, а Емкость, а-ч Разряд- ный ток, а Емкость, а-ч Разряд- ный ток, а Емкость, а-ч Разряд- ный ток, а Емкость, а-ч
10-PA-W 1 10 0.48 12. 0,27 13, J 0,12 1-5,0
РН-6Э 6 60 1,5 75,0
2-РН-89 8 80 2,0 100
З-РН-110 11 110 5,4 135
Размеры и вес аккумуляторов и аккумуляторных батарей
Тип батареи нли аккумулятора Размеры, мм Вес батареи или аккумуля- тора, кгс
длина Z ширина высота без электро- лита с электроли- том
10-РА-Ю 260 200 212 15,7 17,6
РН-60 171 113 233 7,0 7,9
2-РН-М З-РН-110 167 194 231 357 14,4 26,3 16,4 31,8
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ БАТАРЕИ
Батареи 26-ВПМЦ
Батареи АБН-72
Аккумуляторы собираются в стеклянных сосудах; пластины иамазные; сепараторы
двойные, из мипласта и стекловойлока. Срок службы — не менее 2 лет нли 200 циклов.
Размеры батареи 20? X 128 X 318 мм, вес с электролитом 12,0 кгс.__________________________
• Режим разряда
24-часовой 12-часовой 5-часовоЙ
Ток, а . ,. Емкость, 4 • Ч ............................ 3 5 10
72 60 50
Конечное напряжение, в Батарея 32-ТН-45( 1,8 1,8 1,75
Батарея состоит из 8 секций, смонтированных в деревянном ящике. В каждую секцию
входят 4 аккумулятора с намазными пластинами. Размеры секции 738 X 354 х 375 мм. Срок
службы батареи не менее 14 месяцев.
Ток, а ............
Емкость, а • ч ........
Конечное надряжение, в
Режим разряда
10-часовой 6-часовой 5-часовой 5-минутный толчковый (15 толчков)
45 60 68 960 > 1700
450 369 340 75
1,8 1,75 1,75 1,46 1,0
.892
МОТОЦИКЛЕТНЫЕ И МОТОРОЛЛЕРНЫЕ БАТАРЕИ
Электрические характеристики батарей
У батареи З-МТР-10 на стартерном режиме прн 15 запусках (продолжительность 3 сек
с интервалами между запусками 2 мин) начальный ток составляет 150 а, конечный — 20 о,
конечное напряжение 4,5 е.
Режцм разряда Разрядный ток, а Емкость, а-ч Конечное напряжение, в
З-МТ-6 З-МТ-12 З-МТР-Ю З-МТ-6 З-МТ-12 З-МТР-10 З-МТ-6 З-МТ-12 З-МТР-Ю
20-чэсовой 10 » 30-минутный 5 » 0,35 0,6 5,6 0,7 1,2 12,0 1,6 7 6,0 2.8 14 12 6,0 ’ '16 ’ 5,1 5,1 4,65 35 5,1 5,1 4,65 5 5,1 4,5 ‘
СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ И БАТАРЕИ ИНОСТРАННЫХ ФИРМ
Свинцово-кислотные аккумуляторы стационарного типа
(Социалистическая Республика Румыния)
Тип Размеры, мм Вес с электро- литом, кгс Разрядный ток, а Емкость при 10-часовом разряде, а-ч
высота длина ширина
Элементы, смон ти p о в а и ные в стеклянн ы х сосудах
KBL2 315 110 215 19 13,3 54
KL1 355 75 215 13,5 9 36
KL2 355 110 215 20,5 18 72
KL3 355 145 215 27 27 108
KL4 355 185 215 34,5 36 144
KL5 355 225 215 42 45 180
L1 355 85 215 13,5 9 36
LSI 355 85 215 13,5 11 36
L2 3-55 120 215 20,5 18 72
LS2 355 120 215 20,5 22 72
L3 ~ 355 155 215 27 27 198
LS3 355 155 215 27 33 108
L4 355 200 215 34,5 36 144
LS4 355 - 200 215 34,5 44,5 144
L5 355 240 215 42 45 180
LS5 355 240 215 42 55,5 189
1.6 355 280 215 50 54 216
LS6 355 280 215 50 66 216
L8 645 200 215 54 72 288
I.S8 645 200 215 54 89 288
L1Q ' 645 240 215 78 90 360
I.S10 645 240 215 78 111 360
L12 645 280 215 91 108 432
LS12 645 280 215 91 133 432
L14 645 315 215 105 105 126 604
LS14 645 315 215 155 504
Элементы, смонтиро ванные в двойных стеклянных сосудах
L16(L8 + L8) 645 390 215 108 144 576
LSI6 (LS8+ LS8) 645 390 215 108 177 576
L18 (L10 + L8) 645 430 215 142 162 648
LS18 (LS10 + LS8) 645 430 215 142 199 648
L20(L10+L10) 645 470 215 156 180 720
LS20 (LS10 + LS10) 645 470 215 156 221 720
L22 (1.12 +LIO) 645 510 215 169 198 792
LS22 (LS12 + LS10) 645 510 215 169 244 792
893
Свинцово-кислотные аккумуляторы стационарного типа
(Социалистическая Республика Румыния)
Продолжение
Тип Размеры, мм Вес с электро- литом, кгс Разрядный ток, а Емкость при. 10-часовом разряде, а-ч
высота длина ширина
L24 (L12 + L12) 645 550 215 182 216 864
LS24 (LS12 + LS12) 645 550 215 1&2 266 864
L26(L14 + L12) 645 590 215 196 234 936
LS26 (LS14+ LS12) 645 590 215 196 288 936
L28(L14+L14) 645 630 215 210 252 1008
LS28 (LS14+ LS14) 645 630 215 210 310 1008
Элементы, смонтированные в деревянных сосудах, обшитых
листовым свинцом
L24 755 325 455 220 216 864
LS24 755 325 455 220 266 864
L28 755 360 455 247 252 1008
LS28 755 360 455 247 310 1008
L32 755 395 455 275 288 1152
LS32 755 395 455 275 354 1152
L36 755 435 455 302 324 1296
LS36 755 435 455 302 399 1296
L44 755 515 465 360 396 1584
LS44 755 515 465 360 487 1584
L48 760 555 465 387 432 1728
LS48 760 555 465 387 531 1728
L52 760 590 465 417 468 1872
LS52 760 590 465 417 576 1872
L60 760 665 465 478 540 2160
LS60 760 665 465 478 664 2160
L64 760 700 465 507 576 2304
LS64 760 700 465 507 708 2304
L72 760 775 465 568 640 2592
LS72 760 775 465 568 797 2592
L104 765 1070 465 810 936 3744
LS104 765 1070 465 810 1151 3744
L1C8 765 1110 465 841 972 3888
LSI 08 765 1110 465 841 1196 3888
L112 765 1145 465 871 1008 4032
LSI 12 765 1145 465 871 1240 4032
Ц16 765 1185 465 901 1044 4176
LS116 765 1185 465 901 1284 4176
L120 765 1220 465 931 1080 4320
LS120 765 1220 465 931 1328 432»
L124 765 1255 465 962 1116 4464
LS124 765 1255 465 962 1372 4464
Аккумуляторы «Varta» с поверхностными пластинами (ГДР)
Тип элемента Режим разряда Зарядный ток, а
10-часовой 5-часовой 1-часов ой
Емкость, а-ч Ток, а Емкость, а-ч Ток, а Емкость, а-ч Ток, а
1-G-050 37 3,5 30 6 17 17 9
2-64)50 74 7,5 60 12 34 34 18
3-0-050 111 11 90 18 51 51 27
5-0-050 185 18,5 150 30 85 85 45
7-G-050 259 26 210 42 119 119 63
8-G-050 296 29,5 240 48 136 136 72
9-0-050 333 33 270 54 153 153 81
10-G-050 370 37 300 60 170 170 90
894
Стационарные батареи фирмы «Oldham» (Англия)
Батареи указанных в таблице типов выпускаются в открытых сосудах. Фирма выпу-
скает также батареи типа PAG и PBG в закрытых сосудах; их характеристики совпа-
дают с характеристиками батарей серий AG и BG.
Тип Емкость (а-ч) при 10-часовом режиме разряда Зарядный ток, а Разрядный ток (а) при режимах разряда
нормаль ный макси- мальный 1-часовом 3-часовом 5-часовом 10-часовом
ЛО1 10 1,3 2,7 5 2,3 1,5 1
AG4 49 5,5 11,0 20 9,5 6,6 4
BG2 50 7 14 25 11 8,3 5
BG4 100 14 28 50 23 16,6 10
CG3 150 20 41 75 35 25
CG5 " 250 34 69 125 59 41 25
CG8 400 55 111 200 95 66 40
ДО5 600 83 166 390 143 100 60
ДО7 700 97 194 350 167 116 70
ДО9 900 125 250 450 215 150 90
Стартерные батареи (Социалистическая Республика Румыния)
Цифры иеред буквами в обозначениях батарей показывают напряжение батареи;
<буква F— пластины для мотоциклетных батарей; D, Е — пластины, используемые в авто-
мобильных батареях; s означает, что обе пластины тонкие, g — что положительная пла-
стина утолщенная; одна буква Е указывает на то, что пластины обеих знаков утолщенные,
рассчитанные на работу в тяжелых условиях эксплуатации; цифры после букв — номиналь-
ная емкость батарей при 20-часовом режиме разряда; в последних пяти батареях цифра
перед буквами — это число элементов в батарее, а цифры в индексе — зарядный ток
в амперах.
Тин Номинальное напряжении, в Число пластин в элементе Номинальная при IM раз- ч Зарядный ток, а Максимальные размеры, мм Номинальная энергия, КВТ-Ч Вес, кгс
емкость 20-часово режиме | ряда. а-> длина ширина высота без электро- лита с элек- троли- том
6F8 6 5 8 0,8 97 85 166 0,0048 2.15 2,45 3,40
6F16 6 7 16 1,6 133 85 166 0,096 3,00
6Ds84 6 13 84 8,4 229 175 220 0,504 15,1 17,6
6Dg96 6 13 96 9,6 229 175 220 0,576 15,8 18,3
6Оз98 6 15 98 9,8 256 175 220 0,588 16,8 19/.
6Dgll2 6 15 112 11,2 256 175 220 0,672 17,6 20,7
Wsl!2 6 17 112 11,2 286 175 220 0,672 19,1 22,8
<6Dgl28 12Ds56 6 17 128 12,8 286 175 220 0,768 20,1 23,8
12 9 56 5.6 307 187 220 0,672 22,0 25,0
12Dg64 12 9 64 6,4 307 187 220 0.768 23,0 26,0
12Ds70 12 11 70 7,0 367 175 220 0,840 26,0 30,0
12Dg80 12 11 80 8.0 367 175 220 0,960 27,5 3f,5
I2Ds84 12 13 84 8,4 429 177 220 1,008 24,5 34,5
12Dg96 12 13 96 9,6 429 177 220 1,152 26,0 36,9
12Esl05 12 15 105 10,5 517 194 240 1,260 34,5 43,5
12Egll9 12 15 119 11,9 517 194 240 1,428 36,5 45,5
12E120 12 13 120 12,0 517 194 240 1,440 38,0 47,)
12Esl35 12 19 135 13,5 517 226 240 1,620 42,5 52,5
12Egl53 12 19 153 15,3 517 226 240 1,836 45,0 55,9
12E160 12 17 160 16,0 517 226 240 1,920 49,5 59.5
12Esl80 12 25 180 18,0 523 294 247 2,160 57,0 67,0
!2Eg200 12E200 12 25 200 20,0 523 294 247 2,400 60,0 70,0
12 21 200 20,0 523 294 247 2,400 63,0 73,0
SE120 6 13 120 12,0 265 176 238 0,720 20,0 24;5
6Es200 <>Egl60 6 6 25 29 200 160 20,0 16,0 499 499 137 13? 241 241 1,200 0,960 32; 5 32,4 37,5 37,4
6 13 90 6 260 175 240 0,540 20,50 24,03
6 13 90 6 495 105 240 0,540 20,50 24.00
3E7 6 15 105 7 ' 295 175 240 0,630 24,00 28,00
зе7 6 15 105 7 510 130 243 0,630 24,00 28,00
12 21 150 10 520 310 260 1,800 72,00 89,00
895
Стартерные аккумуляторы фирмы «Varta» (ГДР)
Тип СО ф Емкость (С-Ч) При режимах разряда Зарядный ток, а (зарядка вне машины! Размеры батареи, мм Размеры пластин, мм Вес батареи с электролитом, кгс Вес- электролита, кгс
S с и * я 2 С
10-часо- вом 20-часо- вом длина высота ширина толщина высота ширина
ЗОЕ4 6 50 58 5 170 212 175 2,2 123 143 12 2,2
3DE5 6 62,5 73 6 200 220 175 2,2 123 143 14,5 2,9
3DE6 6 75 87 8 233 220 175 2,2 123 143 17 3,5
3DE7 6 87,5 101 9 '262 240 175 2,2 123 143 21 4,2
3DE8 6 100 116 10 297 240 175 2,2 123 143 24 4,4
6DE4 2 50 58 5 310 240 175 2,2 123 143 23,5 4,4
6DE5 2 62,5 73 6 367 240 175 2,2 123 143 28 5,8
6DE6 2 75 87 8 427 240 175 2,2 123 143 33,5 7
3E3G 6 45 60 4,5 170 240 175 3,1 135 143 13 2,2
3E4G 6 60 80 6 200 243 175 3,1 135 143 15,5 2,9
3E5G 6 75 100 8 227 240 175 3.1 135 143 18 3,5
3E6G 6 90 120. 9 262 243 175 3,1 135 143 20,8 4,2
3E7G 6 105 140 11 297 243 175 3,1 135 143 23,7 . 4,9
3E8G 6 120 160 12 333 240 175 3,1 135 143 25 5,5
6E3G 2 45 60 4,5 310 240 175 3,1 135 143 24,4 4,4
6E4G 2 60 80 6 367 240 175 3,1 135 143 30 5,7
6E5G 2 75 100 8 427 249 175 3,1 135 143 34 7,1
6E7G 2 105 140 11 500 249 215 3,1 135 143 45 10
Стартерные батареи фирмы «Boliden-Ultra» (Швеция)
Тип Напря- жение, в Емкость (П’Ч) при 20-часо- вом режиме разряда Вес батареи с элект- ролитом, кгс Объем, дм% Удельная энергия при различных режимах разряда
20-часовой, 25° С 5-мииутный, ' 25й С 5-минутный, -18° С
вт-ч/кг вТП’Ч1Л вт-ч/кг вт-ч(л ет-ч/кг вт-ч/л
63! \ 12 43 19,5 • 9,34 25,8 54,0 6.52 13,6 3,61 7,55
6 32 ' 12 57 24,1 11,92 25,1 50.8 8,71 17,6 5,62 11,36
334 6 85 16,8 8,61 29,1 56.8 10,57 20,6 4,85 9,46
346 6 133 24,0 11,77 25,1 51,3 6,92 14,1 5,61 11,43
Тяговые элементы н батареи (Социалистическая Республика Румыния)
Римские цифры в обозначениях соответствуют ’/я числа положительных пластин в
элементе; буквами обозначены типы пластин: Kg — положительные и отрицательные намаз-
ные пластины для тяговых аккумуляторов; GO — поверхностные пластины для положитель-
ного электрода тяговых аккумуляторов; цифры после букв Kg — высота пластин в мм,
а после букв GO — поверхность пластины в дм2‘, арабские цифры в начале обозначения
типа батарей — число элементов в батарее.
Тип Номи- нальное напря- жение, в Число пла- стин в эле- менте Номи- нальная емкость при 5-часо- ч вом р'ежиме разряда, а-ч Макси- маль- ный заряд- ный ток, а Размер эбонитового сосуда, мм Номи- наль- ная эиер* чГИЯ, квт-ч Вес, кгс
длина ширина высота без элек- тролита с элек- троли- том
VKg21O 2 11 132 Элем ‘ 26 е и т ы 81 148 320 0,264 7,90 10,10
VlIKg210 2 15 186 37 112 149 330 0,372 10,00 13,90
XIKg21O 2 23 291 58 156 173 319 0,582 1 17,00 21,99
896
Продолжение
Тяговые элементы и батареи
(Социалистическая Республика Румыния)
Тип Номи- нальное напря- жение, в Число пла- стин в эле- менте Номи- нальная емкость прн 5-часо- вом режиме разряда, а-ч Макси- маль- ный заряд- ный ток, а Размер эбонитового сосуда, мм Номи- наль- ная энер- гия, КВТ-Ч Вес, кгс
длина ширина высота без элект- ролита с элект- роли- том
IVKg225 2 9 160 Элем 32 е нты 66 196 335 0,320 9,20 11,60
VKg225 2 11 200 40 81 196 335 0,400 11,00 14,60
VIKg225 VIHKg225 2 13 240 48 96 196 335 0,480 13,20 16,80
2 17 320 64 127 197 345 0,640 п;бо 19,60
f UKg285 2 7 150 30 51 196 400 0,300 9,20 11,00
VIIIKg285 2 17 400 80 127 197 410 0,800 22,70 27,80
XKg285 2 21 500 100 • 157 197 410 1,000 28,00 34,30
VIKg38O 2 13 408 • go 108 199 540 0,816 23,00 28,50
XIKg380 2 23 748 150 170 199 540 1,496 40,00 49,50
IIGO39 2 5 47 14 61 148 305 0,094 6,40 8,30
11IOO39 2 7 70 21 87 148 305 0,140 9,40 12,30
IV0039 2 9 94 28 114 149 305 0,188 12,50 16,20
VGO39 2 и 117 35 140 149 305 0,234 15,20 19,90
VIIIGO39 2 17 187 56 219 150 305 0,374 23,40 31,60
Ш 1100 2 1 180 54 106 206 535 0,360 30,10 37'50
VI100 2 11 30,1 90 171 207 535 0,600 48,40 60^50
VI1100 2 13 360 103 203 207 535 0,720 59,40 73,70
6VIIKg210 12 15 186 Бата 37 реи 550 350 405 2,232 90,0 109,0
5XIKg21O 10 23 291 58 916 259 382 2,910 112,0 137,0
10X(Kg210 20 23 291 58 944 429 430 5,820 211,0 260,0
20XIKe210 40 23 291 58 944 858 430 11,640 422,0 520,0
2V!IIKg285 4 17 400 80 350 312 470 1,600 61,8 72,0
4V(IIKg285 8 17 400 80 948 205 500 3,200 122,0 142’0
12VIIIKg285 24 17 400 80 875 468 500 9,600 230,0 380,0
Тяговые аккумуляторы фирмы «ТЕМ» (Франция)
Тип Емкость при 5-часовом режиме разряда. Вес, кгс Размеры элемента, мм
высота длина ширина
ТМВ7 231 20 395 119 166
ТВМ8 264 22,5 395 135 166
ТВМ9 297 25,0 395 147 166
ТВМ11 363 30,5 395 180 167
ТМВ12 396 33,0 398 194 171
ТВМ13 429 35,5 398 212 168
ТВМ15 495 40,0 398 234 168
ТВМ17 561 45,0 398 262 168
TH Мб 324 31,5 530 116 205
ТНМ8 432 38,0 530 148 207
ТНМ10 540 46,5 530 182 210
ТНМ12 648 56,5 530 212 216
29 Зак. 134
897
ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ
СО _ Неисправность Признаки неисправности Причины неисправности О Способ устранения неисправности g О
Сульфатация пластин Повышенное напряжение в начале заряда н пониженное напряжение в конце его Незначительное повышение плотности электролита при заряде Быстрое повышение температуры электролита при заряде Преждевременное обильное газовыде- леине Пониженная емкость и резкое паде- ние напряжения при разряде Длительное нахождение пластин в разряженное или полуразряженном состоянии Недозаряд Доливка элементов электролитом Слишком глубокий разряд Низкий уровень и высокая темпера- тура электролита К р* Провести заряд слабым током в раз- бавлеииом растворе Я m То же Я О Я со * » о о н » » s п со S
Короткие замы- кания в эле- ментах Незначительное повышение плотности электролита при заряде Непрерывное уменьшение плотности электролита в процессе циклирова- ния То же Высокая температура электролита Пониженное напряжение прн заряде и разряде Быстрая потеря емкости после пол- ного заряда Повреждение сепараторов (сколы, трещины, отверстия) Сдвиг пластин по отношению друг к другу, смещение сепараторов Накопление шлама на дне сосуда выше опорных прнзм Образование свинцовой губки и а кром- ках н ножках отрицательных пла- стин Попадание в элемент токопроводяще- го предмета То же к р Заменить поврежденные сепараторы О со о Выравнять пластины и сепараторы £ S О Ь Очистить сосуд от шлама О К Удалить свинцовую губку Е J’s Удалить из элемента посторонние предметы Ч То же << Ь » » н О X О со
П родолжение
* Неисправность Признаки неисправности Причины неисправности Способ устранения неисправности О Я
Повыш енный саморазряд Быстрое уменьшение плотности элек- тролита и напряжения прн бездей- ствии батареи Резкая потеря емкости после не- скольких часов или суток отдыха Утечка тока по загрязненной по- верхности батареи или через про- литый на нее электролит Загрязнение электролита примесями О се т-г - Я Протереть поверхность батареи вето- gr шью, смоченной в растворе соды или и в нашатырном спирте Я Вылить электролит, промыть эле- м менты дистиллированной водой и S наполнить свежим электролитом д •о
Изменение по- лярности бата- реи или от- дельных эле- ментов Уменьшение общего напряжения ба- тареи Резкое уменьшение емкости Неправильное подключение батареи в зарядную цепь Разряд слабых элементов до нуля, вследствие чего разрядный ток ба- тареи для таких элементов стано- вится зарядным н в них происхо- дит перемена полярности td К Исправить подключение батареи в за- о рядную цепь и включить на 2-—3 н тренировочных цикла S То же £ СО S К о СО
Повышенный износ пластин Прн заряде батареи плотность элек- тролита быстро достигает нормаль- ных величин, а при разряде пла- стины отдают малую емкость Систематический заряд батареи боль- шими токами при повышенной тем- пературе (выше 45° С) 1 1 ’— - О Я Изъять из батареи поврежденные эле* ® менты и заменить их исправными Ь О Я Е
Обрыв электри- ческой цепи батареи со 8 Отсутствие напряжения на зажимах батареи и отдельных элементов при наличии напряжения на всех других элементах Расплавление бориа иа отдельных элементах нз-за короткого замыка- ния во внешней цепи нли разряда батареи током, превышающим мак- симально допустимый Изъять из батареи поврежденные эле- меиты н заменить нх исправными «< S ч ь о о се
Щелочные аккумуляторы и аккумуляторные батареи I
Щелочные аккумуляторы — кадмий-никелевые (КН) и железо-никелевые (ЖН)— имеют Я
ряд преимуществ перед свннцово-кнслотными аккумуляторами. Они прочнее, хорошо со- Я
храняются при перерывах в эксплуатации н обладают более длительным сроком службы. 3
КН-аккумуляторы в зависимости от способа изготовления электродов бывают: >
1) с ламельными электродами, в которых активная масса заключена в металлические ,Я
коробочки с перфорированными стенками; Л
2) с металлокерамическими пластинами, в которых активная масса введена в поры -’д
металлокерамической пористой основы; J
3) с фольговыми пластинами, в которых активная масса введена в поры тонкого ме- -J
таллического слоя из спеченного карбонильного никеля, нанесенного иа никелевую фольгу; j
4) с прессованными пластинами, в которых активная масса спрессована в тонкий брн- .5
кет, а для подвода тока внутрь пластины вложена металлическая сетка или рамка;
5) с намазнымн пластинами, в которых активная масса в виде пасты намазывается d
на сетку, а затем подпрессовывается.
Большая часть КН-аккумуляторе в. а также все ЖН-аккумуляторы изготовляются 'Я
с ламельными электродами и в сосудах с вентиляционными пробками.
Удельные характеристики ламельных аккумуляторов
Тип аккумулятора Удельная мощность Удельная энергия
вт!кг вт/л вт-ч!кг вТ’Ч/Л
1-часовой режим разряда
КН-100
ТЖН-350
28,7
26,9
КН-100
ТЖН-350
10- часовой р
1,85 |
1,4
ежим
4,05
3,6
разряда
I 18,5
14
40,5
36
Рис. 8. Зависимость напряжения кад-
мий-никелевого аккумулятора от
времени разряда и заряда.
