Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса и постановка задач 9
1.1. Актуальность использования теплоизоляционных материалов в строительстве 9
1.2. Преимущества пеностекла в сравнении с другими теплоизоляционными материалами 10
1.3. Физико-химические основы порошкового способа производства пеностекла 20
1.4. Процессы, протекающие в пенообразующей смеси на стадии формирования пеностекла 26
1.5. Особенности вспенивания стекла 33
1.6. Подходы к моделированию процессов, протекающих на стадии формирования пеностекла 38
1.7. Существующие методы определения теплофизических характеристик материалов 44
1.8. Цель и задачи исследования 57
1.9. Выводы 58
Глава 2. Методы исследования и характеристика используемых материалов 60
2.1. Характеристики сырьевых материалов 60
2.2. Методы исследования свойств и структуры пеностекла 63
Глава 3. Моделирование процессов формирования пористой структуры в расплаве пеностекольной шихты 67
3.1. Физическая модель формирования пористой структуры 67
3.2 Основные допущения при моделировании процесса роста единичной поры в расплаве пеностекольной шихты 73
3.3. Математическая модель роста единичной поры в расплаве пеностекольной шихты 74
3.4. Нахождение временной функции формирования пористой структуры
84
3.5. Выводы 89
Глава 4. Определение теплофизических характеристик пеностекла 91
4.1 Метод решения краевых задач нестационарной теплопроводности .. 92
4.2. Условия проведения исследования, описание экспериментальной установки 101
4.3. Выводы 108
Основные выводы и результаты.. 109
Список литературы 111
- Процессы, протекающие в пенообразующей смеси на стадии формирования пеностекла
- Методы исследования свойств и структуры пеностекла
- Основные допущения при моделировании процесса роста единичной поры в расплаве пеностекольной шихты
- Метод решения краевых задач нестационарной теплопроводности
Введение к работе
Актуальность работы. Производство теплоизоляционных изделий из пеностекла – интенсивно развивающаяся отрасль химической технологии. Одним из перспективным способов получения теплоизоляционного пеностекла является порошковая технология. Рациональный режим термической обработки является одним из важнейших этапов в технологии производства пеностекла, т. к. в зависимости от выбранного режима можно получить пеностекло с широким диапазоном свойств. Довольно слабо исследованы вопросы формирования исходной системы, из которой в результате постепенного накопления газообразных продуктов при увеличении температуры формируется оптимальная пористая структура пеностекла. Не получил исчерпывающего качественного и количественного объяснения механизм порообразования при термической обработке пеностекольной шихты, характер влияния на данный процесс вязкости расплавленной шихты, поверхностного натяжения и парциального давления, развиваемого газообразователем. Отставание исследований в этой области привело к тому, что в настоящее время практически отсутствуют обоснованные модели, описывающие процессы, протекающие при формировании пор в расплаве пеностекольной шихты при постепенном увеличении температуры.
Указанные факторы не позволяют со всей полнотой использования преимуществ порошкового способа производства пеностекла, регулировать физические и теплофизические свойства пеностекла на стадии плавления пеностекольной шихты.
В связи с этим, теоретическое и экспериментальное исследование механизма формирования пористой структуры пеностекла на стадии плавления шихты, изучение влияния вязкости расплава стекла, поверхностного натяжения и парциального давления, развиваемого газообразователем, являются актуальными задачами.
Цели работы. Диссертация посвящена установлению закономерностей процесса порообразования при термической обработке пеностекольной шихты.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие
задачи:
– изучить процесс формирования пористой структуры в пеностекле;
– разработать математическую модель динамики процесса порообразования при термической обработке пеностекольной шихты;
– изучить механизмы влияния поверхностного натяжения и вязкости расплава стекла на формирование теплофизических свойств пеностекла;
– разработать методику и провести экспериментальные исследования по определению теплофизических характеристик пеностекла.
Методы исследования. Для определения теплофизических характеристик материала использовали метод нестационарного режима, при исследовании динамики процесса порообразования применяли математическое моделирование с использованием численных методов и их реализации в виде
программ на ЭВМ.
Достоверность результатов обусловлена:
- согласованностью результатов с известными теориями порообразования
в расплаве пеностекольной шихты и экспериментальными данными,
полученными непосредственно при изучении процесса производства
пеностекла с использованием порошковой технологии;
- адекватностью модели порообразования в расплаве пеностекольной
шихте.
Научная новизна работы.