Кривые разряда1 при режимах: 1 — 1-часовом;
2 — 2-часовом; 3—3-часовом; 4 — 5-часовом;
б — 8-часовом; 6 — 10-часовом; 7 — 20-часовом.
Кривые заряда: 8 — нормальным током;
9—ускоренного.
Рис. 9. Зависимость напряжения железо-
никелевого аккумулятора от времени
разряда и заряда.
Кривые разряда при режимах: 7 —1-часовом;
2 — 2-часовом; 3 — 3-часовом; 4 —8-часовом; 5—20-
часовом. Кривые заряда: 6 — нормальным током;
7 — ускоренного.
Некоторое количество КН-аккумуляторов с электродами ламельной или безламельной
конструкции изготовляют в герметизированном виде. Для таких аккумуляторов характерно
сравнительно низкое зарядное напряжение (1.35—1,45 в), мало изменяющееся в процессе
заряда. Это объясняется тем, что емкость нх отрицательного электрода, как правило, значи-
тельно превышает емкость положительного, вследствие чего к моменту полного заряда
положительного электрода отрицательный электрод остается частично недозаряженным и
содержит еще некоторое количество окислов кадмия, препятствующих повышению потен-
циала (а следовательно, и повышению напряжения аккумулятора) и выделению водорода.
900
ЩЕЛОЧНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ И АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕИ
Продолжение
А.
Конструкция герметичного аккумулятора обеспечивает достаточно быстрое поглощение ки-
слорода, выделяющегося при заряде на положительном электроде, активной массой отрица-
тельного электрода. Этот процесс ведет к непрерывной регенерации окислов кадмия на (—)
электроде и препятствует выделению на нем водорода. Непрерывная деполяризация кад-
миевого электрода газообразным кислородом позволяет сообщить герметичным аккумулято-
рам значительные перезаряды н даже эксплуатировать нх в режиме непрерывного поц-
заряда. Избыточная энергия, сообщаемая прн этом аккумулятору, в конечном итоге пе-
реходит в тепловую.
Герметичные аккумуляторы выпускаются прямоугольного сечения, дисковой и цилин-
дрической формы.
Аккумуляторы типа КНГ (прямоугольного сечення) изготовляются с безламельными
металлокерамическими электродами. Последние представляют собой спрессованные из
карбонильного никелевого порошка пластины, поры которых заполнены гидроокисями ак-
тивных материалов (никеля н кадмия). Для сепарации в аккумуляторах типа КНГ приме-
няется хлориновая ткань. Аккумуляторы КНГ собираются в железных сосудах, окрашен-
ных нитроэмалью. Отрицательный полюс аккумуляторов выводится на корпус, а положи-
тельный через резиновое уплотнение — на изолированный от корпуса выводной контакт.
Придонное пространство аккумулятора заполняется активированным углем, чем обеспе-
чивается интенсивное поглощение газа и инзкое давление внутри аккумулятора в процессе
эксплуатации.
Характеристика кадмий-никелевых аккумуляторов
со спеченными электродами
Разряднзя плотность тока Минимальная температура работы, °C Удельная мощность в 3-минутиом режиме Удельная энергия Срок службы (число циклов)
ма'см? а/см^ вт (кг вт/л вт‘Ч1кг ВТ'Ч/Л
до 300 до 0,5 —54 227 706 27 85 1000-8000
Дисковый аккумулятор смонтирован в никелированном сосуде с небольшим кольцевым
заплечиком. Стальная никелированная крышка с нзолироваиной прокладкой, опирающаяся
на заплечики, герметически завальцована со стенкой корпуса. Внутри корпуса помещены
положительный и отрицательный электроды, обычно ламельной конструкции, капроновый
сепаратор и контактирующая пружина. Форма электродов круглая. Положительным выво-
дом аккумулятора служит корпус, а отрицательным — крышка. В ряде случаев крышка
дискового аккумулятора изготавливается из пластмассы, например из полнкапролактама.
'Вывод от отрицательного электрода этих аккумуляторов находится в центре крышки н
имеет вид металлической заклепки. Дисковые аккумуляторы с ламельными электродами
хорошо работают при средних и длительных режимах разряда и не боя*гся перезаряда.
Герметичные аккумуляторы цилиндрической формы изготовляются как с ламельными,
так и с безламельными электродами. Аккумуляторы с электродами ламельной конструкции
предназначаются для длительных и средних режимов работы и отличаются большим сро-
ком службы, аккумуляторы же с безламельными электродами используются для коротких
и импульсных режимов работы, и срок их сдужбы невелик.
Цилиндрический аккумулятор с ламельным электродом типа ЦНК-0,45 представляет
собой стальной цилиндр, в котором смонтированы детали источника. Аккумуляторы этого
типа переносят длительные перезаряды, а напряжение на них не превышает 1,48—1,50 в
на элемент. По мере протекания заряда температура повышается и стабилизируется при-
мерно при 35° С. Вести заряд при более высокой температуре не рекомендуется, так как
из-за снижения коэффициента использования тока на окисно-никелевом электроде процесс
заряда аккумулятора в целом затрудняется. Заряд рекомендуется вести малыми токами,
но допускается и более-форсированный заряд. При заряде аккумулятору сообщается около
120—150% от его номинальной емкости.
Разряд герметичных аккумуляторов можно проводить мгновенно (импульсный режим),
в течение нескольких минут (стартерный режим) и, наконец, медленно, в течение 10—15 ч
(длительный режим). Разрядное напряжение аккумулятора при эксплуатации его длитель-
ными режимами изменяется довольно равномерно, что очень хорошо отражается на сроке
службы и'эмиссионной способности электронных ламп.
Среднее разрядное напряжение герметичных аккумуляторов составляет 1,22—1,25 в для
длительных режимов, 1,16—1,18 в для коротких режимов и 1,10—1,12 в для импульсных
режимов. Конечное разрядное напряжение аккумуляторов колеблется в зависимости от их
назначения в пределах 0,7—1,1 в.
Герметичные аккумуляторы могут работать в любом положении. Их можно включать
в схемы приборов путем припайки, как и другие детали. Аккумуляторы могут работать
в интервале температур от —10 до +50° С. Если емкость аккумулятора при обычных тем-
пературах (20—30° С) принять за 100%, то при —10° С она составит примерно 60—80%. Ба-
тареи, работающие при отрицательных температурах, иногда подвергаются обогреву.
Однако существуют аккумуляторы, способные отдавать некоторую малую емкость (до 10%)
даже прн —50° С.
901
ЩЕЛОЧНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ
И АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕИ
Продолжение
Рис. 10. Зарядно-разрядные кривые герметичных дисковых аккумуляторов
фирмы «ЕТАС»:
а — 10В; б—15В; в— 23В; г —31В.
Режимы: /-5-часовой разряд; //-10-часовой разряд; ///-12-часовой заряд; IV — 24-часовой
заряд. Арабские цифры в скобках — ток, ма.
Рис. 11. Зарядно-разрядные кривые аккумуляторов типа ЦНК-0,45:
/ — заряд, ток 40л«г; 2— разряд, ток 40 ма.
902
ЩЕЛОЧНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ И АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕИ
Напряжение
Рис. 12. Разрядные кривые герметич-
ных аккумуляторов типа D-2 фирмы
«DEAC».
Время разряда, и
Рис. 13. Разрядные кривые герметичных
аккумуляторов типа D-3.S фирмы
«DEAC» при различных температурах
(5-часовой режим).
врд^1я,ч
Рис. 14. Разрядные кривые герметичных аккумуляторов фирмы «DEAC» при
различных режимах разряда:
7 — 0,125 а, 10 ом; 2 — 0,175 а, 7 ом; 3 — 0,31 а, 4 ом; 4 — 0,35 а, 3,57 ом; 5—0,90 а, 1,36 ом.
НЕГЕРМЕТНЧНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ И БАТАРЕИ
Характеристика щелочных аккумуляторов
По требованию заказчика аккумуляторы могут быть изготовлены с цапфами (для под-
вески в батарейном футляре, в ящике н т. п.).
Тип Нормальный (6-часовой) заряд Разрядный ток, а Размеры, мм Вес акку- мулятора с элект- ролитом, кгс
8-часо- вой режим * 1-часо- вой режим ** длина ширина высота
ток, а емкость, а-ч
КН-2,25 0,56 3,36 0,28 2,25 67 22 135 0,33
КН-16 2,5 15 1,25 10 102 33 125 0,75
КН-22, ЖН-22 5,5 33 2,75 22 127 34 216 1,69
КН-45, ЖН-45 11,25 67,5 5,65 45 , 127 . 55 216 2,78
КН-60, ЖН-60 15 90 7,5 69 154 47 352 4,46
КН-100, ЖН-100 25 150 12,5 100 154 72 352 6,60
* Разряда производится до 1,0 в.
** Разряд производится до 0,5 в.
903
НЕГЕРМЕТИЧНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ И БАТАРЕИ
Продолжение
Характеристика щелочных аккумуляторных батарей
для^ установок электросвязи
. Электрические характеристики батарей аналогичны соответствующим характеристикам
аккумуляторов, из которых батареи состоят (аккумуляторы соединены последовательно).
Тип Номиналь- ное напряже- ние, в Размеры, мм Вес батареи, кгс
длина ширина высота без электро лита с электро- литом
32-КН-2. 25Т 40 601 174 183 12,8 14,4
64-КН-2, 25Т 80 583 342 181 24,4 27,6
10-КН-22Т, 10-ЖН-22Т 12,5 550 155 261 17,2 20,6
17-КН-22. 17-ЖН-22 21,25 475 309 259 28,0 33.6
4-КН-45Т, 4-ЖН-45Т 5,0 381 155 261 11,5 13,8
7-КН-45Т. 7-ЖН-45Т 8,75 582 155 261 19,3 23,4
Ю-КН-45, 10-ЖН-45 12,5 752 155 259 26,8 32,6
4-КН-60Т. 4-ЖН-60Т 5,0 348 179 397 17,7 21,5
5-КН-60. 5-ЖН-60 6,25 363 179 395 21,3 26,1
7-KH-60T. 7-ЖН-60Т 8,75 516 179 397 29,7 36,4
10-KH-60T, 10-ЖН-60Т 12,5 684 179 397 41,7 51,3
4-KH-100T, 4-ЖН-100Т 5,0 466 185 397 25,9 31,9
10-КН-100Т. 10ЖН-100Т 12,5 976 185 397 61,4 76,4
4-KH-10-I 5,0 157 91 181 2,6 3,2
4-KH-10-II 5,0 185 78 181 2,6 3,2
17-КН-ЮТ 21,25 803 143 177 13,8 16,4
25-КН-ЮТ 31,25 637 253 177 19,5 23,3
34-КН-ЮТ 42,5 803 253 177 26,0 31,1
Характеристика щелочных аккумуляторных батарей
для шахтных ламп и переносных фонарей
Продолжительность заряда составляет 6 ч, разряд производится до 1.1 в на аккуму-
лятор.
Тип Заряд- ный ток, а Разрядный ток, а Размеры, мм Вес батареи с электро литом^ кгс
10-ча- совой режим 16-ча- совой режим длина ширина высота ЖН КН
2-ФЖН-8-1, 2-ФКН-8-1 2,3 ' 0,5 83 65 126 1,45 1.45
2-ФЖН-8-Н, 2-ФКН-8-П 2,3 0,5 164 34 126 1,45 1.4)
2-ШЖН-8-1 2,3 - _ - - 0,5 57 66 175 1,35
2-ШЖН-15-1 4,3 1,5 86 70 180 2,07
2-ШЖН-15-11 4.3 1,5 .... 164 37 186 2.04 ....
Характеристика тяговых щелочных железо-никелевых аккумуляторов
Тип Номи- нальна я емкость, а-ч Нормальный (6-часовой) заряд Ток при 5-часовом режиме разряда, а Размеры, мм Вес акку- мулятора с электро- литом. кгс
ток, а емкость, ач длина ширина высота
Т/кН-200 200 50 300 40 166,5 85 531 13,5
ТЖН-250 250 65 390 50 166,5 132,5 368 18,0
ТЖН-300 300 75 450 60 166,5 132,5 451 20,0
ТЖН-300В » 300 75 420 60 167 95 561 20,0
ТЖН-350 350 90 .540 70 167 155,5 531 27,0
ТЖН-500 500 125 750 ' 62,5»* 167 155.5 561 30,0
* Вариант конструкции — высокий.
"* Прн 8-часовом режиме разряда.
S04
ГЕРМЕТИЧНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ И БАТАРЕИ
Характеристика некоторых кадмий-ннкелевых безламельных батарей
Отдельный аккумулятор каждого типа батареи состоит из одного положительного и
одного отрицательного блоков, собранных из одноименных пластин.
В блоке КНБ-15 5 положительных и 4 отрицательные пластины, в КНБ-20_соответ-
ственно 7 и 6 пластин, в КНБ-25 — 8 и 7 пластин, в КНБ-60— 12 и 11 пластин.
Тип Напряже- ние заря- женной батареи, в Номиналь- ная емкость, а-ч Размеры, мм Вес, кгс Удельная энергия
длина ширина высота вт-ч/кг вт-ч/л
4-КНБ-15 5 15 112 83 125 2,1 35,7 64,8
4-КНБ-20 5 20 179 92 127 3,2 31,25 92,5
8-КНБ-25 10 * 25 180 190 133 7,5 33,3 74Л
10-КНБ-60 12,5 60 485 238 223 35 21.43 29,2
Электрические характеристики
аккумуляторов типа КНГ
Тип Режим заряда Разрядный ток (а) при различных режимах Удельная энергия
ток, а время, ч 10-часовой 3-часовой 1-часовой вт-ч/кг втп-ч/л
КНГ-5,5 0,55 15 0,55 1,8 5,5 15,7 45,1
КНГ-7,5 0,75 15 0,75 2,5 7.5 16,7 46,3
КНГ-10 1,0 15 1,0 3,3 10,0 18,2 51,0
КНГ-12 1,2 15 1,2 4,0 12,0 18,5 52,3
КНГ-28 2,8 15 2,8 9,0 28,0 18,7 52,6
КНГ-50 5,0 15 5,0 16,5 50,0 17,3 50,4
Размеры и вес аккумуляторов типа КНГ
Гип Ши- рина, мм Дли- на, мм Высота, мм Вес, кгс, ие более Тип Ши- рина, мм Дли- на, мм Высота, мм Вес, кгс, не более
без вы- водных кон- тактов с выгод- ными кон- тактами без вы- водных кон- тактов с вывод- ными кон- тактами
КНГ-5,5 30 45 95 111 0,35 I КНГ 12 39 4о 171 187 0,65
КНГ-7,5 30 45 120 136 0,45 КНГ-28 37 84 171 187 1,50
КНГ-10 30 45 145 151 0,55 КНГ-50 69 84 171 187 2,93
Электрические характеристики аккумуляторов типа ЦНК
Тип Режим заряда Разрядный ток (ма) при различ- ных режимах Удельная энергия
ток, ма | время, ч 10-часовой 3-часовой 1-часовой вт-ч/кг вт-ч/л
ЦН К-0,2 20 I 15 20 65 200 17 62
ЦНК-0,45 45 15 45 150 450 26 76
ЦНК-0,85 85 15 85 280 850 25 70
Размеры и вес цилиндрических аккумуляторов
Тип Размеры, мм Вес, кгс
диаметр общая высота высота сосуда
ЦНК-0,2 16 24,5 23,9 0,015
ЦНК-0,45 < 14 50 48 0,021
ЦНК-0,85 14 90,6 90,0 0,041
905
ГЕРМЕТИЧНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ И БАТАРЕИ
Продолжение
Электрические характеристики дисковых аккумуляторов
Тип Режим заряда Разрядный ток (ма) при различ- ных режимах Удельная энергия
ток, ма время, ч 10-часовой 3-часовой 1-часовой вт-ч/кг вт-ч{л
Д-0,06 6 15 6 20 60 20 70
Д-0,07 7 15 7 23 70 18 58
Д-0,1 10 15 10 33 100 20 65
Д-0,2 20 15 20 65 200 17 75
Размеры и вес дисковых аккумуляторов
Тип Диаметр, мм Высота, мм Вес аккуму- лятора, гс
с буртиком без буртика общая сосуда
Д-9,06 15,6 13,5 6,5 3,5 3,6
Д-0,07 16,8 14,7 8,0 4,5 4.8
Д-0,1 20 17,4 7,15 4,35 4,9
Д-0,2 27 22,8 10,2 6,7 14,2
ЩЕЛОЧНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ И БАТАРЕИ ИНОСТРАННЫХ ФИРМ
Кадмий-никелевые аккумуляторы (ГДР)
Из аккумуляторов типа 9166-17 собирается батарея для шахтных электровозов. Она со-
стоит из 85 аккумуляторов, смонтированных в 17 деревянных ящиках по 5 штук в каждом.
Размеры батареи: длина 2800, ширина 900, высота 535 мм; вес 1700 кгс, емкость 350 а • ч.
напряжение 100 в.________ ________________________________________________
Тип Емкость, й’Ч Ток при 8-часовом заряде, а Ток прн 5-часовом разряде, а Размеры, мм Вес, кгс
длина ширина высота электро- лита аккумуля- тора с элек- трод ITOtf
9166-19 700 140 140 171 1э4 470 6,3 2'6,0
9166-18 418 83,6 83,6 100 155 459 4,5 15,5
9166-17 350 70 70 118 150 520 4,4 16,9
9166-14 Ц5 23 23 60 105 355 1,05 4,6
9166-13 72 14,4 14,4 59 105 238 0,76 3,2
9166-12 60 12,0 12,0 51 105 238 0,55 2,8
9166-11 48 9,6 9,6 42 105 238 0,36 2,5
9166-10 34 6.8 6,8 41 81 221 0,42 1,6
9166-9 27 5.4 5,4 41 81 172 0,30 1,2
9166-8 14 2,8 2,8 27 80 156 0,1 0,75
9166-7 10 2,0 2,0 23 84 122 0,08 0,51
9166-6 6 1.2 1,2 16 76 115 0,04 0,3
9166-5 325 65 65 148 194 300 3,23 14,3
9166-4 250 50 50 118 194 390 2,76 11,5
9166-3 150 30 зэ 80 194 300 2,68 7,8
9166-2 125 25 25 61 194 390 2,0 6,5
9166-1 75 15 15 45 194 300 1,58 5,0
Аккумуляторы фирмы «SAFT» (Франция)
.Аккумуляторы приведенных в таб^де типов монтируются в каркасах.
Тип Ем- кость, а-ч Вес одного элемента, кгс Высота каркаса, мм Ши- рина кар- каса, мм Длина каркаса (мм) при следующем числе аккумуляторов в каркасе
с малым запасом электро- лита с большим запасом электро- лита с малым запасом электро- лита с большим запасом электро- лита
2 3 5
R-2 32 2,78 3,03 293 318 165 133 182 280
R-3 48 3,51 3,79 293 318 165 157 218 340
R-4 64 4,43 4,96 293 338 165 186 260 420
R-5 80 5,17 5,74 293 338 165 212 298 483
R-7 112 6,71 7,37 293 318 165 261 373 698
Р-4 128 7,21 8,03 397 462 165 186 26Q 420
Р-5 160 8,49 9,39 397 462 165 208 293 475
Р-10 320 16,05 17,11 420 467 174 322 477 773
Т-7 336 16,67 17,56 548 590 170 266 392 618
Т-10 480 22,47 23,51 548 590 189 332 499 792
U-6 384 19,80 20,6'0 688 708 170 241 355 555
L-10 640 29,90 30,90 688 708 180 332 4» 792
906
ЩЕЛОЧНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ Н ВАТАРЕИ ИНОСТРАННЫХ ФИРМ
Продолжение
Щелочные аккумуляторы фирмы «DEAC* (ФРГ)
Указанные в таблице щелочные аккумуляторы (разряд до 1 в на элемент при 5-часо*
вом режиме) выпускаются с трубчатыми положительными пластинами.
Тнп Емкость, а-ч Разрядный ток, а Зарядный ток, а Размеры, мм Вес, кгс
длина ширина высота
№ 2 18,5 3,7 4,3 27 81 196 1,1
№ 3 27,5 5,5 6,4 41 105 205 1,5
№ 6 55,0 11,0 12,9 43 129 268 4,2
№ 11 101,5 20,3 23,6 48 129 343 5,2
№ 16 147,5 29,5 34,3 82,5 129 313 7Д
№ 20 185 37,0 42,8 96,5 129 343 9,3
№ 31 285 57 66,4 137,0 129 369 13,0
К2 20 4 4,3 31 105 205 1,8
К4 40 8 8,6 48 129 208 2,6
Кб 60 12 12,9 48 129 253 ЗД
К20 200 40 42,9 109 129 339 12,2
К 32 320 64 68,5 137 129 414 19,0
21)0,8 7,5 1,5 1J 54 81 126 1,2
2UI.3 11,5 2,3 2,8 65 81 126 1,4
2U2.2 20 4,0 4,7 81 105 136 2,3
Герметичные аккумуляторы цилиндрической формы
Тнп Диаметр, мм Длина, мм Вес, гс Продол- житель- ность разряда, мин Разряд- ный ток, ма Емкость, ма>ч Конечное разрядное напряже- ние, в Удельная энергия, вт-ч/кг
Фирма «DEAC» (ФРГ)
450D 14 61 23 600 45 450 1,0 23,1
D1.7 34 60 175 600 170 1700 1,1 11,8
D3 34 82 270 600 300 3000 1.1 13,5
Фир мы «Lee 1 а п с h е» (Франция) и «ЕТАС» (Бельгия)
14А25 14 25 25 600 25 250 1,0 12,2 15,7
14А50 14 50 35 600 45 450 1,1
14А100 14 100 55 600 100 1000 1,1 22*2
32А60 32 60 140 600 220 2200 1,1 19*2
32А90 32 90 175 600 350 3500 1,1 24 Л
32А120 32 120 278 600 450 4500 1.1 19,8
Герметичные аккумуляторы дисковой формы
Тип Диаметр, мм Высота, мм Вес, гс Продол- житель- ность разряда, мин Разрядный ток, ма Емкость, ма>ч Конечное разрядное напряже- ние, в Удельная энергия, вт-ч/кг
Фирма «DEAC» (ФРГ)
20D 15,5 3,6 2,0 600 2,0 20 1,1 12,2
40D 15,5 6,1 2,9 600 4,0 40 1,1 16,8
60D 15,5 6,2 3,6 600 6,0 60 1,1 20,3
90D 25,0 4,1 7,5 600 9,0 90 1,1 14,6
150D 25,0 6,2 11,3 600 15,0 150 1,1 16,2
220D 30,0 14,0 12,0 600 22,0 220 L0 21,6
Ф н р мы «Lee 1 а п с h е» (Фран ц и я) н «ЕТАС» (Б е л ь г и я)
10В 10,0 4,0 1,0 600 0,8 8,0 1,1 10,0
15В 15,0 5,0 2,5 600 2,0 2,0 1,1 8,1
23В 23,0 5,0 6,0 600 8,0 80 1,1 16,3
31В 31,0 5,0 12,0 600 12,0 120 1,1 12,2
60В 15,0 6,0 3,5 600 6,0 60 1,1 20,9
225В 25,0 8,5 12,5 600 22,5 225 1,1 22,8
907
ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ ЩЕЛОЧНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ
Неисправность Причины ненсправностн Способ устранения неисправности
Потеря емкости Длительная работа на электролите из едкого кали или едкого натра; накопление углекислых солей Пониженный уровень электролита; обнажение части пластин Систематический недозаряд Короткие замыкания; утечка тока Наличие в электролите вредных примесей О Заменить электролит Долить электролит § я Произвести усиленный заряд г Удалить сор между элементами, очистить от пыли и п грязи изоляторы Заменить электролит * — S
Повышенный само- разряд Короткие замыкания; утечка тока Наличие в электролите вредных примесей п -Удалить сор между элементами, очистить от пыли и д грязн изоляторы 45 Заменить электролит g — X
Отсутств и е напря- жения на батарее Отсутствие контакта в соединениях между элементами батареи Отсутствие электролита в одном нз элементов Поломка штыря, соединяющего пластины с полюсным зажимом о Найти место повреждения и восстановить контакт о Залить элемент электролитом я Заменить элемент ——— —— . гн
Быстрое образование ползучих солей Плохая смазка вазелином; слишком высокий уровень илн повышенная плотность электролита; слабость сальников у болтов электродов Дефектная приварка крышки is Обновить смазку вазелином; откорректировать плот- q иость электролита и довести его уровень до нормы; д подтянуть болты электродов X Устранить дефект в ремонтной мастерской Z
Н еработоспособность аккумулятора прн низких температу рах; замерзание электролита Малая плотность электролита Избыток углекислого калия в электролите Перейти на зимний электролит Заменить электролит * ж X 3 — —
Понижение емкости в жаркое время Заряд при высокой температуре Электролит из раствора едкого кали S3 Производить заряд в ночное время и по возможности *0 в прохладном месте -J Заменить электролит составным, а при его отсутствии — О раствором едкого натра §
Выделение пены из аккумуляторов Наличие в электролите примесей органических соеди- нений со Заменить электролит
Чрезмерный нагрев Зажимов Плохие контакты; слишком сильный ток; недостаток электролита (уровень его ниже уровня пластин) Короткие замыкания между пластинами Зачистить контакты; снизить ток; откорректировать уро,- вень электролита в ремонтной мастерской Устранить дефект в мастерской
nnoonnoooooo пгюгюппгюгюп К> О О О О СП СО СЛ ND * О О 01 Тип Характеристика аккумуляторов типа СЦС
28,5 43 4Ь 48,5 48,5 49 49 55 65 93 108 71 длина Размеры, мм
14,5 18 33 22,5 28,5 34 49 51,5 50 51,5 51,5 55 ширина
51,5 77,5 81, 115,5 115,5 116,5 137,5 159 162 168 168,5 239,5 1 высота _ с бортами, не более
1,45 1,45 1,45 1,45 1,45 1,45 1,45 1,45 1,45 1,45 1.45 устойчи- вое напря- жение, в 1-часовой режим разряда прн 10—30° С
3 3 12 15 18 25 40 50 70 100 12Э ток, а
4 7 10 13 17 27 38 45 74 100 117 минималь- ная ем- кость,
0’1 0‘1 0‘1 0*1 0*1 0*1 0*1 0*1 0*1 0*1 0‘1 конечное напряже- ние, в
1,5 1,48 1,48 1,48 1,48 1,48 1,48 1,48 1,48 1 1,48 I 1,48 1,48 1 устойчи- вое напря- жение, в 10-часовой режим разряда прн 10—30° С
2,00 0,5 0,8 1,0 1,5 2,0 3,0 3.0 6.0 8,0 10,0 12,0 ток, а
15 4,5 8 11 15 19 30 42 50 80 ПО 130 минималь- ная ем- кость, а-ч
1,0 1,0 1,0 1.0 1.0 1,0 1.0 1,0 1,0 1,0 1,0 1.0 909 конечное напряже- ние, в
1,85 Э. д. с., в
г* 3 д 3 £»g a S Л О ё ф ф
| 10—30 * | 0,02—0,1 »* | —40 | 10—юо| 6—12 | к Й_ 2 м £ ш Ч Ф X 3 са Sg я ° 2 Ф X Разрядная плотность Минимальная Срок службы тока рабочая
до 130 | св э Удельная энергия
до 223 СВ 3 е
о Е о
so о
о о
)а ф X
Ф
СО X
X
о\ь
оф®
й»
X
•о «5 «
3 X
о
о
™ Й £
2Е
fe
ЕВ £й 05 X
X
X
33
о о
2 п
о о
2
05
Ь
О
05
г
05 о
X
я X
Зхх
|§ =
И J5 - X я
2 х S о
ЕЕ
Ьй
° о
X
X
ф
X
X г о
X ® И
I 05
Я
h
и 2
х =
ей я
ж
О “тз
5 ® й а
л --
х
-Чч “
» 2 Ь S
г *
S?»5
и й
Ч “
3
=• Ы
о ov< X s х
г^фзчэ я 2
• to О g
ш я m °?
5 » g
Ф Я X ® х
ф ° Iя 5 2
ф Е»
2 »
22 ° eS"S й
X "" Л J3
2 _ м ч-
£<?2”
X “ ° х Е
.о * х
2 > Ч
& ® о g
X » X Я Й
о й М 2
тз о ф 2 3
<5 »ч
£“sES
§• gSp
® Ox.
ЕД ЕЙ £
*5*8Й
S = й
X О ц
®С о
х S _.
1ий
5 8я
gg »
sS»
E x
|o=3S
X x 05 x
P л d
2s®
*ix 2 °
?n d x
X OS X
ft
Ф л X X
s X =
i
Й 2 х
а ж ф
ч о .
Я
SEr
x p X
E д£
2 Ф Й
2 8
b
X M
м
W
X
й
X
*
х х
о х
ш •
3?
гё
SS
X ?
n ® О
n x я 3 н
н to ж s -с
s 2 я л
X Е s 5
- V. Р ы S х
X Ф Ч х И « - л о
X л, Н гс s Т5 ТЗ
X Г5 2? Й 00 л М
*
S
о
»
ж
«
о
Сб
Е ?
w » s s Z s
J3
X л
)з 2.
М “
“ м
U)
X
>_ н о
р X п
Ьтю
я Ф ъ
Ч
™ ж X
л й 2
S3
“ о
»г
'"а
X Й t,
X Й §
О x S
§§
ф в»
Е S =
Е ® о
» о ш
X Я g
n Ч 2
М я
X н X
X М Н _ Ч S
Я “ г ° § ®
ох о я
o,d и м £
П® _ g £
® в в ЗЕ«
•О 2 Ж 5(У'
и 5 * w о
?’??!!
X
I- "S ~ X
os Е ® s и
»® о о
“ Н * ОН-о
Йо«2о мд-
“хтз»ь - • о X
^иоЕв’й,. йн
« Q я ф X а
X о Ей S н 05 и
•aS5* S!2”5
ей ж ч ® 3 ф S
о 2 S н 2
Н '-' fe.
=gs3s
О g X = »
“ иб?
ц.
2.
Ч я □ й
&
X
&?
3^
£fe
й S
о
&
а
.X
х
X
к
ь
ф
X
W м
S 3
g Й
2»
л
X
x«
T3 Й
X й.^3
М »О
Ы Я Ж
s’?»»
fe
а
S
о
*
л
СЕРЕБРЯНО-ЦИНКОВЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ И АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕИ
Продолжение
Характеристика аккумуляторов типа СЦК _________________
Тип Размеры, мм 20-минутиый режим разряда при 10—30° С 10-часовой режим разряда при 10—30° С
g i£ Pl ширина высота с бортами, не более устойчи- | вое напря- жение, в ток, а ! минималь- ная ем- кость, конечное напряже- ние, в устойчи- вое напря- жение, в ток, а минималь- ная ем- кость, а-ч конечное напряже- ние, в
С ЦК-3 С ЦК-18 СЦК-25 СЦК-40 СЦК-45 СЦК-50 43 49 49 55 55 65 18 34 49 51,5 51,5 50 77,5 116,5 137,5 159,0 159,0 162 1,32 1,32 1,32 1,32 1,32 1,32 15,0 75,0 100 180 170 200 3,0 15 20 36 34 40 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,48 1,48 1,48 1,48 1,48 1,48 0,5 3 5 7 7 8 4 18 29 50 48 54 1,о 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
Характеристика аккумуляторов типов СЦД н СЦМ
Размеры, мм 3-часовой режим разряда при 10—30° С 10-часовой режим разряда при 10—33° С
Тип длина ширина высота с бортами, не более устойчи- вое напря- жение, в, не менее ток, а минималь- ная ем- кость, а-ч конечное напряже- ние, в устойчи- вое напря- жение, в, не менее ток, а минималь- ная ем- кость, а-ч конечное напряже- ние, в
сцд-з СЦД-5 СЦД-12 СЦД-15 СЦД-18 СЦД-25 СЦД-40 СЦД-50 СЦД-70 СЦМ-3 СЦМ-5 СЦМ-12 СЦМ-15 СЦМ-18 СЦМ-25 СЦМ-50 СЦМ.70 43 46 48,5 48,5 49 49 55 65 93 43 46 48,5 48,5 49 49 65 93 18 33 22,5 28,5 34 49 51,5 50 51,,5 18 33 22,5 28,5 34 49 50 51,5 77,5 81,5 115,5 115,5 116,5 137,5 159 162 168 77,5 81,5 115,5 115,5 116,5 137,5 162 168 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1 2 3 3,5 5 8 13 20 3 5 7 10,5 12 23 40 55 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,48 1,48 1,48 1,48 1,48 1,48 1,48 1,48 1,48 1,48 1,48 1,48 1,48 1,48 1,48 1,48 1,48 0,4 0,8 0.8 1,3 1,5 2,5 4,5 5,5 8,0 0,3 0,45 0,6 . 0,8 0,8 2,0 3,0 4,5 6 12 13 16 25 40 70 83 130 4 5,5 8 12 13 25 45 60 1,0 1,0 1.0 1,0 1,0 1,0 1,0 1.0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1.0 1,0
__________________Режим формировки аккумуляторов
Тип Заряд Разряд Тнп Заряд Разряд
ток, а время, ч, не менее ток, а минимальная емкость иа вто- ром формиро- вочном цикле, а-ч ток, а время, ч, не менее ток, а минимальная емкость ва вто- ром формиро- вочном цикле, а-ч
СЦС-1,5 0,15 13 0,2 1,7 СЦД-З 0.4 17 0,4 6
сцс-з 0,5 10 0,5 4,5 СЦД-5 0,8 17 0,8 12
СЦС-5 0,8 11 0,8 8 СЦД-12 0,8 19 0,8 13
СЦС-12 1,0 12 1,0 11 СЦД-15 1,3 16 1,3 18
С Ц С-15 1,5 11 1,5 15 СЦД-18 1,5 20 1,5 25
СЦС-18 2,0 10 2,0 19 СЦД-25 2,5 18 2,5 40
С Ц С-25 3,0 11 3,0 30 СЦД-40 4,5 17 4,5 70
СЦС-40 5,0 9 5,0 42 СЦД-50 5,5 17 5,5 83
сцс-ьо 6,0 9 6,0 50 СЦД-70 8,0 19 8,0 130
СЦС-70 8,0 11 8,0 80 СЦМ-3 0,3 16 0,3 4
СЦС-100 10,0 11 10,0 110 СЦМ-5 0,45 15 0,45 5,5
СЦС-120 12,0 12 12,0 130 СЦМ-12 0,6 15 0.6 8
СЦК-3 0,5 8 0,5 4 СЦМ-15 0,8 16 0,8 12
СЦК-18 3,0 7 3,0 18 СЦМ-18 0,8 18 0,8 13
СЦК-25 5,0 6 5,0 29 СЦМ-25 2,0 16 2,0 25
СЦК-40 7,0 8 7,0 50 СЦМ-50 3,0 17 3,0 45
СЦК-45 7,0 7 7,0 48 СЦМ-70 1,5 15 5,0 60
С ЦК-50 8,0 8 8,0 54
910
СЕРЕБРЯНО-ЦННКОВЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ И АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕИ
Продолжение
Режим контрольного разряда аккумуляторов
Тип Ток, а Напряжение, в, не менее Емкость, Тип Ток, а Напряжение, в, не менее Емкость, а-ч
СЦС-З 3 1,45 4 СЦМ-12 3 1,40 7
СЦС-5 5 1,45 7 СЦМ-15 3,5 1,40 10,5
СЦС-12 12 1,45 10 СЦМ-18 5 1,40 12
СЦС-15 15 1,45 13 СЦМ-25 8 1,40 23
СЦС-18 18 1,45 17 СЦМ-50 13 1,40 40
СЦС-25 25 1,45 27 СЦМ-70 20 1.40 55
СЦС-40 40 1.45 38 СЦК-3 15 1,32 1,5
СЦС-50 50 1,45 45 СЦК-18 75 1,32 7,5
СЦС-70 70 1,45 74 СЦК-25 100 1,32 10
СЦС-100 100 1,45 100 СЦК-40 180 1,32 18
СЦС-120 120 1,45 117 СЦК-45 170 1,32 17
СЦМ.З 1 1,40 3 С ЦК-50 200 1,32 20
СЦМ-5 2 1,40 5
Режим заряда аккумуляторов асимметричным током
Тип Заряд, а Время заряда, ч, не менее Тип Заряд, а Время заряда, ч, не менее
постоянный ток перемен- ный ток постоянный ток перемен- ный ток
сцд-з 0,25 1,0-1,5 30 СЦД-70 3,0 12-15 50
СЦД-5 0,5 2,0-3,0 28 СЦМ-3 0,25 1,0—1,5 21
СЦД-12 0,5 2,0-3,0 30 СЦМ-5 0,35 1,5—2,0 21
СЦД-15 0,8 3,5-5,0 30 СЦМ-12 0,5 2,0-3,0 19
СЦД-18 1,о 4,0-6,0 30 СЦМ-15 0,8 3,5—5,0 21
СЦД-25 1,5 6,0-8,0 30 СЦМ-18 0,8 3,5—5,0 21
СЦД-40 2,5 10—13 32 СЦМ-25 1,5 7-10 24
СЦД-50 3,0 12-15 33 СЦМ-50 2,5 10—13 22
СЦД-70 5,0 20—25 30 СЦМ-70 4,0 16—20 20
Электрические характеристики самолетной батареи 15-СЦС-45
прн различных режимах работы
Размеры батареи: 432X126X170 мм; вес с электролитом не более 16,0 кг, удельный вео
конструкции 1,75.
Продолжительность разряда, ч Емкость, а-ч Ток, а Продолжительность разряда, ч Емкость, а-ч Ток, а
20 50 2,5 5 45 9
10 45 4,5 1 40 40
Характеристика самолетной батареи 15-СЦС-45 в зависимости
от режима разряда
П родол жите л ь - ность разряда. мин Удельная мощность Удельная энергия Продолжитель- ность разряда, Удельная мощность Удельная энергия
вт/кг вт/л вт-ч/кг вт • ч/л вт/кг вт/л вт • ч/кг вт-ч/л
2 405 700 13,5 23,2 1 60 104 60 104
4 310 590 23,4 39,4 6 9.8 21,1 74 128
25 131 227 54,5 95,5 11 7,3 12,5 80 138
911
Напряжение, в
Напряжение, в
Вес, кгс
Т1
Напряжение,^
3
ь
2
*- со
° Е
й о
о — 2
к о . .
Зя »
3^
о
8 f
ж о
со
Сл _
8s‘
' -с
Z
Е
Напряжение^
Напряжение, 6
Напряжение, в
2£Со«5сл£.кэм*-ел'-* g ЯЛ 50 Тип
1 5 10 20 20 40 50 90 80 100 Номинальная емкость, а-ч
0,2 0,5 0,7 1,5 1,5 3 4 6 6 6 Зарядный ток, а
1 1 0,7 2 2 4 50 90 8 10 ток, а Режим разряда № 1 |
Сп ел Сл сп сп*ся’сл'сл‘сл Сл напряже- ние, в
1.6 6 10 20 22 . 40 50 90 80 100 емкость, а-ч
энергия, вт-ч
80 75 86 80 88 80,5 82,5 *93 ’ 120 удельная энергия, вт-ч/кг
5 5 1,5 20 20 30 200 500 40 500 ток, а Режим разряда № 2 1
1,3 1,4 1,4 1,3 1.4 1,3 1,4 1,25 1,4 1,25 напряже- ние, в
ЗоЗоэЗоСЛСОСЛн- емкость, а-ч
1,3 7 11,2 19,5 28 39 46 62,5 112 62 энергия, вт-ч
88.' 888828й « сл оУ удельная энергия, вт-ч/кг
14 21 23 44 44 42 42 71 71 длина Размеры, мм\
28 52 42 52 52 110 110 88 88 ширина
52 73 115 114 114 107 107 120 120 высота
22,2 79,8 111 260 260 495 495 812 752 752 Объем, см$
ГАЛЬВАНОТЕХНИКА
КЛАССИФИКАЦИЯ УСЛОВИИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ИЗДЕЛИЙ С ГАЛЬВАНИЧЕСКИМ ПОКРЫТИЕМ
Для обозначения эксплуатации изделий в тропическом климате добавляют букву Т к соответствующему обозначению для
умеренного климата (например, Т-П, Т-Н, Т-А).
Характеристика условий эксплуатации Обо- значе- ние Характеристика условий эксплуатации Обо- значе- ние £ > о о S е S
1 Эксплуатация в отапливаемых и вентилируемых по- мещениях. Температура воздуха 25 4* 10° С. относитель- ная влажность 65ч- 15% Эксплуатация под .навесами, в кузовах (корпусах) и п Воздействие пресной воды и ее паров в О X _ >
н Воздействие морской воды Тепловое воздействие (80—500° С) вм т г * св ~ Is
неотапливаемых помещениях. Среда характеризуется отсутствием воздействия атмосферных осадков и пря- мой солнечной радиации. Атмосфера загрязнена не- большим количеством промышленных газов. Темпера- тура среды от —60 до +60° С. Средняя относительная влажность 95±3% Воздействие минеральных масел и консистентных смазок Воздействие бензина, керосина и других нефтяных м Б ь “ я ж а = ф з ж
Эксплуатация на открытом воздухе. Среда характе- ризуется воздействием атмосферных осадков, морских туманов, солнечной радиации. Атмосфера загрязнена промышленными газами, пылью. Температура среды от —60 до +80° С. Средняя относительная влажность 95±3% Воздействие жидких и газообразных химических реа- гентов со OJ А X продуктов, не содержащих ароматических соединений Воздействие электрического тока и напряжения (ко- ронные разряды, электрическая дуга н поверхностные разряды) Особые условия (разреженная атмосфера, рентгенов- ские излучения, глубокий вакуум и др.) э О 2 2 > Е н н > S Р ffl s S s я w ffl £з Я S
НАЗНАЧЕНИЕ, ХАРАКТЕРИСТИКА И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПОКРЫТИИ
Покрытия, наносимые гальваническим способом
Гальванические покрытия могут быть однослойными и мио- Классификация и обозначение условий эксплуатации см.
гослойиыми. Для многослойных покрытий в таблице приведе- стр. 913.
ны минимальные толщины отдельных слоев.
Вид покрытия Основа Условия эксплуа- тации Толщина, мк Область применения Примечания
Золотое Медь и ее сила вы П 15-18 Серебро 12 Золото 3 Нанесение на детали высокоча- стотной и измерительной аппара- туры с целью снижения переход- ного сопротивления и сохранения постоянства электрических пара- метров Покрытия характеризуются: твердостью по Виккерсу 40—100 единиц; высокой химической стой- костью (не окисляются и не туск- неют в агрессивных средах); вы- сокой теплопроводностью и элек- тропроводностью. В тонких слоях покрытия пори- сты
О; П; Н' 1-2 6-9 Ювелирные изделия То же
Медь и ее спла- вы. константан, манганин О; П; Н; А 9-12 Детали специальных приборов
Серебро О; П: Н До 1 Ювелирные изделия и столовое серебро
Томпак и моиель- металл О; П; Н 12—15 18-21 1-3 Корпуса женских часов Корпуса мужских часов Аналитические весы и нх разно- весы
Кадмиевое без хроматирования г Алюминий П 18-21 Медь 3 Никель 3 Медь 3 Кадмий 9 Специальные цели
1 _
НАЗНАЧЕНИЕ, ХАРАКТЕРИСТИКА
Кадмиевое с хро- матированием Медь и ее спла- вы Н 9—12 При сопряжении деталей со сплавами алюминия Кадмиевое покрытие по меди и о ее сплавам применяется в уело- d виях тропического климата с целью снижения вредного воздействия не- благоприятной гальванической па- ч ры между металлами (сплавами) О' сопрягаемых деталей я S 3 ГА Я tfl Я S 3 о X Е £ S
А 21—24 То же
П 3-6 Резьбовые и крепежные изделия с шагом резьбы до 0,4 мм
П; Н 6-9 с шагом резьбы от 0,4 до 0,8 мм
П; Н; В; вм 9—12 с шагом резьбы свыше 0,8 мм
ВМ; В 24—30 Детали, находящиеся во влаж- ной атмосфере илн в морских ус- ловиях
Кадмиевое без хроматирования Сталь о 3—6 Специальные цели Покрытия характеризуются: проч- ным сцеплением с основой изде- лия, высокой пластичностью и эластичностью при развальцовке, штамповке, протяжке; антифрик- ционными свойствами; способно- стью к пайке; стойкостью к мор- ской воде, морским испарениям и туманам; нестойкостью в атмосфе- ре, загрязненной сернистыми газа- ми, продуктами испарения органи- ческих веществ и в присутствии деталей, пропитанных олифой илн высыхающими (растительными) маслами. Для повышения защитных свойств кадмиевых покрытий при- меняется хроматирование и фосфа- тирование. а также дополнитель-; ная окраска лаками и эмалями
н А 12—15 24—30 Защита от коррозии, для хоро- шей прнтираемости деталей в уз- лах с плотной сборкой
ВМ; В 30—36 Детали, находящиеся во влаж- ной атмосфере или в морских ус- ловиях
Кадмиевое с хро- матированием СЛ Сталь Н А 12—15 24-30 Защита от коррозии в условиях морского тумана и морских испа- рений
Н 9—12 Пружины диаметром до 1 мм
н 12—15 Пружины диаметром от 1 до 2 мм
Продолжение
Внд покрытия Основа Условия эксплуа- тации Толщина, мк Область применения Примечания
Кадмиевое с хро- матированием Сталь ВМ; В 30—36 Детали, находящиеся во влаж- ной атмосфере или в морских ус- ловиях Цвет кадмиевых покрытий без хроматирования—серебристо-белый с синеватым оттенком, с хромати- рованием — радужный с цветами побежалости
П 3—6 Резьбовые и крепежные изделия с шагом резьбы до 0,4 мм
П; н 6-9 с шагом резьбы от 0,4 до 0,8 мм
П; Н; В; ВМ 9-12 с шагом резьбы свыше 0,8 мм
Кадмиевое с хро- матированием и лакокрасоч- ным покрытием Сталь А 12-15 Защита от коррозии в атмо- сферных условиях без промыш- ленных загрязнений или при не- посредственном воздействии мор- ской ВОДЫ j
Кадмиевое с фос- фатированием и , лакокрасочным покрытием Сталь В; ВМ 12—15 То же
Латунное Медь П; Н; А 6-9 Обеспечение сцепления с рези- ной при запрессовке в нее дета- лей со сплошным гуммированием металла . ' \ -
Сталь П; Н 12-15 Медь 9 Латунь 3 Обеспечение сцепления с рези- ной прн запрессовке в нее сталь- ных деталей Покрытия представляют собой электролитически осажденный сплав меди (80—60%) и цинка (20— 40%) и характеризуются хорошим сцеплением с металлами и рези- ной при опрессовке
А 24—30 Медь 21 Латунь 3 То же
П; Н; А 3—6 Обеспечение сцепления с рези- ной при запрессовке в нее сталь- ных деталей со сплошным гумми- рованием поверхности
ВМ 21—24 Никель 15 Латунь 6 Обеспечение сцепления с рези- ной прн запрессовке в нее сталь- ных деталей с одновременной'за- щитой от коррозии негуммнрован- ных участков
Медное Сталь о 9—12 Детали, подвергаемые глубокой вытяжке Покрытия характеризуются: вы- сокой электропроводностью (удель- ная проводимость равна 58 ом • • мм2/м); высокой прочностью сцеп- ления с металлами; эластично- стью; легкой окисляемостью. Вы- держивают глубокую вытяжку и развальцовку; в свежеосаждеином виде хорошо лудятся, паяются, по- лируются.
о 12—15 Детали дугогасительных уст- ройств
о 18—21 Придание притирочных свойств поверхности деталей, станков, ма- шин
о 48-60 Защита деталей от науглерожи- вания при цементации
о 24—30 Придание притирочных свойств шестерням и другим зубчатым соединениям; защита стальных из- делий от цементации; повышение электропроводности
о 2500 и выше Детали сложной конфигурации
Никелевое Алюминий и его сплавы * п 24-30 Медь 6 Никель 18 Декоративная отделка деталей с одновременной защитой от кор- розии Покрытия характеризуются: твердостью по Виккерсу 300— 360 единиц мелкокристаллической структурой; хорошим сцеплением со стальной и медной основой; вы- сокой отражательной способностью (58—62%); способностью к пассиви- рованию на воздухе; пористостью в тонких слоях (пористость покры- тия уменьшается с увеличением толщины покрытия); нестойкостью к сернистым соединениям.