разработана математическая модель динамики процесса порообразования при термической обработке пеностекольной шихты, с учетом механизма возникновения пузырька пор при установленном режиме термической обработки пеностекольной шихты;
установлены закономерности процесса порообразования, влияние на процесс основных факторов, обеспечивающих устойчивость пены до полного застывания пеностекла, таких как вязкость стекла, поверхностное натяжение расплавленной шихты и парциальное давление, создаваемое газообразователем;
разработана методика для определения коэффициента температуропроводности на образцах, выполненных в виде цилиндра, на основе аналитических решений типовых линейных задач нестационарной диффузии.
Практическая значимость работы.
Разработанная математическая модель динамики процесса порообразования при термической обработке пеностекольной шихты позволяет рассчитывать диаметр пор в зависимости от режима термообработки, источника газообразования и структурных параметров изделий, их теплофизических свойств и характера внешнего воздействия. Это дает возможность проводить проектирование режимов термообработки на различных этапах процесса производства, также позволяет повысить эффективность производства, снизить энергетические затраты и продолжительность процессов при термообработке пеностекла.
Разработанная математическая модель реализована в виде прикладной программы и может быть использована как на предприятиях по производству пеностекла, так и в практике теплофизических измерений, в строительной и химической технологии.
На основе модели процесса порообразования в расплаве пеностекольной шихты при термической обработке рассмотрены процессы, протекающие на стадии размягчения смеси стекла и газообразователя в печи вспенивания, разработана методика, позволяющая повысить эффективность производства, а также снизить энергетические затраты и продолжительность процессов при термообработке пеностекла в 1,5 раза. Ожидаемый экономический эффект от реализации разработанных методик для ОАО «Гомель стекло» (Республика Беларусь) составит более 283 тыс. руб.
Основные положения, выносимые на защиту.
Математическая модель динамики процесса порообразования при термической обработке пеностекольной шихты;
Физическая и математическая модель механизма образования единичной поры в расплавленной пеностекольной шихте;
Результаты экспериментальных исследований теплофизических характеристик пеностекла.
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на следующих внутривузовских, всероссийских, международных конференциях и семинарах: 68-я Всероссийская научно-технической конференция по итогам НИР 2010 г. (Самара, 2011), XVIII Международная научно-техническая конференция «Информационная среда ВУЗа» (Иваново, 2011), Международная научно-техническая конференция молодых ученых (Могилев, 2011), XIX Международная научно-техническая конференция «Информационная среда ВУЗа» (Иваново, 2012), Международная научно-практическая конференция «Актуальные научно-технические и экологические проблемы сохранения среды обитания» (Брест, 2013), VIII Международная конференция молодых ученых (Пенза, 2013).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 4 научных статьи в рецензируемых изданиях, входящих в перечень рекомендованных ВАК РФ и 1 свидетельство о регистрации программы для ЭВМ.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов по работе, списка использованной литературы. Объем работы составляет 120 страниц, включая 12 таблиц, 20 рисунков и библиографический список из 97 наименований.
Процессы, протекающие в пенообразующей смеси на стадии формирования пеностекла
С физической точки зрения пеностекло можно рассматривать как гетерогенную систему, состоящую из газообразной и твердой фаз. Хотя газообразная фаза в конечном продукте диспергирована в твердой, образование пены протекает между жидкой и газообразной фазами. Поэтому характер формирования структуры пеностекла определяется также особенностями перехода жидкой фазы в твердое состояние. Кинетика этого процесса обусловливается явлениями, в результате которых сначала образуются, а затем накапливаются газы, которые при некотором фазовом соотношении вызывают вспенивание [49].
Для научного объяснения свойств и структуры пеностекла на различных стадиях его получения необходимо знать механизм формирования исходной системы, из которой в результате постепенного накопления газообразных продуктов при увеличении температуры формируется пеностекло, характеризуемое некоторым структурным состоянием [22].
Согласно взглядам И. И. Китайгородского [50], которому принадлежат большие заслуги в разработке порошкового способа получения пеностекла, образование ячеистой структуры при вспенивании силикатных материалов обусловлено взаимодействием двух основных факторов: пиропластическим состоянием нагреваемого до размягчения материала и выделением газов, которые вызывают вспенивание. Несколько позже С. П. Каменцкий [43] и А. В. Жуков с соавторами [Ошибка! Источник ссылки не найден.], исследуя вспучивание перлитов и других вулканических пород, пришли к аналогичным выводам, дополнив их данными относительно постоянства реологических свойств расплава в момент вспучивания. В связи с этим фактор однородности пенообразующей смеси (стекла и газообразователя) имеет важное значение, поскольку к пеностеклу предъявляются большие требования по равномерности его структуры. Последнее, по мнению ряда исследователей [95], обеспечивается изотермическим состоянием спеков смеси в интервале температур вспенивания, равномерным распределением в нем газообразователя и ходом реакций газообразования. Таким образом, процесс формирования и развития структуры пеностекла того или иного типа является многофакторным, объединяющим комплекс явлений, протекающих в исходном стекле, пенообразующей смеси, в пиропластическом спеке и сформировавшемся пеностекле [Ошибка! Источник ссылки не найден., 43, 44].