Сплавы цинка п 24—30 Медь 12 Никель 12 То же
Бронза п Н; А 3-6 6-9 Пружины, мембраны и прочие детали толщиной до 0,5 мм
НАЗНАЧЕНИЕ, ХАРАКТЕРИСТИКА И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПОКРЫТИИ
Продолжение
to
>—»
ОС
Вид покрытия Основа Условия эксплуа- тации Толщина, мк Область применения Примечания
Никелевое Медь и ее спла- вы П 6-9 Декоративная отделка деталей, придание повышенной отража- тельной способности с одновре- менной защитой от коррозии Покрытия легко полируются, со временем тускнеют. Цвет покрытий серебристо-белый с желтоватым оттенком
н 12—15 То же
п 6—9 Детали, работающие в условиях трення с незначительными на- грузками
н 12—15
п 3—6 Резьбовые и крепежные изделия с шагом резьбы до 0,4 мм
П: Н 6-9 с шагом резьбы от 0,4 до 0,8 мм
П; Н 9—12 с шагом резьбы свыше 0,8 мм
Сплавы цинка Н 36—42 Медь 18 Никель 18 Декоративная отделка деталей с одновременной защитой от корро- зии (специального назначения)
Сталь П 15—18 Медь 9 Никель 6 Декоративная отделка деталей, придание повышенной отража- тельной способности с одновре- менной защитой от коррозии
п 18-21 Медь 12 Никель 6 Детали, работающие в условиях трения с незначительными на- грузками
Н 30—36 Медь 18 Никель 12 То же
П 3-6 Медь 1—3 Никель 1 Резьбовые и крепежные изделия с шагом резьбы до 0,4 мм
П 6-9 Медь 3 Никель 3 с шагом резьбы от 0,4 до 0,8 мм
П 9—12 М едь 6 Никель 3 с шагом резьбы свыше 0,8 мм
Никелевое (чер- ное) Сталь П 6-9 М едь 3 Никель 3 (черный) Детали оптических приборов с целью получения светопоглощаю- щей поверхности и для декора- тивной отделки Покрытие черным никелем об- ладает малой коррозионной стой- костью и требует применения про- межуточных подслоев при осажде- нии на сталь
Н 24—30 Никель 18 М едь 3 Никель 3 (черный) То же
Медь и ее спла- вы П 3-6 Медь 1—3 Никель 1 (черный) » »
Алюминий и его сплавы П 3-6 Медь 1—3 Никель 1 (черный) » »
Сплавы мети о В соответствии с ТУ на изде- лие Защита медицинского инстру- мента от коррозии
Сталь О 48—60 Детали, подвергающиеся перио- дическому воздействию щелочных растворов
НАЗНАЧЕНИЕ, ХАРАКТЕРИСТИКА И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПОКРЫТИИ
Продолжение
IZ6
Вил покрытия Основа Условия эксплуа- тации Толщина, мк Область применения Примечания
Оловянное Медь и ее спла- вы П; Н; Т-П; Т-Н; Т-А 12—15 Никель 3 Олово 9 Токопроводящие детали Покрытия характеризуются: хо- рошим сцеплением с основой из- делия; эластичностью; повышенной способностью к пайке • (свежеоса- ждеиное покрытие); способностью со временем окисляться и а возду- хе, а при инзкнх температурах (от 4-13° С и ниже) переходить в хруп- кую серую модификацию; стойко- стью к сероводороду и органиче- ским кислотам и к воздействию тропической атмосферы. Покрытия хорошо выдерживают изгибы, вы- тяжку и развальцовку, хорошо со- храняются при свинчивании. Покрытия пористые. Уменьшение пористости достигается оплавле- нием покрытия, что увеличивает его стойкость. При сочетании галь- ванического лужения с термиче- ской обработкой получается за- щитно-декоративное покрытие «кристаллит», применяющееся для отделки предметов широкого по- требления. Цвет оловянных покрытий сере- бристо-серый
То же 9—12 Повышение коррозионной стой- кости прн сопряжении со сталя- ми и сплавами алюминия
Сталь, медь и ее сплавы П; Н; О 6—9 Никель 3 Олово 3 Лужение с оплавлением для де- талей, подвергающихся пайке. Подслой никеля можно заменить подслоем медн
П; Н: О 9—12 Никель 6 Олово 3 То же
О В соответствии с ТУ на изде- лие Защита от коррозии посуды, предназначаемой для пищевых продуктов
Сталь П; Н: О 9—12 Защита при азотировании
П; Н; О 18—21 Никель 9 Олово 9 Токопроводящие детали
...... -1 .. . . - 1 т=Ц
Слов ЯННО-СВ И HUO- вое Медь и ее спла- вы П 12—15 Детали, подвергающиеся пайке, с одновременной защитой их от коррозии Покрытия характеризуются: хо- рошей эластичностью и хорошим сцеплением с основой изделия; хи- мической стойкостью к морской воде. Оловяиио-свннцовые покрытия ме- нее пористы, чем свинцовые и оло- вянные; хорошо паяются н сохра- няют эту способность, в отличие от покрытий оловом, длительное время. Детали, подлежащие опрес- совке. следует покрывать ПОС * горячим способом. Цвет оловянио-свинцового по- крытия — серый
Н 15—18
А; В; ВМ 24—30 В качестве сплошного покрытия мелких деталей, подвергающихся пайке и для лужения отдельных участков детали
Сталь В; ВМ 30—36 Медь 18 ПОС* 12
П 9—12 Кожухи трансформаторов
П; Н 12—15 Медь 6 ПОС* 6 Контактирующие пружины тол- щиной до 2 мм
А 15—18 Медь 6 ПОС* 9 То же
Палладиевое Ковар О; П; Н 3—4 Детали жидкостных переключа- телей Покрытия характеризуются: твердостью по Виккерсу 190—450 единиц; блеском и отсутствием пор при толщине свыше 2 мк- стойкостью к сероводороду. При покрытии тонкостенных из- делий - снижаются механические свойства изделия, вследствие на- сыщения покрытия водородом в процессе электролиза. Цвет покрытия серебристо-белый 4-
Манганин, кон- стантан О; П; Н 3—4 Защита проволоки потенциомет- ров от окисления и обгорания
Медь и ее спла- вы О; П 6—9 Серебро 6 Палладий до I Детали точных приборов, тре- бующих постоянства электриче- ских параметров; для защиты се- ребряных контактов от потускне- ния
О; П; Н 3-4 Детали точных приборов, тре- бующих постоянства электриче- ских параметров, и контактирую- щие детали
• ПОС — покрытие оловянир-свиицово?.
НАЗНАЧЕНИЕ, ХАРАКТЕРИСТИКА И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПОКРЫТИЯ
Продолжение
1x5
Вид покрытия Основа Условия эксплуа- тации Толщина, мк Область применения Примечания
Палладиевое Медь и ее сплавы о В соответствии с ТУ на изделие Контактирующие детали особо ответственной аппаратуры, рабо- тающие на треиие X W я
о 1—2 Детали микрофонов телефонных аппаратов
О; П; Н 9-12 Серебро 6 Палладий 3 - Защита от потускнения зер- кальных поверхностей серебряных и инкелевых деталей оптических приборов
Никель О; П; Н 3-4 То же
Серебро О; П 0,5-1 Детали точных приборов, тре- бующих постоянства электриче- ских параметров; для защиты се- ребряных контактов от потускне- ния
Родиевое Медь и ее сплавы О; П; Н 6—9 Никель 6 Родий 0,25—0,5 Детали, требующие постоянства переходного сопротивления и вы- сокой отражательной способности с одновременной защитой от кор- розии п Х Покрытия характеризуются. я твердостью по Виккерсу 700—800 я единиц; стабильной отражательной = способностью (73—75%); высокой « стойкостью к кислотам, щелочам и сернистым соединениям. Цвет покрытия серебристо-белый тз с голубым оттенком > га 40 X о X > X
О; П; Н 9—15 Никель 9 Родий 0,25—0,5 То же
О; П; Н 18-21 Серебро 18 Родий 0,25—0,5 » >
Серебряное
О; П; Н 18-21 Никель 18 Родий 0,25-0,5 О СП ^3
О
сг
Серебро Q; П; н 0,5-1 S •и X
Бронза О; П 6-9 Медь 3 Серебро 3 Контактирующие пружины тол- щиной до 1,5 мм Покрытия характеризуются, твердостью по Виккерсу 110—130 единиц; высокой коррозионной стойкостью и а чистом воздухе и в га X га X X
О; П; Н 12-15 Медь 3 Серебро 9 Токоведущие контактирующие детали питьевой воде; высокой электро- проводностью (удельная проводи- мость 62,1 ом • мм2/м); высокой теплопроводностью 0.974 кал/(см • • сек ‘ град); высокой отражатель- ной способностью (90—95%) (с те- чением времени коэффициент от- ражения уменьшается); хорошим сцеплением с основным металлом; способностью хорошо паяться. Под действием сернистых соеди- нений. находящихся в воздухе, се- ребряные покрытия тускнеют, по- крываются темным налетом серии- о X •и Е X S
Медь и ее сплавы О; П 3—6 Детали, работающие под током высокой или низкой частоты, ие подвергающиеся тренню
О; П 6-9 То же
О; Н 9—12 » » стого серебра и теряют декора- тивный вид. Влияние пленки сер- нистого серебра на электрические
О; П 9—12 Детали, работающие под током высокой или низкой частоты, и контактирующие детали, подвер- гающиеся трению характеристики токосъемных дета- лей зависит от параметров кон- тактной группы (тока, напряжения и контактного давления). На из- делиях для высоких частот плен- ка сернистого серебра обеспечи- вает стабильность электрических характеристик. Для сохранения стабильных свойств серебряных покрытий применяется дополни-
О; Н 12—15 То же
О; П; Н 15-18 Детали, работающие под током высокой частоты, имеющие поли- рованную поверхность и требую- щие дополнительной полировки по серебряному покрытию тельная защита: сернистыми со- единениями, палладием и родием. Цвет серебряного покрытия сере- бристо-белый
О; П; Н 30—36 Токосъемные кольца, работаю- щие иа трение
Продолжение
Вид покрытия Основа Условия эксплуа- тации Толщина, мк Область применения Примечания
Серебряное Медь и ее сплавы О; П; Н 3-6 \ Резьбовые и крепежные изделия с шагом резьбы до 0,4 мм НАЗНАЧЕНИЕ, X
О; П: Н 6—9 с шагом резьбы от 0,4 до 0,8 мм
О: П; Н 9—12 с шагом резьбы свыше 0,8 мм
п 1—3 Монтажные шниы и провода высокочастотной аппаратуры, тре- бующие пайки под точечную свар- ку
н 3-6 То же
Медь и ее сплавы п 6—9 Детали, требующие декоратив- ной отделки (в том числе юве- лирные изделия)
П; Н 24—30 Столовые приборы
Алюминий и его сплавы П; О 12—15 Медь 9 Серебро 3 Детали специального назначения
Серебряное с пленкой серни- стого серебра Медь и ее сплавы О В соответствии ’ с ТУ на изделие Специальные цели Пленка сернистого серебра чер иого цвета толщиной до 1 мк я прочно соединена с серебром, спо- н собствует постоянству электриче- ских параметров, ие поддается g пайке легкоплавкими припоями. о Не допускается серебрить детали находящиеся в постоянном сопри- ® косновеиии с эбонитом и резиной > содержащими серу X
Хромовое О to сл Алюминий и его сплавы П; Н 24—30 Медь 6 Никель 18 Хром до 1 Защитно-декоративная Покрытия характеризуются: вы- О сокой химической стойкостью; тер- gj мостойкостью; склонностью к пас- ? сивации на воздухе; стойкостью к q воздействию тропического климата; н неравномерностью' распределения сг по поверхности; нестойкостью к э соляной кислоте. Покрытия . хорошо выдерживают х равномерно распределенную на- 3 грузку на поверхности и ие ска- со лываются под действием сосредо- ® точенных ударов; снижают уста- д лестную прочность стальных дета- х лей до 45—50%. Цвет защитно-декоративного по- крытия серебристо-белый с синева- Я тым оттенком. Декоративное по- 2 крытие хромом характеризуется: стабильной отражательной способ- g иостью (66—70%); высокой корро- 3 знойной стойкостью в атмосфере, X содержащей сернистые соединения; X стойкостью к азотной и органиче- ским кислотам
Медь и ее сплавы п 6-9 Никель 6 Хром до 1 То же
н 12—15 Никель 12 Хром до 1 > »
А 18—21 Никель 18 Хром до 1
ВМ; В 15—18 Никель 12 Хром 3
П 3—6 Никель 3 Хром до 1 Резьбовые и крепежные изделия с шагом резьбы до 0,4 мм
П; Н 6—9 Никель 6 Хром до 1 с шагом резьбы от 0,4 до 0,8 мм
П: Н; А; В; ВМ 9-12 Никель б Хром 3 с шагом резьбы свыше 0,8 мм
П 9—12 Повышение износостойкости при одйовременной защите от корро- зии
Н 18—21 То же
А 24-30 ♦ » >
Продолжение
Вид покрытия Основа Условия эксплуа- тации Толщина, мк Область применения Примечания
Хромовое Медь и ее сплавы П 12—15 Детали, работающие на треиие, качение и скольжение при не- больших нагрузках, с одновремен- ной защитой от коррозии
н 18—21 То же
А 24—30 » »
Сталь П 18—21 Медь 12 Никель 6 Хром до 1 Матовое хромирование приме- няется для деталей, требующих матовой поверхности с одновре- менной защитой от коррозии. Блестящее хромирование с раз- личной степенью блеска (получае- мое прн полировании промежуточ- ного и основного слоев покры*- тия) применяется для декоратив- ной отделки с одновременной за- щитой от коррозии
н 36—42 Медь 24 Никель 12 Хром до I
А 48-60 Медь 30 Никель 18 Хром до 1
ВМ; В 42—48 Медь 30 Никель 9 Хром 3 Глянцевое и зеркальное хроми- рование применяются для обеспе- чения стабильной отражательной способности
Н 36-42 Никель 6 Медь 18 Никель 12 Хром до 1 То же
X
>
w
X
>
л
гн
я
X
А 48—60 Никель 6 Медь 24 Никель 1Й Хро*м до 1 » »
о В соответствии с ТУ на изделие Защита медицинского инстру- мента от коррозии
п 12—15 Сложные прессформы
П; Н 18—21 Повышение износостойкости де- талей, работающих на трение с давлением до 5 кгс!см2 в усло- виях смазки
П; Н; А 24-30 Повышение износостойкости ме- рительного инструмента
П; Н; А 36—42 Повышение износостойкости де- талей, работающих на треиие с давлением до 25 кгс!см2 в усло- виях смазки
П; Н; А 60—200 Повышение износостойкости, увеличение прочности инструмен- тов, восстановление изношенных деталей, хромирование пресс- форм, формовочные штампы и т. д.
О 100—200 Хромирование пористое, анти- фрикционное применяется для со- хранения смазки на деталях, ра- ботающих на трение
о
ст
£а
О
сг
а
Т5
X
*
гп
X
ГН
X
X
X)
а
О
X
Т5
Е
X
S
Продолжение
Вид покрытия Основа Условия эксплуа- тации Толщина, мк Область применения Примечания
Хромовое Сталь, медь и ее сплавы П 3—6 Резьбовые и крепежные изделия с шагом резьбы до 0,4 мм НАЗНАЧЕНИЕ, ХАРАКТЕРИСТИКА К
П; Н 6—9 с шагом резьбы от 0,4 до 0,8 мм
П; Н 9-12 с щагом резьбы свыше 0,8 мм
Сталь п 6—9 Медь 3 Никель 3 Хром до 1
с шагом резьбы от 0,4 до 0,8 мм
П; Н 9-12 Медь 6 Никель 3 Хром до 1 с шагом резьбы свыше 0,8 мм
п 18-21 Детали, работающие иа трение, качение и скольжение при не- больших нагрузках, с одновре- менной защитой от коррозии
н 36—42 То же
А 48-60 > »
1
30 Зак. 134
Цинковое без хроматирования Сталь П 6-9 Защита от коррозии при сохра- нении электропроводности
, н 15-18
А 24—30
Сталь, чугун О 36—42 Специальные цели
О В соответствии с ТУ на изделие То же
Цинковое с хро- матированием Сталь П 6-9 Защита от коррозии
н 15-18 То же
А 24-30
о 36—42 Специальные цели
п 3-6 Резьбовые и крепежные изделия с шагом резьбы до 0,4 мм
П; Н 6-9 с шагом резьбы от 0,4 до 0,8 мм
П; Н; А 9-12 с шагом резьбы свыше 0,8 мм
Цинковое с хро- матированием н лакокрасочным покрытием Сталь А 9-12 Наружные детали, работающие в атмосферных условиях
Цинковое с фосфа- тированием н лакокрасочным покрытием Сталь А 6-9 То же
Покрытия характеризуются:
твердостью по‘Виккерсу 50—60 еди-
ниц; удельной проводимостью 16—
19 ом • ммЦм-, хрупкостью при тем-
пературе выше 250° С н ниже ми-
нус 70° С.
Покрытия хорошо выдерживают
изгибы, развальцовку и плохо —
запрессовку; тускиеяот и а воздухе
(потускнение увеличивается без
доступа света); во влажном воз-
духе покрываются рыхлой белой
осыпающейся пленкой солей цин-
ка, не снижающей защитных
свойств покрытия.
Покрытия не стойки в среде, на-
сыщенной морскими испарениями,
и в контакте с деревянными де-
талями, пропитанными олифой или
высыхающими (растительными)
маслами. В последнем случае по-
крытия защищают бесцветными
лаками, например, лаком СБ-1С
ТУ МХП 2785—54 нли лаком 170
ТУ МХП 1308—45.
Цвет цниковых покрытий без
хроматирования — светло-серый, с
хроматированием —- радужного от-
тенка с цветами побежалости
Покрытия, наносимые химическим способом
Вид покрытия Основа Условия эксплуа- тации Толщина, мк Область применения Примечания
Никелевое Алюминий о В соответствии с ТУ Обеспечение возможности пайки Покрытие характеризуется: твердостью по Виккерсу до 500 единиц; при нагревании до 350— 400° С твердость по Виккерсу воз- растает до 1100 единиц; хорошим сцеплением с металлом основы (особенно после термообработки);
Медь и ее сплавы п 6-9 Защита от коррозии деталей
н 12—15 сложного профиля с глухими отвер- стиями.. Защита герметизирован- ных узлов, штепсельных разъемов тина РМГ, высокочастотных разъ- емов, панелей герметизированных реле и других подобных изделий. Восстановление размеров изно- шенных изделий, защита пресс- форм, а также как подслой под другие металлические покрытия высокими антифрикционными свой- ствами; износоустойчивостью; от- сутствием пор при толщине свыше 12—15 мк; способностью сохранять магнитные свойства основы. По- крытия тускнеют во влажной ат- мосфере, загрязненной сернистыми соедииеииями. Никелевые осадки, получаемые химическим путем, всегда содер- жат фосфор (от 3 до 10%). Никель обладает способностью осаждаться равномерным слоем на _ деталях сложной конфигурации. > Покрытия никелем имеют сере- W бристо-белый цвет Я л
Сталь п 9-12
н 18-21
о В соответствии с ТУ Придание поверхности детали антифрикционных свойств
Окисное и окисио- фосфатное Алюминий и его сплавы п Защита от коррозии m х Окисио-фосф атное покрытие по я алюминию мягкое, плотное, тол- щиной от 0,5 до 1 мк, плотно X сцепляется с металлом и является > хорошим грунтом под лакокрасоч- J ное покрытие; ие обладает ад- х сорбционными свойствами, поэтому Н не подлежит наполнению анили- _
А; Н То же
Сплавы маг- ния п Временная межоперацнониая за- щита от коррозии новыми красителями; не электро- х проводно, но не увеличивает за- о тухаиия высокочастотной энергии в волноводном тракте. ® Цвет окисио-фосфатиого покры- тия на алюминии и его сплавах голубовато-зеленый X
Н . . . То же Цвет окисного покрытия иа спла- вах магния от светло-желтого до темно-коричневого Защитные свойства окисных по- крытий, нанесенных химическим путем, невысоки и повышаются при обработке нх нейтральными маслами. Покрытия подвержены быстрому истиранию. Цвет окисного покрытия по ста- ли от темио-серого до черного в зависимости от технологического процесса и марки стали. Цвет окисного покрытия по меди и ее сплавам от темио-синего до черно- го в зависимости от марки метал- ла и технологии нанесения
Медь и ее сплавы П Придание поверхности светопо- глощающих свойств с одновре- менной защитой от коррозии
Сталь П , , . Декоративная отделка деталей приборов, изготовленных по 2-му классу точности, и мелких кре- пежных изделий
Медь и ее сплавы П; Н Защита деталей от окисления при непродолжительном хранении
II; Н Резьбовые и крепежные детали
Фосфатное g нй Сталь О При вытяжках, производстве бесшовных труб, волочении, на- катке резьбы и т. д. Защитная способность фосфат- ных покрытий против коррозии по- вышается при дополнительной об- работке маслами, лаками и крас- ками. Толщина фосфатного покрытия в зависимости от подготовки и тех- нологии ианесеиия может быть от 5—10 до 30—40 мк
п Защита от коррозии пружин, деталей сложной конфигурации, трубопроводов
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПОКРЫТИИ
Продолжение
Вид покрытия Основа Условия эксплуа- тации Толщина, мк Область применения Примечания
Фосфатное Сталь П; Н; А; ВМ; В В качестве грунта под лакокра- сочное покрытие Покрытия обладают высоким электросопротивлением и выдержи- вают напряжение от 300 до 1200 в; не поддаются пайке, сварке; ие выдерживают ударов; хрупки; неустойчивы против трения; обла- дают жаростойкостью в пределах 280—300° С; пористы; обладают вы- сокой адсорбционной способностью, вследствие чего являются очень хорошим грунтом под лакокрасоч- ные покрытия. Свойства покрывае- мого металла (твердость, проч- ность, магнитная проницаемость) после фосфатирования не изменя- ются; упругость снижается вслед- ствие поглощения металлом водо- рода в процессе химической обра- ботки
Покрытия, образующиеся при анодировании
Вид покрытия Основа Условия эксплуа- тации Толщина, мк Область применения Примечания
Окисное Алюминий и его сплавы П; Н • - - Защита деталей от коррозии (в том числе резьбовых и крепеж- ных) В зависимости от технологии иа- иесения покрытия и химического состава обрабатываемого сплава получают защитно-декоративные, износоустойчивые и электроизоля- ционные покрытия
. J - Хе-_ «Ы 'i-Jl
П; Н; О . . . Детали, требующие-, декоратив- ной отделки, и получение фото- изображений Цвет защитно-декоративного по- крытия — от светлого до темного в зависи.мости от химического со- става обрабатываемого сплава. Покрытия характеризуются: хо- рошей адгезией к основному ме- таллу; высокими защитными свой- ствами; способностью хорошо окра- шиваться минеральными и органи- ческими красителями. Цвет износоустойчивого покры- тия—от прозрачного до черного. Износоустойчивые покрытии ха- рактеризуются: твердостью по Вик- керсу до 770 единиц; 'высокой стойкостью к истиранию, особенно в условиях пропитки их смазоч- ными маслами. Цвет электроизоляционного по- крытия — от серого до темно-ко- ричневого. Электроизоляционные покрытия характеризуются: хрупкостью; вы- соким электрическим сопротивле- нием; пробивным напряжением до 500 в, величина которого возра- стает пропорционально увеличению толщины и зависит от технологи- ческого процесса наиесеиня. Пробивное напряжение покрытия увеличивается при пропитке лака- ми (бакелитовым СБЫС и т. д.Е В целях влагозащиты и сохра- нения электроизоляционных свойств производится пропитка покрытия изоляционными лаками
О При изготовлении рефлекторов
А; В; ВМ В качестве грунта под лакокра- сочные покрытия
О; П; Н; А 30 Детали, работающие на истира- ние. Придание деталям теплоизо- ляционных и жаростойких свойств
О; П; Н; А ♦ • • Придание поверхности деталей электроизоляционных свойств, вы- держивающих пробивное напря- жение до 500 в
О; П; Н 12 Мелкомодульиые зубчатые коле- са из сплавов 695 и В95Т
Сплавы маг- ния п Защита деталей от коррозии прн покрытии лаками и эмалями Покрытие представляет окисную пленку сложного состава: цвет пленки — темно-зелеиый. Толщину пленки 25—35 мк
П; Н; А • • • То ж.е
НАЗНАЧЕНИЕ, ХАРАКТЕРИСТИКА И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПОКРЫТИИ
О ХАРАКТЕРИСТИКА ПОКРЫТИЙ ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ, ПОСТАВЛЯЕМЫХ В СТРАНЫ С ТРОПИЧЕСКИМ КЛИМАТОМ
СО
Характеристику условий эксплуатации см. на стр, 913.
Назначе- ние покрытия Вид покрытия Основа Толщина минималь- ная, мк Область применения Примечания
Защитное Кадмиевое с хроматным пассиви- рованием Сталь 21 Стальные детали разного на- значения, не требующие декора- тивной отделки, включая резьбо- вые нормали и детали Калибровка резьб болтов и гаек после кадмиевого покры- тия ие допускается
Защитно- декоратив- ное Кадмиевое с хроматным пассиви- рованием Трехслойное покрытие: медь никель хром Двухслойное покрытие: медь олово — никель (сплав) » 9 36 15 0,5 36 15 Резьбовые и нерезьбовые нор- мали и детали, для которых кад- миевое покрытие толщиной 21 мк по условиям сопряжения или кон- структивным особенностям ие приемлемо Детали, требующие защитно-де- коративной отделки Толщина хромового покры- тия средняя расчетная. Необ- ходима механическая глянцев- ка-полировка подслоев
Специаль- ное Хромовое » 60 Поверхности деталей, работаю- щие на треиие Основные поверхности этих деталей, ие работающие иа трение, разрешается кадмиро- вать или окрашивать. При во- зобновляющейся смазке или при работе в масле трущиеся поверхности разрешается хро- мировать иа толщину 21 мк
Защитно- Никелевое Медь и ее 9 Детали, требующие декоратнв- Средняя расчетная толщина
декоратив- ное с последующим хромированием или хромовое, или покрытие сплавом олово — иикель сплавы 0,5 9 9 ной отделки
Специаль- ное Покрытие: серебром или оловом с оплавлением, или никелем, или сплавом олово — никель Никелевое То же 9 9 9 9 9
»
Защитно- декоратив- ное и спе- циальное Анодирование в серной кислоте с наполнением хромпиком Сплавы алюминия 9
Химическое оксидирование в кис- лых растворах с последующей окраской То же
Анодирование в серной кислоте с наполнением хромпиком и по- следующей окраской » » 6
Анодирование в хромовой кислоте нли химическое оксидирование в кислых растворах с последую- щей окраской » 3
Анодирование в серной кислоте с иаполненнем пленки в воде » » 9—12
Анодирование в серной кислоте с наполнением хромпиком » 6
Токоведущие и другие детали ...........................
Резьбовые нормали, не токове- дущие детали В необходимых случаях должно наноситься дополни- тельное хромовое покрытие толщиной 0,5 мк
Детали из плакированных спла- вов типов Д16, В95, а также из сплавов алюминия типов АМЦ, АВ, АМГ Для условий эксплуатации категорий Н и А рекомендует- ся дополнительно наносить лакокрасочное покрытие
Детали из сплавов алюминия типов АМЦ, АМГ, АВ сложной конфигурации, анодирование кото- рых невозможно
Детали из неплакироваииых вы- сокопрочных сплавов типов Д16 и В95
Детали из литейных сплавов
Детали из алюминия высокой чистоты (AB00 и выше) и спла- вы АМГ1 с повышенной отража- тельной способностью Детали перед анодирова- нием подвергаются механиче- ской и последующей электро- химической полировке
Заклепки из сплавов алюминия
ХАРАКТЕРИСТИКА ПОКРЫТИИ ДЛЯ ИЗДЕЛИИ, И ПОСТАВЛЯЕМЫХ В СТРАНЫ С ТРОПИЧЕСКИМ КЛИМАТОМ
ОСНОВНЫЕ ОПЕРАЦИИ ПРИ НАНЕСЕНИИ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИИ
В данной таблице приведен перечень необходимых опера-
ций прн нанесении основных гальванических покрытий:
I. Цинкование, кадмирование, лужение и свинцевание круп-
ных изделий с необработанной поверхностью.
Н. Защитно-декоративные покрытия мелких изделий.
III. Цинкование, кадмирование, лужение и свинцевание меха-
нически обработанных изделий.
IV. Защитно-декоративное никелирование и хромирование.
V. Твердое хромирование.
VI. Меднение с целью защиты от пемеитации.
Знак 4 обозначает, что данная операция применяется; знак —
что данная операция не применяется; знак ± обозначает, что дан-
ная операция может применяться и не применяться.
Последовательность операций
Наименование операций обработки при нанесении гальванических покрытий
I II III IV V VI
Обезжиривание химическое 4- — 4- + — —
Промывка в теплой про- точной воде — — + — —
Травление химическое.... — — —
Промывка-в холодной про- точной воде -р — — 4 — —
Нейтрализация .... ± —- —_ 4- —- —
Промывка в холодной про- точной воде ± — — ± — —
Промывка в горячей про- точной воде -1- — — + — —
Крацеваине (удаление шла- ма) ± — — — —
Промывка в холодной про- точной воде 4- — — — — —
Промывка в горячей про- точной воде -t- — — — —
Галтовка (полирование) в барабанах или колоколах - — -1- — __ __
Шлифование на войлочных кругах __ — — -I- — —
Полирование и а бязевых кругах с пастой...... . — — — 4 — —
Обезжиривание в органиче- ских растворителях — — — + — —
Обезжиривание ........ 4 4 + + 4 4-
Промывка в теплой воде + + + + + —
» в холодной воде. 4 4 + + 4 +
Декапирование (легкое ппо- травливание) 4 + 4 4 4-
Промывка в холодной воде + 4 4 + 4- 4-
Наименование операций
обработки
Нанесение покрытия (IV —
никелирование) ..........
Промывка в уловителе ....
Промывка в холодной про-
точной воде..............
Пассивирование или освет-
ление . .................
Промывка в холодной воде.
Нейтрализация ...........
Обезжиривание в раствори-
телях ................
Обезжиривание электрохи-
мическое ............ .
Промывка в теплой воде.
Промывка в холодной воде
Декапирование ...........
Промывка в холодной воде
Нанесение покрытия (хро-
мирование) ..............
Промывка в холодной про-
точной воде..............
Нейтрализация ........ .
Промывка в горячей про-
точной воде..............
Сушка ...................
Полирование на полотняных
кругах ..................
Шлифование .......... .
Протирка ................
Технический контроль ....
Последовательность операций
при нанесении гальванических
покрытий
О
ПАСТЫ ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ И ПОЛИРОВАНИЯ ПРИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ ОСНОВ И ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ
Паста Состав пасты, вес. % Применение Паста Состав пасты, вес. % Применение
Алюминиевая Окись алюминия 65,0 Полирование меди и Крокусная Крокус 73,1 Полирование осиовио-
никеля го металла перед по-
Сало говяжье (иди со- 8,0 Стеарин 18,5 крытием, а также по-
лидол) лирование меди и ее
Олеии 1,о сплавов, серебра и
Стеарин 10,0 других металлов
Церезин 2,0
Церезин 14,5
Парафин 5,4
Скипидар 2,5
Маршалитовая Мариалит 80,8 Окончательное шлифо-
А л юм и ни е во- Окись алюминия 35,6 Полирование сплавов ванне изделий из чер-
хромовая цинка и меди Парафин 10,0 иых металлов
Окись хрома 35,6
Сало говяжье (или со- 9,0
Церезин 13,4 ЛИДОЛ)
Стеарин 8,8 Церезин 0.2
Сало говяжье 4,4
Наждачная Наждак (М 28) 22,4 То же
Скипидар 2,2
Трепел 55,5
Известковая Венская известь 71,8 Полирование никеля, Сало техническое 15,1
(обожженный доле- латуни, алюминия,
МИТ) серебра, золота и Стеарин 7,0
других цветных ме-
Церезин 1,5 таллов
Хромовая Окись хрома 73,0 Полирование хрома,
Стеарин 23,0 нержавеющей стали
Стеарин 23,0
Сало говяжье (или со- 1,5
лидол) Олеиновая кислота 4,0
Скипидар 2,2
ОСНОВНЫЕ ОПЕРАЦИИ ПРИ НАНЕСЕНИИ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ Я1 ПАСТЫ ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ И ПОЛИРОВАНИЯ
СОСТАВ РАСТВОРОВ И РЕЖИМЫ ПРИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОМ ПОЛИРОВАНИИ МЕТАЛЛОВ
Полируемый металл Состав электролита Концентрация, вес. % Анодная плот- ность тока, а[дм2 Темпера- тура, °C Напряже- ние, в Длительность процесса, мин Материал катода
Алюминий Ортофосфорная кислота Серная кислота Хромовый ангидрид Вода 45 35 4 16 25—35 70—80 12—15 2—5 Алюминий
Бериллий Ортофосфорная кислота Сериая кислота Глицерин Этиловый спирт 60 19 13 8 200—400 20 Нержавеющая сталь
Ванадий Хлорная кислота Уксусная кислота 14,5 85,5 16—24 До 35 50—60 1—2 То же
Вольфрам Едкий иатр Вода 10 90 3-6 20 8—10 Сталь
Гафний Хлориая кислота Уксусная кислота 7,1 92,9 .... 20 18 5—Ю сек Нержавеющая сталь
Железо (сталь уг- леродистая) Ортофосфорная кислота Серная кислота Хромовый ангидрид Вода 65 15 6 14 40—80 70—90 6-8 5—40 Свинец
Золото Циаинстый калий Железистосинеродистый калий Углекислый натрий Едкий натр Вода 4 1 2 0,5 92,5 1,5—3,5 20-45 5 Платина
Ииднй Азотиая кислота Мезиловый спирт 49 51 30 20 40—50 1—2 Н ержав е ющая сталь
Кадмий Ортофосфорная кислота Глицерин Вода 49 36,5 14,5 40 20 8—9 5—10 Кадмий
Кобальт Ортофосфорная кислота Вода 67 33 1—2 20 1—1,5 5—10 Кобальт
Магний Ортофосфорная кислота Этиловый спирт Вода 55 25 20 20 20—50 10 2 Магний
Медь и его сплавы Ортофосфорная кислота Вода 70 30 5—20 18-25 1.5—2 2—8 Медь
Молибден Серная кислота 25 80—120 25 1 Нержавеющая сталь
Метиловый спирт 75
Никель Серная кислота, 70 40—50 20—25 60 4-6 Свинец
Вода 30
Ниобий Плавиковая кислота 18 20—35 Ниже 50 12—20 10 Платина
Азотиая кислота 22,5
Вода 59,5
Олово Едкое к али - 25 16 18—25 10—15 Сталь
Вода 75
Свинец Хлориая кислота Уксусная кислота 30—34 66-70 0,1—0,2 20—40 5 Нержавеющая сталь
Серебро Цианистое серебро 2 1-1,2 18—25 1,2—1,3 2-3 Серебро
Цианистый калий 3
Углекислый калий 4
Вода 91
Сталь иержа- Ортофосфорная кислота 40 40—80 80—90 5—10 Свинец
веющая Серная кислота
Хромовый ангидрид
Вода 17
Тантал Сериая кислота 94 10—20 35—45 ’50 9—10 Платина
Плавиковая кислота 6
Титаи Хлориая кислота 25 20-30 Ниже 35 40—60 Периодами по Нержавеющая
сталь
Уксусный ангидрид
Вода
Торий Хлориая кислота Уксусная кислота 29 66,5 60 10 7—12 сек То же
Вода 4,5 23 20 5—10 Платина
Уран Ортофосфорная кислота
Сериая кислота
Вода
Сериая кислота 60 20 30 18—25 5—10 Свинец
Хром
Ортофосфорная кислота 20
Лимонная кислота 10
Вода 10
О Цинк Хромовый ангидрид Вода 17 83 250—350 20 60 40—45 сек Никель
СР
СОСТАВ РАСТВОРОВ И РЕЖИМЫ ПРИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОМ ПОЛИРОВАНИИ МЕТАЛЛОВ
g СОСТАВ РАСТВОРОВ И РЕЖИМЫ ПРИ ХИМИЧЕСКОМ»ПОЛИFOB АН ИМ МЕТАЛЛОВ
О
Полируемый металл Состав раствора Концентрация Температура раствора, dC Продолжительность полирования, мин
Алюминий Едкий натр Азотнокислый натрий Азотистокислый натрий Фосфорнокислый натрий Вода 300—600 г 300—500 » 200—300 » 100—300 » 100—300 » 320—140 0,5-2
Ортофосфорная кислота (плотность 1,7 г/см3) Азотная кислота (плотность 1,4 г/см3) Серная кислота (плотность 1,84 г/см3) Мочевина 650 мл 150 » 200 г 10 » 100—110 0,5—2
Ортофосфорная кислота (плотность 1,7 г/см3) Уксусная кислота (плотность 1,05 г/см3) Азотная кислота (плотность 1,4 г/см3) 800 мл 150 » 50 » 100—110 0,2-1
Бронза оловянистая Ортофосфорная кислота (плотность 1,7 г/см3) Азотная кислота (плотность 1,49 г/см3) Уксусная кислота (плотность 1,05 г/см3) Хлористый натрий 30 объемн. % 65 объемн. % 4 *объемн. % 1 вес. % 20—60 0,2-1
Железо и сталь Щавелевая кислота Перекись водорода Серная кислота (плотность 1,84 г/см3) 25 г/л 13 » 0,1 » 18—25 30-60
Ортофосфорная кислота (плотность 1,7 г/см3) Азотная кислота (плотность 1,4 г/см3) Соляная кислота (плотность 1.19 г/см3) Вода 15—25 объемн. % 2—4 объемн. % 2—5 объемн. % 81—66 объемн. % 70—80 1-10
Кадмий Перекись водорода (30%) Серная кислота (плотность 1,84 г/см3) Вода 7 объемн. % 0,3 объ емн. °/о 92,7 объемн. %
Магний Азотная кислота (дымящая) 75 объемн. %
Вода 25 объемн. %
Медь Ортофосфорная кислота (плотность 1,7 г/см3) 45—60 объемн. %
Азотная кислота (плотность 1,4 г/см3) 8—15 объемн. %
Серная кислота (плотность 1,84 г/см3) 15—25 объемн. %
Вода 10—12 объемн. %
Медь, латунь, нейзильбер Ортофосфорная кислота (плотность 1,7 г/см3) 40 объемн. %
Азотная кислота (плотность 1,4 г/см3) 20 объемн. %
Уксусная кислота (плотность 1,05 г/см3) 40 объемн. %
Соляная кислота (плотность 1,19 г/см3) 0,01 объемн. %
Никель Азотная кислота (плотность 1,49 г/см3) 30 объемн. %
Серная кислота (плотность 1,84 г/см3) 10 объеми. %
Ортофосфорная кислота (плотность 1,7 г/см3) * 10 объемн. %
Уксусная кислота (ледяная) 50 объемн. %
Свинец Перекись водорода (30%) 20 объемн. %
Уксусная кислота (ледяная) 80 объемн. %
Тантал Серная кислота (плотность 1,84 г/см3) 50 мл
Азотная кислота (плотность 1,4 г/см3) 20 »
Плавиковая кислота (техническая) 20 »
Цинк Хромовый ангидрид 120 г/л
Уксуснокислый натрий 60 >
Азотнокислый алюминий 10 »
Азотная кислота (плотность 1,38 г/см3) 100 МЛ
Сериая кислота (плотность 1,84 г/см3) 30 »
20—30 15—20 сек
Периоды по 3 сек
1—3
0,5-1
85—95 0,5—1
20 Периоды по
5—10 сек
20 5—10 сек
40—50 6—20 сек
СОСТАВ РАСТВОРОВ И РЕЖИМЫ ПРИ ХИМИЧЕСКОМ ПОЛИРОВАНИИ МЕТАЛЛОВ
СОСТАВ РАСТВОРОВ И РЕЖИМЫ ПРИ ОБЕЗЖИРИВАНИИ МЕТАЛЛОВ
Состав раствора, г/л
Обезжириваемый металл едкий натр углекис- лый натрий фосфорно- кислый натрий кремне- кислый натрий смач и- ватель О П-7 или О П-Ю контакт Петрова Темпера- тура, Плотность тока, а!дм2 Продолжи- тельность процесса, мин
О
о
о
>
со
ч
>
о
Алюминий, цинк, свинец
Медь н ее сплавы
Черные металлы
40—50
100
Алюминий, цинк, свинец | 40—50
Медь и ее сплавы 30—40 | 20—30
Черные металлы 1 40-50 1 60—70
20-25
40—50
30—50
Химическое обезжиривание
| 20—25 I 30—40 5—10 | 5—10 । 15—20 I 70—90 1 70—90 | 70-90 1 1 5 10-30 | 10—30
Электрохимическое обезжирнванне
1 30—40 1 I 3-5 I I 70-90 I 1 3-5 1 I 0,5
50—60 8—10 70-90 з—5 0,5
1 10—15 | 1 3-5 I | 70—90 1 | 5—10 1 | 5—10
нх
СОСТАВ РАСТВОРОВ И РЕЖИМЫ ПРИ ХИМИЧЕСКОМ И
Электролиты для химического и электрохимического травления
обозначены в таблице следующим образом: I и II — для химического
травления углеродистой стали, покрытой окалиной; III — для стали,
не покрытой окалиной; IV —для стальной проволоки; V —для сталь-
ных листов; VI — для предварительного травления нержавеющей
стали; VII —то же до блеска: VIII —ХП —для анодного травления
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОМ ТРАВЛЕНИИ ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ
(в электролите XI травят листы, в электролите XII —проволоку);
XIII —для катодного травления профилированных изделий с окали-
ной (аноды —свинец). Изделия, подвергающиеся травлению в элект-
ролите XIII, предварительно аиодно обезжириваются; после трав-
ления пленка свинца снимается путем анодного растворения в едком
натре. Концентрация компонентов дана в г/л.
Химическое травление Электрохимическое травление
III IV v VI VII VIII IX х XI XII XIII
Состав раствора
Азотная кислота 510
Ингибитор (КС. ЧМ, МН н 2 30 5 30 • • • • 1,5 1,0
др.)
Клей столярный, сульфнро- 1,0
ванный Серная кислота 270 100 180 . . . . 50-70 230 200 175 15 150 20
Сернокислое железо 250
Соляная кислота 100 150 100 100 . . - , 270 45 40 30
Хлористый натрий 40 40 .... 50 20
Режим работы
Плотность тока, ajdM? 5-10 5-10 5-10 5—100 100—200 8-10
Продолжительность травле- До удаления ~60 3—5 .... 15—30 До 0,5 До 0,1 10—15
иия, мин окалины
Температура раствора. °C 30—40 30-40 30-40 40—60 40—60 40—50 40-50 40—60 110-60 18-25 40—60 60-80 50-60
3
ГВ
>
Sa
о
со
S
СОСТАВ РАСТВОРОВ (в г/л) И РЕЖИМЫ ПРИ ХИМИЧЕСКОМ ТРАВЛЕНИИ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
Медь и ее сплавы Цинк Кадмий Свинец Алюминий О о Олово 2 > 03
предвари- тельное травление глянцевое травление
Состав раствора Азотная кислота Сеоная кислота Соляная кислота Режим работы Продолжительность травле- ния Температура раствора, °C СО 100 700 5 * До получения чистой поверхности 18-25 СТАВ РАСТВОР 100 800 2,5 До 1 мин 18-25 ОВ (в %) И РЕМ 50—200 18—25 । ^ИМЫ ПРИ хи 50—200 От иескс 18-25 МИЧЕСКОМ Д 50—100 )льких секунд дс 18-25 | ЕКАПИРОВАН1 50—100 1 мин 18-80 1И РАСТВОРОВ И РЕЖИМЫ ПР1 И ПРИ ХИМИЧЕСКОЙ ’ Q LO . . о см
Сталь Медь н ее сплавы Цинк Алюминий — Свинец гпчэ х> U>D5
Состав раствора Азотная кислота (плотность 1,4 г/см3) Едкий натр Серная кислота (плотность 1,84 г/сл?) Соляная кислота (плотность 1,19 г/см3) Углекислый калий Цианистый калнй Режим работы Продолжительность декапи- рования, мин Температура, °C 3-5 0,5-1 18—25 3—5 0,5-1 18—25 7—8 0,5—1 18—25 3-5 0,5-1 60 3—5 0,5—1 18-25 00 СП . . W . . II . . 1 . . . КЗ 1— ' ° ' * ’ -8 ‘ 1 ' ' ' * II in • • • • Ю СО 3-5 0,5—1 60 ЛЕНИН ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ ‘ПИРОВАНИИ • • • • • • • , , ю • • • • 77 । 7 • • • • сЦ § з
g СОСТАВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ И РЕЖИМЫ ПРИ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОМ ОСАЖДЕНИИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
В таблице приводятся условия гальванического осаждения
ряда металлов и сплавов. В начале таблицы размещены ме-
таллы, а затем сплавы. Для наиболее широко применяемых по-
крытий указано несколько составов электролитов. Химические
формулы даются лишь для кристаллогидратов и некоторых
комплексных соединений. В необходимых случаях в графе
«Состав электролита» указывается требуемое значение pH рас*
твора. Содержание компонентов в покрытиях и анодах (для
сплавов) дается в весовых процентах.
Покрытие Состав электролита Концен- трация, г!л Темпе- ратура, °C Катодная плот- ность тока, а1дм% Выход по току, % Материал анола Примечания
Алюминий Висмут Хлористый алюминий Гидрид лития Висмутат натрия (NaBiOs * 2Н2О) 265—300 4-8 * 70—100 18-25 25 1—2 2—2,5 90 - 100 Алюминий Висмут Растворителем служит диэтило- вый эфир Л Висмут может быть осажден О
Г ерманий Соляная кислота Столярный клей Сернистый германий (белый) 230—300 2 20 30 2,5 Г ермаиий также нз перхлоратного, фенол- сульфонового и борфторнстоводо- > родного электролита ев Возможно осаждение германия S
Железо Едкое кали Сернистый натрий 1. Сернокислое железо закисное 40 12 420 18—70 3—12 70-90 Железо из цианистых электролитов п Ж Железный осадок из электро л и- тз
Золото FeSO4 • 7Н2О Сернокислый алюминий А12(8О4)з • • 18Н2О pH=2,2—3,0 II. Хлористое железо FeC!2 • 4Н2О Хлористый натрий Соляная кислота pH=2,9—3,3 I. Цианистое золото 100 250—500 100—150 1,2—2 4-6 85-90 60—80 3—15 0,1—0,3 80—95 60 » Золото; пл а- та 11 получается более мягким н © пластичным, чем из электролита I. При введении в электролит I гли- церина и сахара возможно получе- О ние осадков железа с содержа- ео нием углерода до 0,9%. Термооб- я работка производится при 800— 900° С гп Золотые цианистые электролиты
Цианистый калий II. Хлорное золото Железистосинеродистый калий (K4Fe(CN)e] • ЗН2О) Углекислый натрий 16 2,65 15 15 50 0,1 30 тнна; графит Платина готовятся растворением золота в S царской водке. Полученное хлорное S золото растворяют в цианистом Е калии. Электролиты золочения — можно получить также нз грему- чего золота илн применить аиод- х иое растворение металлического золота в 2% растворе KCN (необ- о) ходима диафрагма). Эклектролит II S3 применяется там, где по условиям техники безопасности не может быть применен цианистый электро- тз лит д О
31 Зак. 134
Мель
Индий
Иридий
Кадмий
Кобалы
А1арганец
I. Сернокислый иидий In2(SO.)3 • • 9112О Сернокислый натрий Na2SO4 • 10Н2О pH=2 0—2,7 11. Хлористый ииднй Глюкоза Цианистый натрий 70 10 24-32 8 90—98 18—25 18—25 1—4 1-2 69—80 Индий Сталь
Хлористый иридий Фтористый аммоний Борнокислый аммоний Этиловый спирт 10 14 6 5 мл 18—20 2
I. Окись кадмия * Цианистый натрий Сернокислый натрий Na2SO4 • ЮН2О Сернокислый никель NiSO4 • 7Н2О 45 120 50 1,5 25—30 1,5 90—95 Кадмий
II. Сернокислый кадмий CdSO4 • •Й/3Н2О Сернокислый аммоний Сернокислый алюминий А12(8О4)з • • 18Н2О Желатина или столярный клей pH=3—5 61 33 28 0,5 18—20 0,5—1 95-98
Сернокислый кобальт CoSO4 7Н?О Хлористый натрий Борная кислота рН=7.5—8.5 500 15—2» 30-45 18-70 3-17 75—95 Кобальт
Сернокислый марганец MnSO4 - • 5Н2О Сернокислый алюминий Селенистая кислота pH=7.5—8.5 250 125—150 0,1—0,2 18-25 4—5 80-90 Марганец •
1. Цианистая медь Цианистый калий Едкий натр Сегнетова соль KNaC4H4Oe • 4Н2О •— сл fill "J Н- СЛ С1 СЛ О» СП 50 3—5 65—70 Медь
11. Сернокислая медь CuSO4 5Н?О Серная кислота 200—250 50—75 18-25 1—2 99 »
III. Сернокислая медь CuSO4 • • 5Н2О Пирофосфорнокислый натрий Na4P2O? • ЮН2О Фосфорнокислый натрий двузаме- щенный Na2HPO4 12Н2О Сегиетова соль KNaC4H4Oe • 4Н2О pH=8—9 35 ПО 95 35 18-25 5-6 98-100 »
Для приготовления электролита х
II глюкозу вливают в раствор X
цианистого натрия, а затем ие- S
большими порциями хлористый х
иидий. При этом выпадает осадок. -J
который растворяется при даль-
нейшем перемешивании. Перед иа- х
чалом электролиза раствор выдер- С
жнвается в течение 48 ч 3
Раствор кипятят до исчезновения о
запаха спирта и добавляют 1 мл О
концентрированного раствора ам- >
мнака g
Введение в электролит 1 суль- гл
фироваииого касторового масла Я
способствует образованию на ка- ®
тоде светлых покрытий. Из элек- s
тролита II осаждаются более гру- g,
бые осадки, чем из электролита I. п
Рассеивающая способность кислых н
кадмиевых электролитов невысока, >
вследствие чего онн не рекомен- —
дуются для покрытия рельефных q
деталей со
е>
э
Sa
Аноды обертывают 2—3 слоями со
хлопчатобумажной или стеклянной О
ткани и предварительно прораба- со
тывают током
Электролит I обладает хорошей
рассеивающей способностью и по-
зволяет осаждать медь непосред-
ственно на железных изделиях.