Деформационо-упругие свойства пиропластического пеностекла связаны, несомненно, с реологическими свойствами исходного стекла и давлением газов внутри ячеек. Взаимная связь этих параметров определяет, очевидно, интервал температуры, в котором возможно формование пеномассы [22]. Как видно из работы [97], основной задачей при формовании изделий из пеностекла является определение температурных полей в зоне формующих устройств и самом изделии. Точное аналитическое решение задачи о распределении температур в области формования пеностекла практически невозможно из-за трудностей получения исходных данных для составления условий задачи.
Согласно существующим представлениям о механизме формирования силикатных пен [23, 50], максимум замкнутых ячеек образуется при вспенивании гомогенных с оптимальной вязкостью расплавов, в которых обеспечиваются, с одной стороны, плавное и беспрепятственное пенообразование, с другой — высокая устойчивость сформировавшейся пены за счет ее структурно-механического фактора. Как известно [23, 50], эти условия достигаются при синтезе пиропластических систем на основе некристаллизующихся стекол, имеющих наименьший градиент вязкости в области температур вспенивания. Вторым обязательным условием при синтезе спеков пенообразующих смесей является обеспечение изотермии в порошкообразной смеси и ее спеках в области температуры формирования пеностекла.
Чтобы полнее представить механизм формирования спеков и ход процесса вспенивания пеностекла в зависимости от их термической однородности, рассмотрим динамику явлений, происходящих в идеализированной грануле из порошкообразной смеси, обладающей минимальным значением теплопроводности [50]. При быстром нагреве ( 40 0С/мин.) такой гранулы (рис. 1.2) в интервале температур 650-800 0С в результате малого (0,183 ккал/(мч0С)) значение рыхлой порошкообразной массы ( = 700-800 кг/м3) [49] и возникшего вследствие этого большого температурного градиента на поверхности ее формируется газонепроницаемая пленка расплава. Образовавшаяся пленка оказывает давление на внутренние слои массы гранулы, а сама пленка испытывает растяжение. При повышении температуры более нагретые поверхностные слои начинают вспениваться, в то время как более холодные внутренние слои продолжают спекаться, т. е. уменьшать свой объем, в результате чего между ними возникают усилия растяжения, которые приводят к частичному или полному разделению массы на два слоя и могут явиться причиной образования пустот. Их образование объясняется, очевидно, тем, что находящаяся в переходной зоне вязкая стекломасса под действием противоположных сил растягивается в неправильные нитевидные и перепончатые формы, выделяющиеся при спекании слоя В газы оказывают давление на эти предварительно оформленные пустоты – раздувая их, увеличивают и взаимно соединяют, в результате чего формируются крупные раковины. С повышением температуры, когда область В переходит от спекания к вспениванию и газовыделение возрастает, в слое Б увеличивается размер раковин, а для слоя А характерна неравномерная пористость. Можно допустить также и образование в слое А плотной слабовспененной массы. Это свидетельствует о чрезвычайно большом влиянии теплопроводности пенообразующей смеси на процесс формирования структуры пеностекла и его свойств, главным образом, структурно-механической прочности. Повышение смеси, наоборот, позволяет свести до минимума усилия растяжения или сжатия, возникающие между слоями А, Б и В, что дает возможность вести процесс нагрева смеси до температуры максимума вспенивания с большой скоростью без ущерба для качества структуры пеностекла.
Методы исследования свойств и структуры пеностекла
Стандартом СТБ EN 13167-2008 предусмотрены следующие методы испытаний изделий из пеностекла:
- термическое сопротивление и теплопроводность;
- прочность при сжатии;
- прочность при изгибе;
- прочность при растяжении в плоскости плиты;
- водопоглощение;
- паропроницаемость;
- звукопоглощение. Пеностекло представляет собой легкий пористый материал из стекла, в котором равномерно распределенные ячейки разделены тонкими стенками. Ячеистая структура стекла может быть получена разными способами [14]:
1) введением в состав стекольной шихты веществ, вызывающих обильное пенообразование в процессе варки стекла;
2) вспениванием размягченного стекла под вакуумом;
3) вспениванием измельченного стекла пенообразующими веществами на холоде с последующим фиксированием структуры спеканием частиц стекла (холодный способ);
4) спеканием смеси порошкообразного стекла с газообразователем (порошковый способ).