Однако он токсичен, требует более
частой корректировки. Электро-
лит II прост по составу, но обла-
дает низкой рассеивающей способ-
ностью. Применение перемешива-
ния и подогрева в электролите II
позволяет увеличить плотность то-
ка до 10—20 сцдм2. Необходима пе-
риодическая илн непрерывная
Продолжение
о £
Покрытие Состав электролита Концен- трация, г(л Темпе- ратура. °C Катодная плот ность тока, Выход по току, % Материал анода Примечания
Медь IV. Сернокислая медь CuSO4 • 5Н2О Сернокислый натрий Na2SO4 • ЮН2О Сернокислый аммоний Этилендиамии (основание) pH=6—7.8 V. Борфторнстокнслая медь Борная кислота Борфтористоводородная кислота pH = 1,2—1,7 100—125 45—69 45—69 40-69 220—370 15—16 2-3 18—25 60-70 1,5-2 40 и вы- ше 95 98—100 Медь » фильтрация. Электролит III обла- дает более высокой рассеивающей способностью чем электролит И. Электролит IV позволяет получать блестящие осадки меди. Возможно получение меди из борфтористо- водородных (V) и кремнефтористо- водородных электролитов иа ин- тенсивных режимах, но особых преимуществ по сравнению с элек- тролитом II оип не имеют га о о
Мышьяк Никель Мышьяковистый ангидрид Едкий иатр Цианистый натрий I. Сернокислый никель NiSCh • • 7Н2О Сернокислый натрий Na2SO4 • ЮН2О Хлористый натрий Борная кислота рН = 5,0—5,5 11 Сернокислый никель N1SO4 • 7Н2О Борная кислота Фтористый калий (или натрий) Хлористый натрий Натриевая соль 2,6—2,7-дисуль- фонафт ал и новой кислоты pH =5,8—6,3 120 120 4-10 200-240 100—150 10-15 20 140—300 24—39 5-6 5-15 2—4 18-25 18—60 45-55 0,3—2,2 0,5—1,5 0,5—1 95 95 Сталь, графит Никель я Сернокислый и хлористый натрий могут быть заменены хлористым никелем. При перемешивании плот- ность тока может быть доведена до 10 а{дм2. Электролит И позво- ляет получать блестящие осадки никеля. В качестве блескообразую- щих добавок рекомендуется при- менять пиридин, сахарин, соли ко- бальта. формальдегид» кумарин, паратолуолсульфамид и др. Элек- тролит III применяется для чер- ного никелирования. Никель может быть осажден также из сульфа- матных, пирофосфатных, борфто- ристоводородных и некоторых дру- гих электролитов ст Ф Sa СТ X О SJ S н о 05 S •и га м S 3 2
HI. Серпокислый никель NiSO4 • • 7Н2О Сернокислый никель-аммоний N1SO4 • (NH4)2SO4 • 6Н2О Сернокислый цннк ZnSO4 • 7Н2О Роданистый аммоний Бориая кислота рН=4,5--5,5 75 45 40 15 25 45—55 0,2—1,3 » Плотность тока в процессе элек- тролиза постепенно повышается в указанных пределах ? S W 13 tn X н -а О
Олово I Стаииат натрия Едкий иатр N ксуснокислый натрий 11. Сернокислое олово Сериая кислота Крезол или фенол Столярный клей 1 Хлорпалладиат натрия Na2[pdCl4] Азотистокислый натрий Хлористый натрий Борная кислота II. Хлористый палладий Фосфорнокислый натрий двузаме- щенный Na2HPO4 • 12Н2О Фосфорнокислый аммоний двуза- мещенный (NH4)2HPO4 - 12Н2О Бензойная киблота 75 70—80 1— 1,5 63-75 Олово Щелочной электролит обладает И
* Палладий ~ 25~ 54 100 20-30 2,5 5—10 10—зэ 30—50 10—39 3,5—10 100 20 2-5 20—30 50 45—55 1—2 0,4 — 1 0,2—0,3 90 75-95 90—95 Олово Палладий Платина, палладий высокой рассеивающей способно- стью н применяется главным обра- зом для покрытия рельефных и мелких изделий Кислый электролит II применяет- ся для покрытия простых по фор- ме и плоских изделий. При приме- нении перемешивания в электроли- те II плотность тока может быть повышена до 5 а/дм2 Аноды в электролите 11 не рас- творяются, поэтому электролит пе- риодически корректируется соля- ми палладия. Применяются также диаммннонитритные и днаммин- хлоридные электролиты S S S л га 0 - X О о га £ ta га я S S S га Sa О ст
Платина 1. Платннохлористоводородная кис- лота Фосфорнокислый ам!моний двуза- мещениый (NH4)2HPO4 • 12Н2О Фосфорнокислый натрий двузаме- щенный Na2HPO4 • 12Н2О II. цис-Дннитродиаммииплатина [Pt(NH3)2(NO2)2] Азотнокислый аммоний Азотнокислый натрий Аммиак (25%) рН=6-7 5 45 240 19—20 Ь))—120 10 50 мл(л 70 18—95 0,1 0,3—1,5 30—50 10 Платина » Для осаждения платины на бла- городные металлы может быть использован кислый электролит со- става: H2|PtCIJ .... 15-25 г/л НС1 100—390 г/л S га я Sa ст О ст
Рений I. Перренат калия Серная кислота (до рН=1) П. Перренат калия Лимонная кислота Аммиак (до pH—9,5) 10 1 50 70- 70 8 8 10-15 2 » Э
Родий £ Сернокислый родий (в пересчете на металл) Серная кислота Хлористый калий 4—8 100-150 1—3 18-80 0,1—4 50—70 » Введение небольших количеств селеновой кислоты (2—4 г/л) по <в > ляет получать толстые родиевые осадки без больших внутренних напряжений
Продолжение
Покрытие Состав электролита Концен- трация, г/л Темпе- ратура, °C Катодная плот- ность тока, а/дм* Выход по току, % Материал анода Примечания
Рутений Двуокись рутения (в пересчете на металл) Сульфаминовая кислота 2,5-5 10—50 20—90 2—8 . . . . Платина Рутений может быть осажден также из солянокислых растворов нли из электролита с нитрозохло- рндом рутения н серной кислотой
Свиней I. Основная углекислая соль свин- ца 2РЬСО3 • РЬ(ОН)2 Плавиковая кислота Бориая кислота Столярный клей 11. Кремнефтористоводородный свинец Кремнефтористоводородная кис- лота Борная кислота Столярный клей Ш. Свинцовая соль метабеизол- дисульфоновой кислоты C6H4(SO3)2Pb Метабензолдисульфоновая кислота Столярный клей IV. Свинцовая соль фенолсульфо- новой кислоты (СбБЦОНБОзЬРЬ Фенолсульфоиовая кислота Желатина 130 120 100 0,2-0,3 135 30 5 1 220 30 1—2 270 25 1 18-25 18—25 18—25 18-23 3-5 1-2 3-5 3-5 90-98 90—95 90-95 90-95 Свинец » » * В отношении качества образую- щихся осадков и скорости свинце- вания лучшим является электролит I, устойчивый в работе и весь- ма простой по составу. Для полу- чения толстых слоев свинца при- меняют электролит с удвоенной концентрацией компонентов. Элек- тролит II требует предварительно- го меднения стальных изделий для обеспечения прочного сцепления свинцового покрытия с основой. Электролиты, содержащие фенол- сульфоновую и метабензолдисуль- фоновую кислоты (III и IV), позво- ляют получать светлые осадки с хорошим сцеплением. Для покры- тия применимы также перхлорат- ные, щелочные плюм битные, ук- суснокислые. сульфаматные элек- тролиты и ряд других
Серебро I. Цианистое серебро Цианистый калий Углекислый калий 11. Йодистое серебро (в пересчете на металл), Йодистый к алий III. Хлористое серебро Железистосинеродистый калий K4[Fe(CN)e] ЗН2О Углекислый натрий 35—50 35—45 30—50 16—20 350—400 15—20 30—40 20—30 18—50 25—30 18-25 0,3—2,0 0,15—0,25 0,10—0,15 95—100 95—100 95 Серебро » Серебро, графит Для обеспечения прочного сцеп- ления покрытия с медью и ее сплавами изделия предварительно амальгамируются путем погруже- ния на 3—5 сек в раствор, содер- жащий 5—10 г/л HgO и 50—100 г/л KCN. Для осаждения покрытия на сталь необходимо предварительное омеднение или предварительное се- ребрение в электролите с малым содержанием серебра и высокой концентрацией цианистого калия Для получения блестящих серебря- ных покрытий в электролит I вво- дят мочевину, серноватнстокислый аммоний, сероуглерод, добавки се-
Сурьма Сурьмянистый ангидрид (в пере- счете на металл) Лимонная кислота Лимоннокислый калий рН=3,5—3.7 50 192 144 50—70 0,5-5,4 100 Сурьма лена совместно с продуктами кон- денсации альбумина и жирных кислот. Для серебрения могут быть применены также другие электро- литы: синеродистый, роданистый, сульфитный Осаждение сурьмы производится на предварительно омедненную по- верхность изделия
Т еллур Двуокись теллура (в пересчете на металл) Плавиковая кислота Серная кислота 300 500 200 20—30 1,5 —3,0 Теллур
Хром I. Хромовый ангидрид Серная кислота 200-250 2—2,5 50—70 25—60 9-15 Свинец или сплав его 7—10% сурьмы Электролит I применяют для за- щитно-декоративного хромирова- ния
II. Хромовый ангидрид Серная кислота ЮО—150 1—1,5 55 35-40 То же Электролит II используется для износостойкого (твердого) хроми- рования
III. Хромовый ангидрид Сернокислый стронций Кремнефтористоводородный калий 200— 300 5,5—6,5 18-20 50—65 50-100 17-18 Свинец с 5% олова Электролит III называется само- регулирующимся и обладает высо- кой стабильностью во времени
IV. Хромовый ангидрид Едкий иатр Серная кислота Сахар V. Хромовый ангидрид Уксусная кислота 350—400 40—60 2,0-2,5 1-2 250 6-6,5 18-20 50 10—80 100 30—33 9—12 Свинец » Хромовые покрытия, полученные из электролита IV. примерно в 2 раза мягче, чем из электроли- тов I—III (300—400 кг 1мм2 по Бри- иелю). Электролит обладает более высокой рассеивающей способно- стью. Электролит V применяется для черного хромирования. Вместо уксусной кислоты вводят селени- стую кислоту, молибденовую кис- лоту. азотнокислый натрий, вана- дат аммония
со со Цинк I. Окись цинка Цианистый натрий Едкий натр П. Сернокислый цинк ZnSO4 • • 7Н2О Сернокислый алюминий A12(SO4)3- • 18Н2О Сернокислый калий-алюминий KA1(SO4)2- 12Н2О Сернокислый иатрнй Na2SO4 • 101 L>O Декстрин 49 85 40—6Э 215 30 45—50 50—169 10 18-45 18-25 2—4 1—2 70-85 95 Цинк » Электролит I отличается высокой рассеивающей способностью н при- меняется для покрытия изделий сложной формы. Для получения блестящих цинковых изделий в электролит добавляется глицерин (3—5 г 1л) н сернистый натрий (0,5—5 г!л). Электролит II отли- чается низкой рассеивающей спо- собностью и применим для покры- тия изделий простой формы.
СОСТАВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ И РЕЖИМЫ ПРИ ЭЛЕКТРО ХИМИЧЕСКОМ ОСАЖДЕНИИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
Продолжение
Концен- Темпе- Катодная плот- Выход по Материал
Покрытие Состав электролита трация, г!л ратура, °C ность тока, а!дм^ току, % анода
Примечания
Цинк III. Окись цинка Едкий иатр Станиат натрия 6 63 0,5— I 25—50
Вольфрам — железо Вольфрамат натрия (в пересчете на металл) Сернокислое железо (II) (в пе- ресчете иа металл) Хлористый аммоний Сегиетова соль KNaC4H4Oe • 4Н2О 45 5 300 150 70
Вольфрам — кобальт Вольфрамат натрия (в пересчете на металл) Сернокислый кобальт (в пересче- те на металл) CcSO4 • 7Н2О Сернокислый аммоний Аммиак (25%) Едкий натр 12 4 250—300 30—40 м.г!л 10 50—69
Железо — марганец Хлористый марганец МпС12 • 4Н2О Хлористый аммоний Хлористое железо FeCl2 • 4Н2О рН=4,5 350 100—125 30—50 18—25
Железо — никель Хлористое железо FeCl2 • 4Н2О Хлористый никель NiCl2 - 6Н2О Лимоннокислый натрий pH не более 3,5 100 12J 46 40
Железо — никель— марганец Хлористое железо FeCl2 • 4Н2О Хлористый марганец МпС12 • 4Н2О Хлористый никель NiCl2 • 6Н2О рН=2.5 600 6J 60 90-95
Железо — хром Сернокислое железо FeSO4 • 7Н2О Сернокислый хром 83 117 60
8—12 60—70
до 100 80—90
8-25 30
1-2 Цинк
5-10 50 Вольфрам
Вольфрам
или кобальт
3 95
2 100
Ферро-
марганец
Раздельные
аноды из
железа и
никеля
Мягкое
железо
То же
Электролит III применяется как
заменитель токсичного цианистого
электролита при цинковании изде-
лий сложной формы
Покрытие содержит 70—80% W
Содержание вольфрама в покры-
тии зависит от отношения W : Со
в электролите. При отношении рав-
ном 10 сплав содержит ~50% W.
Сплав, содержащий 35% W. имеет
микротвердость (по Бринелю) 600.
а после термообработки до
1200 кгс!мм7. Аналогично может
быть получен сплав W—Ni
Твердость покрытия по Брииелю
400—500 кгс 1мм7. Содержание мар-
ганца до 0.8%. При добавке селе-
нистой кислоты содержание мар-
ганца может быть увеличено
Твердость покрытий максималь-
на при содержании 35—45% Fe.
Коэрцитивная сила и остаточная
индукция ниже, чем у чистого
железа н никеля. Аналогично мо-
гут быть получены сплавы Fe—Со
и Fe—Ni—Со
Скорость осаждения до 1 мм/ч.
Добавка 5 г/л лимонной кислоты
приводит к получению осадков, со-
держащих до 0,5% С. Твердость
до 450 кгс.]мм7 по Бринелю
Покрытие содержит 80% Fe и
20% Сг
• Железо — углерод Сернокислый аммоний Мочевина pH=2.0—2,8 Хлористое железо FeCl2 • 4Н2О Хлористый натрий Соляная кислота Глицерин Сахар 290 189 5.00 100 1,5—3,6 60—100 30—50 75—85 10-20 70-80 Мягкое железо После термообработки покрытие имеет твердость 550 —600 кгс/мм2 по Бринелю н содержит 0,5—0,7% С
Железо — никель — хром Сернокислый хром (фиолетовый) Cr2(SO4)3 - 18Н2О Сернокислое железо FeSO4 • 7Н2О Сернокислый никель NiSO4 • 7Н2О Борная кислота Мочевина 265 56 112 25 180 49—45 12—20 Из этого электролита получаются сплавы, соответствующие нержа- веющей стали 18/8
Золото — железо Цианистое золото (в пересчете на металл) Лимоннокислое железо (в пере- счете иа металл) Цианистый калий Аммиак (25%) 0,5 10—20 10-15 5—50 мл'л 40—50 0,25— 0,5 40 Золото
Золото — медь Цианистое золото (в пересчете на металл) Цианистая медь (в пересчете на металл) Цианистый калий 1.7-2 3.4—4.4 7-9 45—55 0,25—1 50—55 Сплав: 75% 25% Си Ап Покрытие содержит 75—80% Ап
Золото — никель Цианистое золото (в пересчете на металл) Гидроокись никеля (в пересчете на металл) Цианистый калий 4 2 15 70 1—2 30 Платина Содержание никеля в покрытии не превышает 1—2%. При исполь- зовании пирофосфатного элек! ро- ли та содержание никеля в сплаве может быть значительно увели- чено
Золото — серебро Цианистое золото (в пересчете ва металл) Цианистое серебро (в пересчете на металл) Цианистый калий 7-8 1,5-2 10—15 _ 50—60 0,5 85—90 Сплав: 70% 30% Ag Au Покрытие содержит 65—70% Au
Золото — сурьма Цианистое золото (в пересчете иа металл) Сурьмяновиннокислый калий 3 0,05 60-65 0,2 70—80 Золото Покрытия, содержащие более 5% Sb, обладают повышенной хрупко- стью
KfSbOJC.H.Oe • -у н2о
Цианистый калий 15
О СЛ И-'
СОСТАВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ И РЕЖИМЫ ПРИ ЭЛЕКТРО ХИМИЧЕСКОМ ОСАЖДЕНИИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
Продолжение
Покрытие Состав электролита Кон не ii- грация. г>л Темпе- ратура. °C Катодная плот- ность тока, а!дм2 Выход по току, % Материал аиода При.меч а ни я
Золото — олово Цианистое золото (в пересчете металл) Сталиат натрия (в пересчете металл) Цианистый калий Едкое калн на иа 1 1 10—15 3,5
Золото — ураи Цианистое золото (в пересчете металл) Азотнокислый ураинл Цнаинстый калий Углекислый калий иа 4 4 15 30
Золото — цинк Цианистое золото (в пересчете иа металл) Цианистый цинк (в пересчете иа металл) Цианистый калий 4 0,5—2 15
Золото — кадмий— серебро Цианистое золото Цнаиистый кадмий Цианистое серебро Цианистый калий 4 0,5 0,25 15
Золото — медь—се- ребро- никель Цианистое золото Цианистая медь Цианистое серебро Гидроокись никеля Цианистый натрий Фосфорнокислый натрий двузаме- тенный Na2HPO< • 12Н2О 0,8—1,6 0,5—4 0.05—0,5 0,5-1 15 15
Инднй — таллий Сернокислый индий (в пересчете на металл) Сернокислый закисный таллий (в пересчете на металл) Сульфамииовая кислота 15 1,5 50
Кадмий — олово Борфгорат кадмия Борфторат олова Борная кислота Фтористый аммоний Борфтористоводородная кислота pH = 2.5—3.0 240 70 20 50 60
65 0,3 8> Нержавеющ ш сталь Покрытия содержат 20—25% Sn
20—50 0,2—1,0 Золото
18—60 0,2—1,0 70-80 »
45 0,1—0,15 60 Нержавеющ я сталь Из электролита осаждаются де- коративные сплавы золота, имею- щие зеленую окраску. Вместо се- ребра можно добавлять свинец в форме уксуснокислой соли
50—70 0,2—0,5 60—80 Золото, платина Из электролита осаждаются де- коративные покрытия, обладающие высокой износостойкостью и при- меняющиеся в ювелирной про- мышленности и часовом деле
50—70 5 50—69 Покрытия содержат 12—21% Т1
18—25 1,5—6 89 Раздельные аиоды из олова и кадмия Покрытие содержит 75% Cd и 25% Sn
Кадмий — Цнаинстый кадмий (в пересчете 56
цинк на металл) Цнаинстый циик (в пересчете на 13
металл) Цианистый калий 97
Кобальт — Сернокислый марганец MnSCh • 25
марганец • 5Н2О Сернокислый аммоний 75
Сернокислый кобальт (CoSO* • 7Н2О 5
Кобальт —, Гидроокись кобальта (в пересчете 28
титан на металл) Гидроокись титана (в пересчете 12
на металл) Двууглекислый аммоний 107
Плавиковая кислота 294
Борная кислота 100
Столярный клей 2
Кобальт — Хлористый кобальт СоС12 • 6Н2О 180
фэсфор Ортофосфорная кислота 50
Фосфористая кислота 40
Медь— г ер- ' Двуокись германия (в пересчете 3
маний на металл)
Цианистая медь 7
Цианистый калий 4
Едкое кали 6
Медь — ин- дий Цианистая медь (в пересчете на металл) 40
Сернокислый инднй (в пересчете 10
на металл) Едкое кали 30
Цнаиистый калий 40
Глюкоз? 10
Медь — ни- Пирофосфорнокислый никель 15-20
кель Пирофосфорнокислая медь 8—10
Пирофосфорнокислый калий 170—200
К4Р2О7 - ЗН2О Сегиетова соль KNaCiH^Oe * 4Н2О 25-30
pH =9,2—9.6
Медь — Цианистая медь (в пересчете и а 8-12
олово металл) Стаинат натрия (в пересчете на 40-45
металл) Едкий натр 8-20
Цианистый калий 8—15
18—25 1,0 90 Сплав: 85% Cd 1-3% Zn Покрытие содержит и 15—17% Zn 83—85% Cd
с
18-25 0,5—1 99 Свинец Покрытие содержит до 5% Мп
40 2,5 —3,5 10—39 Кобальт Покрытие содержит до 10% Ti
Покрытие содержит 9—11%
Платина
Сплав:
92% Си
8% In
Сплав:
80% Си
20% NI
Раздельные
аноды из
меди и олова
или бронза
состава 62% Си
38% Sn
Прн отношении концентрации
Си : Ge в электролите < 10 удает-
ся получить сплав, соответствую-
щий соединению CtisGe
Покрытие содержит 8% 1п
Покрытие содержит 20% Ni. Со-
держание никеля в сплаве может
быть увеличено путем изменения
соотношения металлов в электро-
лите
Покрытие имеет состав- 60 -55%
Си; 40—45% Sn; применяется для
имитации серебра. При уменьше-
нии концентрации олова в электро-
лите до 25 г/л содержание олова
в сплаве снижается до 15—20%
СОСТАВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ И РЕЖИМЫ ПРИ ЭЛЕКТРО fl ХИМИЧЕСКОМ ОСАЖДЕНИИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
Продолжение
Покрытие Состав электролита Концен- трация, г/л Темпе- ратура, °C Катодная плот- ное! ь тока. а/дм2 Выход по току. % Материал анода Примечания
Медь — свииеи Азотнокислая медь Азотнокислый свинец Азотнокислый калий Азотная кислота 9,5 99 50 4,7 Покрытие содержит 70—90% РЬ
Медь — цинк Цианистая медь (в пересчете на металл) Цианистый цинк (в пересчете иа металл) Цианистый калий Едкий натр Сегнетова соль ККаС4Н4Оя • 4Н2О Аммиак (25%) 28—42 3—4,5 10-15 25-35 40—45 2 мл{л 50—55 2-3 75-80 Сплав: 90 % Си 10% Z11 Катодный осадок содержит ~ 10% Zn. Изменяя соотношение Со : Zn в электролите, можно по- лучить сплавы с любым содержа- нием Zn
Молибден — железо Молибдат аммония (в пересчете на металл) Сернокислое железо (11) (в пе- ресчете на металл) Лимонная кислота Аммиак до рН=4—4.5 30 1 20 60 0,7-1 49-70 Молибден, платина Содержание молибдена в покры- тии может доходить до 96%
Молибден — никель Молибдат аммония (в пересчете иа металл) Сернокислый никель (в пересчете на металл) Сернокислый аммоний Аммиак (25%) 15 3 100 50 мл(л 60 1—2 35—49 Никель Аналогично может быть получе- но покрытие Мо—Со
Никель — кобальт Сернокислый инкель NiSO4 • 7Н2О Сернокислый кобальт CoS04 7Н2О Борная кислота Хлористый калий pH-4,0—5.0 130-140' 110—120 20—30 10—15 50-69 1—2 95 Сплав никеля с кобальтом или никель
Никель — кобальт — фосфор Хлористый никель М1С12-6Н2О Хлористый кобальт СоС12 • 6Н2О Хлористый аммоний Гипофосфит натрия NaH2PO2 • Н2О pH=3—4 120—140 120—140 80-100 8—19 40-60 10-15 95 То же *
Ник ель — марганец Сернокислый никель NiSOs • 7Н2О 25 18 1-2 75—95 Свинец Покрытие N1—Мп может быть получено с содержанием до 34% Мп
о
о
о
го
W
Sa
ГП
X
•о
о
Sa
S
О
ГО
S
•и
ГП
*
S
S
Е
я
•и
S
Si
гп
X
•о
о
Никель — фосфор Сернокислый марганец MnSO< • 5Н2О Сернокислый аммоний Селенистая кислота Сернокислый никель NiSO4 • 7Н2О Хлористый натрий Гипофосфит натрия NaH2PO2 • Н2О Ортофосфориая кислота 200 75 0,1 200 30 20—30 •50 70-80 10-15 60—80 Никель Аналогично может быть получено покрытие Со—Мп и Fe—Мп
Микротвердость сплава 550 кгс!мм? по Бринелю, пос/ мообработки при 600° С она шается до 1200 кгс}мл& 500- е тер- повы-
Олово — никель Хлористый никель NiCl2 6Н2О Хлористое олово Хлористый натрий Фтористый аммоний pH =3,5—4.5 250—300 40—50 39 35 50-60 1 96-98 Сплав олова и никеля в соотношении 1:5 Сплав содержит 65% Ni Sn и 35%
Олово — цинк Стаинат натрия (в пересчете на металл) Цианистый цинк (в пересчете на металл) Едкий натр Цианистый калий 26—36 1,3-3,0 10—12 20—22 65-70 2—3 60-70 Сплав Sn — Zn (20—30% Zn) Покрытие ~25% Zn содержит в среднем
Палладий — медь Хлористый палладий (в пересчете иа металл) Пирофосфат меди (в пересчете иа металл) Пирофосфат натрия • Na4P2O/ • юн2о Фосфорнокислый натрий двузаме- шенный Na2HPO4 • 12Н2О Бензойная кислота рН=7 10 1 140 100 70 0,5 Палладий
Платина — золото Платииохлористоводородная кис- лота (в пересчете иа металл) Хлориое золото (в пересчете на металл) Соляная кислота 16 10-16 300—400 18-25 2 50 70 Золото
Платина — палладий Хлористая платина (в пересчете на металл) Хлористый палладий (в пересчете на металл) Хлористый литий Соляная кислота (28%) 8 2 500 40 мл/л 90 2 Платина Покрытие 22% Pd содержит 78% Pt н
Платина — родий Хлористая платина Хлористый родий Азотнокислый натрий 12,5 1,5 20 80-95 0,8-1 .... » Покрыше 10% R11 содержит 90% Pt и
со СЛ СЛ 1
ХИМИЧЕСКОМ ОСАЖДЕНИИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
О о Продолжение
Покрытие Состав электролита Концен- трация, г!л Темпе- ратура, еС Катодная плот- ность тока, а!дм2 Выход по току, % Материал анода Примечания
Реннй — никель Сернокислый никель N1SO< • 7Н2О Перренат калия Сернокислый аммоний рН«3 50 15 50 70 2-5 80—90 Платина, графит Покрытие содержит около 85% Re. Аналогично могут быть полу- чены сплавы Re—Со н Re—Fe
Саинец — индий Борфторат свинца (в пересчете на металл) Борфторат нидия (в пересчете на металл) Борфторнстоводородная кислота Столярный клей 80—100 20—25 10-20 1—1,5 18—25 1-3 80-90 Свинец Покрытие содержит 10—12% In
Свинец — олово Борфторат свинца (в пересчете иа металл) Борфторат олова (в перечете на металл) Борфтористоводородная кислота Ортоборная кислота Столярный клей 40—50 40—50 40—75 25-35 3—5 18-25 0,8-1 95 Сплав олова со свинцом Борфтористоводородная кислота может быть заменена кремнефто- ристоводородной. Сплав содержит ~40% Sn
Свинец— таллий Перхлорат свинца (в пересчете на металл) Перхлорат таллия (в пересчете на металл) Хлорная кислота Пептон Столярный клей 24 35 10 10 10 18-25 0,1-1 100 Сплав Pb — Т1 с 15% Т1 При Рк=0,1 а!дм1 сплав содер- жит 12,5% TI, при £>к =0,45 а;д*& — 25% Т1, при DK -1 а{дм? — 40% Т1
Серебро — висмут Цианистое серебро (в пересчете на металл) Азотнокислый висмутил (ВЮ)ЫОз (в пересчете и а металл) Цианистый калий 25—30 35 65 • 18—25 1,7 70 Серебро Из этого электролита осаждает- ся сплав, содержащий 10% BI. Комплексная соль висмута гото- вится путем растворения (ВЮ)МОз в смеси К2С4Н4О6 и КОН
Серебро — вольфрам Хлористое серебро Железистосинеродистый калий K<[Fe(CN)6] • ЗН2О Углекислый калий Роданистый калий Вольфрамовокислый натрий 40 80 35 150 0,5 18-25 0,5 .... » Вольфрам содержится в серебре в виде примеси (десятые доли про- цента)
Серебро — индий Цианистое серебро (в пересчете на металл) Хлористый индий (в пересчете и а металл) Цианистый калий 10 4,5 15 18-25 0,5 90 » Покрытие содержит 3.5% In
Серебро — кадмий Цианистое серебро (в пересчете на металл) Цианистый кадмий (в пересчете иа металл) Цианистый калий Сернокислый натрий Na2SO4 • ЮН2О Сернокислый никель NISO4 • 7Н2О Касторовое масло, сульфированное 8—10 30-40 30—40 30—50 3—5 6-10 18-25 0,8 —1,2 85—90 Сплав: 70% Ag 30% Cd Катодный осадок содержит 68— 72% Ag н 32—28% Cd
Серебро — кобальт Цианистое серебро (в пересчете иа металл) Пирофосфорнокислый кобальт (в пересчете на металл) Пирофосфорнокислый калий 0,1-0,4 2—3 100 40-45 0,1—0,5 50 Нержавеющая сталь Серебро вводится в электролит в виде цианистого комплекса; ко- бальт — в виде пирофосфатного комплекса
Серебро — медь Цианистое серебро (в пересчете иа металл) Цианистая медь (в пересчете на металл) Цианистый калий Углекислый калий Едкий натр 30-50 40—60 40—60 15-25 10—15 18-25 0,5—1,0 95 Серебро Покрытие содержит 10% Си
Серебро — молибден Хлористое серебро Железистосниеродиетый калнй K4[Fe(CN)e] • ЗН2О Углекислый калий Роданистый калий Молибденовокислый аммоний 40 80 35 150 0,5-1 18-25 0,5 95 » Содержание молибдена в серебре не превышает 1%
Серебро — никель Цианистое серебро (в пересчете на металл) Пирофосфорнокислый никель (в пересчете и а металл) Пирофосфорнокислый калнй 1-5 12-20 100 18-25 0,5—0,7 50 Н ержав еющая сталь Серебро вводится в пирофосфат- ный никелевый электролит в виде цнаиистого комплекса
Серебро — свинец § Цианистое серебро (в пересчете иа металл) Углекислый евниец (в пересчете на металл) Цианистый калий Сегнетова соль КЦаС4Н4Ов • 4Н2О Едкое кали 26-30 1-5 15—20 40 3 18—25 0,5 85 Сплав: 96% Ag, 4% Pb Покрытие содержит 0,5—4% РЬ
СОСТАВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ И РЕЖИМЫ ПРИ ЭЛЕКТРО ХИМИЧЕСКОМ ОСАЖДЕНИИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
Продолжение
Покрытие Состав электролита Концен- трация, г/л Темпе- ратура Катодиау плот- ность тока, а!дм2 Выход по току, % Материал анода Примечания
Серебро — палладий Цианистое серебро (в пересчете иа металл) Хлористый палладий (в пересчете на металл) Цианистый калий Углекислый калий 17 5 25 20 18-25 1,0 90 Серебро Покрытие содержит 3- 5% Рб
Серебро — платина Хлористое серебро (в пересчете иа металл) Хлористая платина (в пересчете иа металл) Хлористый литнй Соляная кислота (28%) 14 3—16 500 490 мл!л 80 0,2 Платина Вместо хлористого лития может применяться NaBr или Nal. В по- добных электролитах получаются н сплавы других металлов плати- новой группы — иридия, палладия, родия, рутения и осмия
Серебро — сурьма Цианистое серебро (в пересчете иа металл) Сурьмяиовиинокислый калий (в пересчете на металл) Цнаиистый калий Углекислый калий Сегнетова соль KNaC4H4Oe • 4Н2О 28—30 2—5 18—20 25—30 40—60 18—25 0,25 — 0,5 95 Серебро Покрытие содержит 2—3% Sb. Покрытия с более высоким содер- жанием сурьмы обладают повы- шенной хрупкостью
Серебро— таллий Цианистое серебро (в пересчете на металл) Сернокислый таллий (в пересчете иа металл) Цианистый калий Углекислый калий (в пересчете на металл) 20—25 25 30 3—6 18-25 0,5—1 90 » Осадки, содержащие более 15% Т1. становятся темными и губча- тыми
Серебро — цинк Цианистое серебро (в пересчете на металл) Цианистый цинк (в пересчете иа металл) Цианистый калий Углекислый калий 15—25 5—49 10-15 30 18-40 0,5 — 1 95 •
Сурьма — германий Сурьмянистый ангидрид (в пере- счете на металл) Сернистый германий (а пересчете на металл) 10 2—10 60 1,5 Покрытие содержит 10—20% Ge
Титан — железо Едкий натр Сернистый натрий Сернокислый титан Сернокислое Железо Сернокислый циик Серная кислота Сернокислый аммоний 180 100 30 3,8 0,8 2,5 3,3 18—25
Хром — железо Сернокислый хром (основная соль) Сернокислое железо-аммоний NH4[Fe(SO4)2] • 12Н2О Сернокислый магний MgSO4 • Сернокислый аммоний Кремнекислый натрий Глицерин pH—0,8—1,3 450 13,5 20 100 1 0,5-3,0
Хром- молибден Хромовый ангидрид Молибденовая кислота Сериая кислота 400 360 4 40
Хром — марганец Хромовый ангидрид Пермаигаиат калня Сериая кислота 200 49 2 20
Хром — ре- ний Хромовый ангидрид Перреиат калия Серная кислота 250 10 2,5 50—55
Хром —се- лен Хромовый ангидрид Сериая кислота Селеновая кислота 250 2,5 36 45—55
Хром — вольфрам Хромовый ангидрид Сернокислый аммоинй Вольфрамовый ангидрид Лимоннокислый аммоний pH=7—8 200 2,5-3 100 300 70
Циик — же- лезо СО сл со Сернокислый цинк Сернокислое железо Сернокислый натрий pH-3,4—4 150—200 30—70 - 80—120 45
20 Платина Аналогично могут быть получе- ны сплавы Ti—Ni и Ti Со
20—30 Сплав хрома с железом Покрытие содержит 85% Сг н 15% Fe
4 .... Сплав свинца с оловом Содержание молибдена в покры- тии не превышает 4%
10 10—15 Свинец Покрытие содержит до 15% Мп
10—25 10 »> Содержание рения в покрытии невысокое (^ 1%)
50 10—г> Платина Покрытие содержит 63% Сг и 37% Se. Вместо селеновой кислоты можно применять селенистую
2—3 Свинец Содержание вольфрама в покры- тии 32—33%
6—8 99 Цинк Покрытие содержит 1,5% Fe. При замене в электролите FeSO4 на NiSO4 или CoSO4 могут быть по- лучены сплавы Zn- Ni и Zn—Со- Сплав Zn—N1 может быть получен также из цианистого или аммиа- катного электролитов
СОСТАВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ И РЕЖИМЫ ПРИ ЭЛЕКТРО Л ХИМИЧЕСКОМ ОСАЖДЕНИИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
СОСТАВ РАСТВОРОВ И РЕЖИМЫ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ ОКСИДНЫХ И ФОСФАТНЫХ ПЛЕНОК НА МЕТАЛЛАХ ХИМИЧЕ-
СКИМ МЕТОДОМ о
___ О
Процесс Состав раствора Конце и- трация, г/л Темпера- тура, Продолжи- тельность операции, мин о W _ т Примечание > со 2
Оксидирование (воронение) в щелочных растворах Едкий иатр Азотнокислый натрий Азотистокислый натрий 700-800 200-250 50-70 140-145 1 От 15 до 120 о X Оксидированию подвергают стальные изделия с хорошо обработанной поверх- piS ностыо. Подготовка изделий перед нача- Xg лом оксидирования обычно ограничивает- ся очисткой их от жиров и масел
Оксидирование в кислых растворах I. Ортофосфорная кислота Азотнокислый кальций Перекись марганца 4—10 70—100 10-20 100 40—45 S3 В этих растворах обрабатываются из- хх делия из углеродистой и нержавеющей х стали (электролит I), а также изделия гн-з нз цинка, алюминия и их сплавов. По- лучаемые пленки являютси хорошим S4. грунтом для лакокрасочных покрытий £Х
И. Ортофосфорная кислота 2—10 80-100 30-40
Фосфатирова- ние Азотнокислый кальций I. Мажеф II. Мажеф 70-100 30-35 27—33 97-99 15—25 40-80 15-20 i: Мажеф — смесь первичных фосфатов мар- 2п ганца и железа (ТУ НКХП 1098—44). * X В растворе II можио вести ускоренный I3 процесс без подогрева = о*
Азотнокислый цинк Азотистокислый натрий 30—50 2—3 IX И ФОСФАТНЫХ
СОСТАВ РАСТВОРОВ И РЕЖИМЫ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ ОКСИДНЫХ ПЛЕНОК ИА МЕТАЛЛАХ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИМ
МЕТОДОМ___________________________________________________________________
Процесс Состав электролита Концен- трация, г/л Ток Напря- жение, в Плот- ность тока, а/дм* Темпе- ратура, °C Продолжи- тельность процесса, мин о Примечание о сэ
Оксидирование алюминия н его сплавов Оксидирование сплавов маг- ния О'. I. Сериая кислота II. Серная кислота III. Щавелевая кислота IV. Хромовый ангидрид V. Щавелевая кислота Лимонная кислота Борная кислота Щавелевокислый калий-ти- тан pH = 1,5—2 I. Двухромовокислый калий Фосфорнокислый натрий однозамещенный II. Фтористый аммоний (кислый) Двухромовокислый натрий Ортофосфорная кислота (85%) 120—200 200 50 50—100 1,2 1,0 8,0 40 100 50 250—350 60—80 55—70 мл/л Постоян- ный или перемен- ный Постоян- ный Перемен- ный Постоян- ный То же > » Перемен- ный 13—27 20—40 30—80 20—50 80-120 6 75—85 1,0-3,0 2,5 1-5 0,5—2,5 2—3 1,5-2 5-6 18-25 —10-ь —6 20—45 20-40 55—60 50 70-80 20—40 30 30-40 30 30—40 40—60 30—40 т? о хн Электролит I наиболее **5? употребителен. Электролит II применяется для повы- ро шения износостойкости, н» Электролит III предназна- g— чается для декоративного окрашивания и для целей электроизоляцни. Электро- лит IV применяется для получения антикоррознон- ь? ных пленок и а изделиях гп* сложной конфигурации. Оксидную пленку у пл от- няют в растворе хром- О*о пика или окрашивают ее *Х красителями, или пропиты- вают светочувствительными ;*ф солями. Из электролита V получают декоративную эмалевидную пленку. Прн О «в применении постоянного то- ка в качестве катода ис- пользуют листовой свинец; при применении электроли- ag та V — графит pi® нх оо tax Е X я & гп X О я
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ЭКВИВАЛЕНТЫ ЭЛЕМЕНТОВ
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ЭКВИВАЛЕНТЫ ЭЛЕМЕНТОВ
лмический залент <3 0,597 0,895 0,858 1,095 1,107 2,214 1,120 1,99 1,821 3,642 3,475 1,737 1,274 3,742 7,484 3,865 4,025 1,635 0,909 1,514 0,709 1,323 0,324 0,647 1,743 1,220
Электрон ЭКВИ1 о Гч> 0,166 0,249 0,238 0,304 0,307 0,615 0,328 0,551 0,506 1,012 0,965 0,482 0,356 1,039 2,079 1,074 1,118 0,454 0,252 0,421 0,197 0,367 0,0898 0,183 0,484 0,339
Валент-
Атомный у с 95,95 95,95 23,00 58,69 118,70 118,70 190,2 106,7 195,23 195,23 186,31 186,31 102,91 200,61 200,61 207,21 107,88 87,63 121,76 121,76 19,00 35,46 52,01 52,01 140,13 65,38
Элемент Молибден Натрии Никель Олово Осмий Палладий Платина Рений Родий Ртуть Свинец Серебро Стронций Сурьма Фтор Хлор Хром Церий Цинк
химический валент S. Л> 0,335 2,562 0,168 2,981 0,380 0,634 2,591 0,0376 1,145 1,374 0,677 0,694 1,042 2,452 7,357 1,429 4,735 1,801 2,401 2,097 1,459 0,747 0,298 1,099 0,259 0,454 1,025 1,186 2,372
О S а. и н ж СУ о 1 0,093 0,712 0,046 0,828 0,106 0,176 0.721 0,010 0,318 0,382 0,188 0,193 0,289 0,681 2,044 0,399 1,315 0,500 0,667 0,582 0,405 0,208 0,0829 0,305 0,072 0,126 0,285 0,329 0,658
Валент- 2 СО (N (N <-« ю СО « - ano-ycOCSCO'-ra-'rcOOlr-^CSCS-WW^H
Атомный и о ffi 26,98 137,36 9,01 79,92 50,95 50,95 209,00 1,008 183,92 183,92 72,60 55,85 55,85 197,20 197,20 114,76 126,91 193,1 193,1 112,41 39,10 40,08 16,00 58,94 6,94 24,32 54,93 63,54 63,54
элемент Алюминий Барий Бериллий Бром Ванадий Висмут Водород Вольфрам Германий Железо Золото Индий Иод Иридий Кадмий Калнй Кальций Кислород Кобальт Литий Магний Марганец Медь
962
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Абсолютно черное тело 593
Абсорбция 655—708
аппараты 681—708
материальный баланс 665, 666
основные закономерности 664—667
расход абсорбента 665, 666
расчет процесса 671—680
Адсорбенты 344—348, 714—717
активность 346—348, 716, 717
высота слоя 726
поры 715
структурные типы 714, 720, 721
удельная поверхность 715
Адсорберы 724—735
Адсорбция 714—736
в кипящем слое 733, 734
изотермы 717—722, 728—730
кинетика 723, 724
продолжительность 725—730
равновесие 717—722
физическая 714
Аккумуляторы см. также Элементы
гальванические
авиационные 888—891, 911
для радиопитания 892
железнодорожные 892
мотороллерные и мотоциклетные 893
неисправности 898, 899, 908
свинцово-кислотные 884—899
серебряно-цинковые 909—912
стартерные 887, 888, 895, 896
стационарные 885, 886, 895
тяговые 896, 897, 904
щелочные 900—908
герметичные 900—903, 905—907
негерметичные 903, 904
Акопяна и Касаткина формула 435
Аппараты
выпарные
вакуум-632—636
выбор 629—632
пленочные 629
расчет 638
с естественной циркуляцией 625
с принудительной циркуляцией 629
для абсорбции и ректификации 681—
708
Аппараты
направляющие для циклонов
«винт» 474
«розетка» 474, 476
пенные
газоочистители 487—495
теплообменники 592, 593
теплообменные 592, 593, 609—613
экстракционные 772—776
Архимеда критерий см. Критерии
Аффинности коэффициент 719, 720
Аэрожелоба 463—466
Бабо правило 619, 621
Барботаж 691
Батареи см. Аккумуляторы, Элементы
гальванические
Вакуум-фильтры 506—512
Вебера критерий см. Критерии
Вентиляторы 419—422
Вес
относительный 354
удельный 354
Влагосодержание
критическое 647
паровоздушной смеси 642
парогазовой смеси 642
Влажность
абсолютная 641
воздуха 28—32, 34, 35, 639
высушиваемого материала 639
относительная 643—645
Вода 17—23
давление паров над растворами 32
дистиллированная 18
жесткость 18
запасы на Земле 23
морская, состав 21, 22
озер, состав 22. 23
охлаждающая, расход 671
питьевая 19, 20
природная, классификация 19
Водяной пар
давление над растворами 32
9)3
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Водяной пар
конденсация 578—587
насыщенный, давление 620
плотность 642, 643
расход 614, 615, 671, 712
содержание в воздухе 33
Возврат
рафината 766, 767
экстракта 766, 767
Воздух 24—35
влажность 28—32, 34, 35, 639, 643—
645
вязкость 26
давление на различной высоте 25,418
плотность 26, 27, 642, 643
поверхностное натяжение 25
произведение pV 27
растворимость в воде 25
расход при сушке 646
содержание водяного пара 33
состав 25, 639—645
теплоемкость 28
теплосодержание 641
точка росы 28—31
физические константы 24
Время
изменения разности уровней 410
опорожнения сосудов 409—411
пребывания твердых частиц в аппа-
рате 449
Всасывания высота 418
Выпаривание 614—638
Выпарные аппараты см. Аппараты вы-
парные
Вяжущие материалы
воздушные 264—269
гидравлические 270—281
добавки активные 285
кислотоупорные 282, 283
сырье 284
цементы зубные 282, 283
Вязкость
атомные константы 356
воздуха 26
газов 357, 358, 360 ,
газовых смесей 357, 358
единицы измерения 352, 355, 358,
361, 362
жидкостей 355, 359
псевдопластичных 413
смесей 357
коэффициент см. Коэффициенты
ньютоновская 411, 412
пластическая 412
стекол 323, 324, 331, 334
суспензий 357
эмульсий 533
Газоочистители пенные 487—495
Газы
вязкость 357, 358, 360
диффузия 332, 658—660
запыленность 470, 473, 476, 477
очистка
в пенных аппаратах 487—495
в пылеосадительных камерах 467
в циклонах 468—486
в электрическом поле 495, 496
парциальное давление 664
плотность 355
поглощательная способность см. Сте-
пень черноты
промышленного производства 132—•
145
растворимость 664
теплопроводность 544
Галилея критерий см. Критерии
Гальванические элементы см. Элемен-
ты гальванические
Генри закон 664, 665, 729
Гидравлика прикладная 354—414
Гидравлический радиус 363
Гидравлическое сопротивление 366—402
газораспределительных решеток 448,
449
жалюзийного брызгоотбойника 495
колонн
насадочных 684—686
тарельчатых 695—700
насадок 400, 402, 686
неньютоиовских жидкостей 414
осадка 501—503
пеиных аппаратов 495
псевдоожиженного слоя 448
пучка труб 399, 400
слоя 435
тарелок 696—700
теплообменников кожухотрубиых 400
фильтровальной перегородки 560, 502
циклонов 483, 486
Гидродинамика 426—466
Гндроциклоны 513, 514
Грасгофа критерий 557
Давление
атмосферное на различной высоте 25,
418
водяного пара над растворами 32
газа, парциальное 664
гидростатическое 621, 622
для подъема жидкости 367
для преодоления местных сопротив-
лений 367
для преодоления трения 366, 367
в змеевике 399
при ламинарном движении 392, 393
964
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Давление
для создания скорости потока 366
индикаторное 424
критическое 403
насыщенного пара, номограмма 620
создаваемое вентилятором 420
Декапирование металлов 936, 943
Депрессия
гидравлическая 622, 623
гидростатическая 621
температурная 618, 621
Десорбция 735, 736
высота зоны 732
Диаграммы
равновесия
прямоугольные 744—747
треугольные 740—744
Рамзина 640
температур кипения 616, 617
температур затвердевания рассола
782
Диффузионный комплекс 662, 663
Диффузия
в газовой фазе 658—660
в жидкой фазе 660—664
газов в кварцевом стекле 332
коэффициент см. Коэффициенты
Диэлектрическая проницаемость стекла
320, 325, 330, 341
Диэлектрические потерн в стекле 325,
330, 336
Доджа и Метциера формула 414
Друк-фильтры 508
Дюринга правило 618
Единицы
измерения, соотношения 352, 353
переноса
высота 679. 727
число 674—677, 727, 788
Емкость адсорбционная 716, 717
Желоба транспортные см. Аэрожелоба
Жидкости
аномальные 411—414
бингамовские, пластичные 412
вязкость 355, 357, 359, 413
вязко-упругие 412, 413
дилатантные 412, 413
диффузия 660—664
коэффициент теплопроводности 542
543
иеньютоновскне 411—414
ньютоновские 411
плотность 354
псевдопластичные 412. 413
реопектические 413
теплоемкость 553
Жидкости
теплопроводность 542, 543
тиксотропные 413
Закон
Генри 664, 665, 729
Ньютона 411
реологический, степенной 414
Стефана и Больцмана 593
Излучательная способность см. Степень
черноты
Изотермы адсорбции 717—722 728—
730
Инверсия фаз 687
Ингибиторы коррозии 862—864
Испарители 793
Истечение из отверстий 402—411
Камеры пылеосадительные 467
Керамика химически стойкая 313—319
Киреева уравнение 618, 619
Кирпичева критерий 587, 588
Кислоты промышленного производства
144—155, 250—254
Классификаторы 498. 499
Классификация 497
Колонны
насадочные 681,682,684—686,688, 689
тарельчатые 690—692, 695—700, 704—
708, 775, 776
экстракционные 772—774, 775, 776
Комплекс диффузионный 662, 663
Компрессоры 422—425, 777 сл.