В промышленных масштабах пеностекло получают порошковым способом.
При проведении исследований по разработке композиционного материала руководствовались требованиями нормативных документов на строительные и теплоизоляционные материалы: СНиП 23-02-2003, ГОСТ 17177-94, ГОСТ 7076-99, СНиП 21-01-97, СП 23-101-2004. Помол сырьевых материалов проводили в дробилке объемом 5 л, до прохождения через сито 0,063.
Вспенивание проводили в лабораторной муфельной печи СНОЛ с полезным объемом 3 л по разработанным температурно-временным режимам.
Для получения пеностекла использовали бой листового стекла, мел природный сухомолотый ММ-2 по одностадийной порошковой технологии получения [16]. Бой листового и тарного стекла подвергали помолу до прохождения через сито 0,063.
Шихту для пеностекла готовили путем тонкого измельчения и тщательного смешивания стекла и газообразователя. Чем тоньше измельчена смесь и чем лучше газообразователь распределен в смеси, тем равномерней структура пеностекла и, следовательно, лучше физико-химические свойства материала.
Для вспенивания пенообразующих смесей использовали кубические формы с гранями 50x50x50 мм (рис. 2.1.). Формы предварительно очищали, обмазывали по внутренней поверхности глиной для предотвращения прилипания пеностекла к металлу и помещали на огнеупорную подложку. Подготовленную шихту для пеностекла равномерно загружали в формы, заполняя 30...50% их объема, и вручную производили уплотнение смеси.
Затем переносили формы в разогретую до установленной температуры электрическую муфельную печь для вспенивания. В камере печи формы устанавливали в зоне постоянных температур. Отжиг блоков пеностекла происходил при самопроизвольном охлаждении муфельной печи в течение 2 часов. После извлечения блоков из форм им придавали заданные размеры (40x40x40 мм) путем обрезки граней.
Рациональным температурным интервалом для вспенивания пеномассы и стекловидного слоя является 935-9550С [96,90,91].
Использовали следующий состав шихты, содержащий (мас. %): бой стекла тарного 92,0; газообразователь 4,0; сода 4,0. Соду использовали в качестве плавня для понижения температуры плавления шихты и вязкости.
Физико-химические свойства материала определяли по общепринятым методикам.
Водопоглощение (ГОСТ 2409-80). Для определения водопоглащения полученных образцов их сушили при температуре 1100С до постоянной массы. Далее образцы охлаждали до комнатной температуры и взвешивали, полученное значение массы – масса сухого испытуемого образца m1.
Охлажденные и высушенные образцы поместили в емкость с водой температурой 15-200С так, чтобы уровень воды в нем был выше верха образцов на 2-10 см. Их выдерживали 48 ч, затем вынимали из емкости, обтирали влажной тканью и немедленно взвешивали. Массу воды, вытекшей из образца на чашку весов, включают в массу насыщенного водой образца.
Плотность неправильной геометрической формы определяли методом, основанном на вытеснении образцом из сосуда жидкости, в которую его погружали при помощи объемомера. Образцы парафинировали, после того как парафин застывал, образцы осматривали, удаляли обнаруженные на парафиновой пленке пузырьки или трещины, заглаживая нагретой металлической проволокой. После парафинирования образец перевязывали прочной нитью и взвешивали. После погружения испытуемого образца в объемомер вытесняемая вода вытекала из трубки в стакан. Далее стакан с водой взвешивали и определяли массу вытесненной воды.
Плотность образца вычисляли следующим образом. Сначала определяли объем парафина (см3), затраченного на покрытие образца: где m – масса сухого образца, г; m1 – масса образца, покрытого парафином, г; п – плотность парафина, равная 0,930 г/см3.
Морозостойкость. Для определения морозостойкости образцы погружали в ванну с водой до полного насыщения, затем их помещали в морозильную камеру при температуре -150С до полного промерзания. Продолжительность одного замораживания не менее 6 ч.
Замороженные образцы вынимали из камеры, помещали для полного оттаивания на 4 ч в ванну с водой, имеющей температуру 15-200С. На этом заканчивался один цикл. Через каждые пять циклов образцы осматривали на предмет разрушения, видимых повреждений.
Термостойкость определялась методом теплосмен на установке для определения термостойкости согласно ГОСТ 25535-82 [69, 78]. Исследуемые образцы пеностекла с покрытием нагревали до заданной температуры, извлекали из печи и охлаждали в проточной воде. Критерием стойкости служило количество теплосмен, приводящее к образованию трещин на образцах или их разрушению.