Конденсатор(ы) 632
барометрический 633—636
для холодильных установок 794
Конденсация пара 578—587
Константа (ы)
вязкости, атомные 356
излучения 593
фазового равновесия 665
фильтрации 503
Концентрация
массовая
объемная 352, 655, 656, 714
смесн 452, 453, 457—459
мольная объемная 352, 655, 656
способы выражения 656, 657
Коррозия
ингибиторы 862—864
конструкционных материалов 805—
859
при контактах металла и сплава 860,
861
965
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Коэффициент (ы)
аффинности 719, 720
бы строходности
вентилятора 419, 420
насоса 415
вязкости
динамический 355, 357—360, 411
кинематический 358, 360—362, 411
смеси 532, 533
диффузии 658—664
газов через кварцевое стекло 332
динамический 659. 660
кинематический 658—660
запаса мощности 417, 422, 424
избытка флегмы 669
кинетической энергии потока 408
конвекции 573, 574
лучеиспускания 593
массоотдачи 647, 648, 701—704
массопередачи 671, 673, 678, 689,
690, 701
местного сопротивления 367—391, 408
обогащения 704
отражения оптических стекол 339
очистки газа от пыли 477—483
поглотительного действия слоя 726
подачи компрессора 425, 787
подогрева 787, 788
полезного действия
компрессора 424, 425
насоса 417
распределения компонента
поглощенного 665
экстрагируемого 737
рассеяния света в стекле 341
расхода прн истечении жидкости
404—411
скорости
потока 408
сушки 647
сопротивления 367—391, 402
теплообмена 607, 608
теплоотдачи 557—587
номограмма 559
при кипении 574—578
при конденсации пара 580—587
при обтекании пучка труб 562—564
расчет 571—573
теплопередачи 540—542, 608
теплопроводности 542—544
газа 544
жидкостей 542, 543
смеси газов 544
стекла 320, 330, 331
термического расширения стекол 320,
330. 333, 334, 336, 338—341
трения 392—397
Коэффициент (ы)
формы частиц 431, 432, 438, 439
холодильный 788, 789
эффективности центрифуги 518
Кривая
кинетическая 676—680, 701
равновесия синодальная 742—744
распределения потенциала 718
Критерий (н)
Архимеда 426, 431, 687
центробежный 433, 533
Вебера 404, 703
центробежный 533
Галилея 557, 703
для конденсации 579
гидродинамического подобия 362
Грасгофа 557
Кирпичева 587, 588
конденсации 579
Лященко 426, 431
центробежный 433
мощности 533
Нуссельта 555, 579
диффузионный 702, 703
Ньютона 362
подобия при конвективной теплоот-
даче 555—557
Прандтля 555
диффузионный 702, 703
для воды и водяного пара 560
для воздуха 561
для газов 560, 587, 588
для жидкостей 556
для конденсации 579
Рейнольдса 363, 392, 396, 404, 426,
518, 557, 686, 687, 702
для газов 587, 588
для жидкостей 587, 588
для стекающей пленки 580
обобщенный1 414
центробежный 532
фазового превращения 557
Фруда 362, 404, 426, 518, 557
центробежный 514, 533
Эйлера 363
Крупность граничного зерна 513
Лева формула 439
Летучесть относительная 668
Лященко критерий см. Критерии
Материальный баланс
абсорбции 665, 666
адсорбции 730, 731
выпаривания 614—617, 638
дефлегматора 711
966
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Материальный баланс
перегонки 709
ректификации 669
сушки 645, 646
экстрагирования
многократного 754
однократного 748—750
с возвратом 763, 764
Минеральное сырье 36—129
Минералы, свойства 82—129
Мощность
вентилятора 422
двигателя воздуходувок 462. 463
критерий 533
компрессора
аммиачного 784
затрачиваемая 424
индикаторная 424, 789
теоретическая 422, 423, 788
эффективная 424, 792
коэффициент запаса 417, 422, 424
насоса 416, 417
перемешивающих устройств 536—538
электродвигателя 417,424
установочная 422, 424
Напор
истечения 404, 407—409
насоса 415, 416
Насадки
высота слоя 689, 690, 774
гидравлическое сопротивление 400,
402, 686
типы 400, 401
Насосы 415—419
Нуссельта критерий см. Критерии
Нутч-фильтры 508
Обезжиривание металлов 936, 942
Объем
адсорбента 731, 732
атомный 658
влажного воздуха 642
мольный 658
парового пространства 623
Огнеупорные изделия и материалы
286—312
высокоглиноземистые 298 —303
динасовые 286—291
классификация 286
магнезиальные 304—309
стандарты на методы испытаний и
маркировку 312
хромистые 304—309
шамотные 290—297
Окнслы промышленного производства
162—226
Орошение
оптимальная плотность 667, 688
оптимальное 666, 667
Осаждение 426—434
площадь 467, 498
свободное 426—432
стесненное 432, 434
Отстаивание 432, 497—499
Очистка газоз
в пенных аппаратах 487—495
в пылеосадительных камерах 467
в циклонах 468—486
в электрическом поле 495. 496
Павлова правило 618
Пар водяной см. Водяной пар
Парахор 719, 720
Парциальное давление газа см. Давле
ние газа
Пасты полировочные 937
Пена, высота слоя 492, 696, 700
Перегонка 709—713
без дефлегмации 709, 710
в токе водяного пара 712, 713
материальный баланс 709
периодическая 710—712
простая 709—712
с дефлегмацией 710, 711
Перегородки фильтровальные 500, 502,
505, 506
Перемешивание 525—538
глубина воронки 536
интенсивность 525, 532
теплоотдача 565
эффективность 525, 532
Перемешивающие устройства
мощность 536—538
скорость угловая 534, 535
типы 525—531
число оборотов 534
Плотность
адсорбентов 714, 715
воздуха 26. 27. 642, 643
водяного пара 642, 643
вяжущих материалов 264—268, 270
газа 355
жидкости 354
истинная 715
кажущаяся 715
кристаллических веществ насыпная
260
минералов 36—59. 82—129
насыпная 260. 715
орошения 667, 688
967
предметный указатель
Плотность
пены 700
слоя 435
смеси жидкостей 532
стекла 320, 325, 330, 340, 341
суспензии 504
твердых материалов 259, 260
удобрений насыпная 261, 262
экстрагента 738
Поверхностное натяжение жидкого воз-
духа 25
Поверхность
нагрева 617—622
теплообмена
испарителя 793
конденсатора 794
удельная
адсорбентов 715
частиц 501
фазового контакта 671—673
Поглощательная способность газа см.
Степень черноты
Показатель (и)
преломления
минералов 82—129
стекла 320, 330. 339—341
Покрытия
гальванические 914—929, 936, 937
944—959
для тропического климата 934, 935
наносимые анодированием 932, 933.
961
наносимые химическим способом
930—932
условия эксплуатации 913
Полирование металлов 938—941
химическое 940, 941
электрохимическое 938, 939
Порозность слоя 432, 434, 435, 501
псевдоожиженного 445
Посуда лабораторная фарфоровая 314,
315
Потенциал адсорбционный 718, 719
Потери
давления 408, 409, 421. 422
460—462
тепловые 603—606, 647, 787
Правило
Бабо 619, 621
Дюринга 618
Павлова 618
Прандтля критерий см. Критерии
Производительность
вентилятора 420, 421
гидроциклона 513
компрессора 424, 425
насоса, объемная 416, 417
968
Производительность
пневмотранспорта 459, 460
центрифуги 519
циклона 469, 471, 477
Псевдоожижение 442—450
число 447, 448
Психрометрические таблицы 28—31
Пылеосадительные камеры 467
Пыли 470, 473, 481
Разделение
неоднородных систем
газовых 467—496
жидких 497—524
центробежное 497, 513—524
Разность температур
общая 618
полезная 617, 623
средняя 545, 546, 551, 554, 555
Рамзина диаграмма 640
Растворимость
воздуха в воде 25
идеальных газов 664
Расход
абсорбента
общий 665
удельный 666
воды в конденсаторе 633
воздуха при сушке 646
газа в адсорбере 730, 731
мощности 418
объемный в трубопроводах
номограмма 364
уравнения 363
охлаждающей волы 671
пара 712
греющего 671
сухого 614, 615
тепла удельный 646, 647
экстрагента 748
удельный 755, 756. 760
Рауля—Дальтона уравнение 668
Рафинат 737
возврат 766, 767
Режим
движения 363
кипения 574, 575
кипящего слоя оптимальный 448
ламинарный 363
перегонки 713
пленочный 682
промежуточный 363, 683
течения неиьютоновских жидкостей
413, 414
турбулентный 363. 393—397
турбулизации 683
фонтанирования 691
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Режим
эмульгирования 683
Рейнольдса критерий см. Критерии
Ректификация 655, 708
аппараты 681—708
основные закономерности 668
расчет процесса 671—680
Решетка
газораспределительная 448, 449
пенного газоочистителя 490, 491,
495
Руды см. Минеральное сырье
Рычага правило 741
Сверхцеитрифуги 497, 515, 522, 524
Сгустители
двухъярусные 498, 499
патронные 509
Сепараторы 497
Серое тело 593
Сжатие
адиабатическое 423
изотермическое, работа 423
Сита
молекулярные 715, 716
системы 436
Ситаллы 341
Скорость
витания 426. 450
газа
в насадочных колоннах 687, 688
в циклоне фиктивная 483, 484
при теплообмене фиктивная 590
испарения воды 645
истечения 402—405. 442
несжимаемой жидкости 403, 404
осаждения 426, 428, 431, 432
свободного 431
стесненного 432
пара в колонне 691—695
предельная 693, 694
рабочая 695
потока
в конденсаторе 632, 633
в трубопроводах 365
промывки 504
проницания 500—502
псевдоожижения критическая 442,
443
скольжения 451. 452
транспортирующего воздуха 456, 457
уноса 445
фильтрации 445
фильтрования 504
эмульгирования 534. 773
предельная 688
Слипаемость пыли 470, 473
Слой
излучающий, эффективная толщина
600
кипящий см. псевдоожиженный
плотный
движущийся 440
неподвижный 434
порозность 432, 434, 435, 445, 501
псевдоожиженный 442, 444—488
высота 447
теплообмен 589—591
унос 449, 450
текучесть 434
фонтанирующий 444
Соли промышленного производства
162—226
Сопротивление
гидравлическое см. Гидравлическое
сопротивление
тепловое 539, 604, 605
удельное 501—504
Сорбенты неорганические 344—348
715
Состав
влажного воздуха 639—645
массовый 351, 655, 656, 738
относительный 352, 655, 656, 739
молекулярный 738
относительный 739
мольный 351, 655, 656
относительный 351, 655, 656
фаз 251, 352, 668, 714
двухкомпонентных систем 655—
658
при экстрагировании 738, 739
равновесный 664, 668
Стекло
вязкость 323, 324, 330, 334
диффузия газов 332
диэлектрическая проницаемость 320,
325, 330, 341
диэлектрические потери 325, 330
335
для атомной техники 342
для рентгеновских трубок 338
жидкое 214
кварцевое 330—332
коэффициент рассеяния света 341
лазерное 341
оптическое 329, 339, 340
плотность 320, 325, 330, 340—341
показатели преломления 320. 330,
339—341
пористое 343
припоечное 338
промышленное различного назначе-
ния 342
969
предметный указатель
Стекло
прочность 320, 329—331, 340, 341
температура
обжига 333, 334, 336
размягчения 333, 334, 336, 338, 340
спекания 340
теплоемкость 320, 330, 331
теплопроводность 320, 330, 331
термическое расширение 320, 330, 333,
334, 336, 338—341
термостойкость 333, 334, 336
химико-лабораторное 333
химическая стойкость 321—323, 332,
334, 336, 338
электрическое сопротивление 325, 327,
328, 330, 337, 340
электровакуумное 336—338
электродное 335
электропроводность
объемная 325, 327, 328. 330, 337,
340
поверхностная 328
Степень
извлечения 666
очистки 489, 493—495
сжатия компрессора 425
черноты 593—601
приведенная 601
эффективная 597
Стефана и Больцмана закон 593
Стокса формула 426, 428—430
Ступень
изменения концентрации 680
сжатия, число 425
экстрагирования
теоретическая 747
число 754
Суспензии 413
вязкость 357
классификация 497
плотность 504
Сушилки 648, 649, 652—654
Сушка 639—654
воздушная 649—653
продолжительность 647, 648
с замкнутой циркуляцией высуши-
вающего газа 650, 651
с промежуточным подогревом возду-
ха 650
с частичной рециркуляцией воздуха
649, 651
Тарелки
барботажные 681
колпачковые 681, 691—694, 696—697
провальные 694, 695, 698—700
расстояние между 693, 700, 701
Тарелки
решетчатые 681
ситчатые 681, 694, 697, 698
трубчато-решетчатые 681
число 680, 734
Текучесть слоя 434
Температура (ы)
воздуха в различных городах СССР
644, 645
газа при адиабатическом сжатии 423
затвердевания рассола 782
кипения, диаграмма 616, 617
обжига стекол 333, 334, 336
размягчения стекол 333, 334 336,
338, 340
разность см. Разность температур
спекания стекол 340
средняя геометрическая 600
стандартные сравнительные 777, 780,
781
теплоносителей 552
Тепловая нагрузка конденсатора 794
Тепловая проводимость загрязнений
540, 541
Тепловое сопротивление 539, 604, 605
Тепловой баланс
выпаривания 614—617, 637—638
ректификации 670, 671
сушки 646, 647
Теплоемкость
атомная 619
воздуха 28
жидкостей, номограмма 533
растворов 615
стекла 320, 330, 331
химического соединения, расчет
615
Теплообмен 539—613
в пенных аппаратах 592, 593
в слое
взвешенном 589
плотном 588
псевдоожиженном 589
коэффициенты 607, 608
при излучении 593—601
при соприкосновении
газа и зернистого материала 588.
589
жидкости и газа 587, 588
поверхности и псевдоожиженною
слоя 590—592
сложный 601—603
установившийся непрерывный 539—
554
через плоскую стенку 552, 554
Теплообменники
кожухогрубиые 400, 609, 610
970
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Теплообменники
оросительные 610
пенные 592, 593
погружные 609, 610
регенеративные 609, 611—613
рекуперативные 609, 610
смесительные 609, 613
спиральные 610
«труба в трубе» 609, 610
Теплоотдача
коэффициент 557—587
при естественной конвекции 567—574
при искусственной циркуляции 578
при кипении 574—578
при конденсации пара 578—587
при ламинарном движении пленки
565—567
при перемешивании 565
при поперечном обтекании 562, 563
при продольном течении потока 564,
565
при свободном движении 567—574
при свободном стекании 565, 566
при турбулентном движении пленки
565, 566
Теплопередача 539—613
Теплопроводность
коэффициент см. Коэффициенты
стекла 320, 330, 331
Теплосодержание влажного воздуха
641
Теплота
адсорбции 723
парообразования 615
Термоизоляция 603—607
Тищенко метод 621
Тодеса формулы 429, 431, 443, 445
Точка
захлебывания 683
инверсии 683—685, 690
подвисания 683, 685, 686
росы для воздуха 28—31
торможения 683, 685, 686
Травление металлов 936, 941, 943
Транспорт пневматический 451—466
Трубопроводы
диаметр 625
длина приведенная 606
объемный расход, номограмма 363
трение см. Коэффициент трения
Трубы барометрические 633, 634
Уббелоде формула 362
Угол атаки 400, 562. 563
Удобрения минеральные 232—248, 261—
263
Уилки метод 662, 663
Ультрацентрифуги см. Сверхцентрифуги
жидкости 693
твердых частиц 449, 450
Фактор
гидродинамического состояния систе-
мы 685
разделения 514, 515
Фильтрация газов 467
Фильтрование 497, 500—512
Фильтрпрессы 508
Фильтры
для газов 467, 468
для жидкостей 507—512
электро- 496
Фланцы, эквивалентная длина 607
Флегмовое число 669, 670, 711
Фогеля формула 362
Фреоны 777, 781, 789, 795
Фридланда и Скобло формула 450
Фруда критерий см. Критерии
Хладагенты 777. 780, 781, 788, 795, 796
Холод умеренный 777—796
Холодильные агрегаты комплексные
790—791, 796
Холодильные установки 777—780
Холодильный коэффициент 789
Холодопроизводительность 780. 783—
785
удельная 786
Цементы 270—282
глиноземистые 280
зубные 282
кислотоупорные 282
портланд- 270—275
пуццолановые 276
роман- 270
шлаковые 278
Центрифуги
выбор 515, 516, 519
индекс производительности 517
непрерывного действия 520—522
нормальные 515
осадительные 517. 520. 521
периодического действия 520. 521
промышленные 515
сверхскоростные см. Сверхцентри-
фуги
тарельчатые 517, 518
фильтрующие 518, 520
условные обозначения 523, 524
число осветления 519
Центрифугирование 497, 514—524
Циклоны
батарейные 474—483
97)
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Циклоны
гидравлическое сопротивление 483,
486
одиночные 468—474
расчет 483—486
Шероховатость 393, 394
Щелочи промышленного производства
156—162, 255—258
Эйлера критерий 363
Экстрагент 737, 738, 748
удельный расход 755, 756, 760
Экстрагирование жидкостей 737—776
аппараты 772—776
выбор величины возврата 766, 767
методы 740
схема процесса 761—763
Экстракт 737
возврат 766, 767
Экстракторы 772—776
Электроды стеклянные 335
Электрофильтры 496
Электрохимические эквиваленты 962
;Элементы гальванические см. также Ак-
кумуляторы
воздушно (кислородно) -цинковые 877
воздушно (кислородно) - марганцево-
цинковые 877
двуокисиосвиицово-магииевые 879
для питания
радиоаппаратуры 873—875
слуховых аппаратов 878
транзисторов 879
для сигнализации и связи 875, 883
иодатно-цннковые 879
.марганцево-магниевые 877
Элементы гальванические
марганцево-цинковые 869—870
медноокисиые 883
наливные 875, 879—883
окиснортутные 877, 878
резервные см. наливные
свинцово-кадмневые 879, 880
свинцово-цинковые 879
свинцовые
с плавиковой кислотой 879
с хлорной кислотой 879, 880
с хромовой кислотой 879
серебряио-цинковые 879, 881
серно-магниевые 879
сухие 869—878
телефонные 873
тяговые 896, 897
фонарные 873
хлористо-медно-магнневые 879, 881,
882
хлорсеребряно-магнневые 879, 881
хлор-цинковые 879
Эмульгирование 534, 535
Энглера градусы 361, 362
Энтальпия влажного воздуха 641
Эффект гидростатический см. Депрес-
сия гидростатическая
Эффективность
колонн
насадочных 689, 690
ректификационных 701—708
тарельчатых, абсорбционных 701—
704
Эффективность
пенных аппаратов 493—495
перемешивающих устройств 525, 532
центрифуг 518
циклонов 477, 478, 480, 483
Ядохимикаты неорганические 226—232
ИСПРАВЛЕНИЯ К IV ТОМУ «СПРАВОЧНИКА ХИМИКА»
Стра- ница Графа Строка Напечатано Следует читать
22 2 1 СИ. (0,025 М) (0,05 М)
25 3 2 св. р-рами веществами
37 — 7 св. (NH4)2 Sn. (NH4)2S„.
39 Ве2 + реактив 2 + (-) +
реактив 3 + (-) +-
реактив 5 + (-) +
реактив 6 ч— +(—)
65 4 11 СИ. H2SO4 купферон -f- H2SO4
68 3 1 св. ОС. ф-т
69 2 3 св. Сг3+, CrVI,
16 св. CrVI, Vv, РО’-) CrVl VV)
70 3 6 св. ф-т ОС.
203 4 2 св. >0,01 < 0,01
212 4 и 5 2 и 3 св. См. опр. | Sn2+ См. опр. Sn2+
214 2 10 сн. (CH3COOH)2Cu (СН3СОО)2 Си
220 2 7 сн. (СН3СОО)2 РЬ (СН3СОО)2 РЬ или
223 5 7 св. Sn2", Sn2+,
281 3 22 и 23 сн. H2SO4 (1:1), HNO3 (коиц.), H2SO4 (1 н.), HNO3 (0,25 и.).
282 3 7 и 8 св. (15% р-р). (до 15% в р-ре).
283 3 5 св. (NH4)2 С2О4). (NH4)2C2O4, сп.).
289 4 2 сн. РЬМоО РЬМоО4
294 — 15 св. (BiO)2, Сг2О7, (BiO)2 Сг2О7,
295 3 1 св. Окислы Nb или Та, Окислы Nb н Та,
300 — 20 св Co(CI0H6ONO2N)3 Со (C,0H6ONO2)3
315 — 14 св. КМпО КМпО,
973
Продолжение
Стра- ницу Графа Строка Напечатано Следует читать
328 3 14 св. Т]3+ Т1 +
330 4 3 св. 2,4* 2 4**
343 4 3 сн. 4 8
346 3 15, 16 и Титр., в конце титр, добавл. Титр, (в конце титр, добавл.
17 св. 1 мл СН3СООН до роз. 1 мл СН3СО(ЭН) до роз.
367 9 10 и 21 сн. зеленого синего
381 2 и 3 1—3 св. J (в присут- Ag+; Вт-, J (в присут- Ag+
ствии Cl ) Cl ; J ; ствии С1 )
Ag+ SCN- Ag+ Вг~; СГ;
448 5 4 св. H2SO4 экстр. H2SO4; экстр.
10 сн. pH < 12 (крахмал pH < 12; (крахмал
493 1 2 сн. Sb Sb111
1 и 2 2 и 10 сн. | CrSO4 и СгС12 Sbv I CrSO4 или CrCl2