Основные допущения при моделировании процесса роста единичной поры в расплаве пеностекольной шихты
1. Считаем, что пора находится в окружении безграничной среды (расплав пеностекольной шихты), плотность которой равна плотности расплавленного стекла.
2. Считаем, что источники газообразования распределены равномерно, исходя из результатов эксперимента.
3. Учитывая медленность процесса развития поры (низкие скорости деформации среды), напряжения, возникающие в среде, которая зависит от скорости деформации можно разложить в ряд Тейлора по малым скоростям деформации и ограничиться линейным членом, а это соответствует свойствам Ньютоновской жидкости.
4. Взаимодействие между порами осуществляется благодаря обмену импульсами друг с другом через среду. Вследствие низких скоростей движения среды производная импульса также невысока, поэтому, силы взаимодействия между порами также невысоки, что дает основание ими пренебречь.
5. Считаем, что поры распределены равномерно, и плотность их распределения на единицу объема составляет 132 поры на см3 .
6. С точки зрения исследования теплофизических свойств пористых материалов необходимо учитывать две характеристики: пористость и плотность распределения пор на единицу объема.
Существуют различные модели [87, 88, 89], описывающие тепловые процессы, происходящие внутри шихты. Одной из таких является модель нагрева шихты И. И. Китайгородского [50], а также модернизированная модель Р. В. Городова [18], учитывающая степень черноты нагревающейся пеностекольной шихты. Однако обе эти модели не учитывают такой параметр, как пористость конечного материала и зависимость размера образованных пузырьков от времени нагрева. Нами предложена модель, позволяющая учесть этот параметр.
На рис. 3.2 изображена пора с поверхностным (на поверхности поры) источником углекислого газа. Окружающее пространство – пеностекольная шихта. Другие поры тоже растут, но они находятся далеко друг от друга, и будем считать, что не взаимодействуют между собой.
Единичная пора с радиальным полем скоростей течения расплава вокруг него (стрелками с поверхности пузырька показано направления выброса газа)
Введем функцию роста радиуса поры со временем - R(t). Наша задача состоит в том, чтобы попытаться найти этот закон.
Введем параметр источника - его интенсивность j, в соответствии с формулой (3.2). Расплав пеностекольной шихты будем характеризовать плотностью р и коэффициентом динамической вязкости /л (или коэффициентом кинематической вязкости v = ц/р).
Запишем уравнения движения вязкой несжимаемой жидкости (Навье-Стокса) и уравнение неразрывности в сферических координатах [61], принимая во внимание, что скорость движения жидкости v вокруг пузырька имеет только радиальную составляющую и вследствие сферической симметрии зависит только от г - расстояния от центра пузырька и t - времени процесса - о = o(r, t), получим:
Уравнение (3.17) следует дополнить зависимостью P(t) – давлением на поверхности феерической поры. Кроме положительного давления со стороны газа, на поверхность также действует отрицательное Лапласово давление. С учетом этого искомое давление на границе сферы:
Лапласово давление (и где PГ (t) – давление газовой фазы, коэффициент поверхностного натяжения расплава пеностекольной шихты).
Используя модель идеального газа, можно найти зависимость давления газа в поре как функцию времени процесса. С учетом того, что давление смеси газов – оставшегося в поре воздуха и действия источника углекислоты – равно сумме их парциальных давлений, получим: где V(R) =—7rR3 - объем поры, Mi - молярная масса газа, находящего до начала работы источника (обычно воздух), М? - молярная масса источника газа (углекислоты), = 8,31 газовая постоянная, Т - температура среды, m(t) моль К масса газа в поре вследствие работы источника (она является функцией времени), mо - первоначальная масса газа (воздух, не вышедший на поверхность расплава).
Если считать, что до окончания процесса работы источника его интенсивность у постоянна, тогда из формулы (3.1) получим: m(t)=jt. Уравнение (3.19) с учетом наших высказанных выше предположений примет вид: где введены обозначения: a = 4 , P 0
Их физический смысл понятен: поскольку коэффициент [а ]=Дж/с содержит интенсивность источника, его молярную массу и температуру среды, он может быть назван активностью источника, а в коэффициент [/? ]=Дж включена начальная масса газа, в основном воздуха, - это можно назвать коэффициентом начальных условий процесса роста поры.
Метод решения краевых задач нестационарной теплопроводности
Для расчета теплофизических характеристик пеностекла использовали аналитические решения типовых линейных задач нестационарной диффузии для областей канонической формы из работы С. П. Рудобашты и Э. М. Карташова [79], в которой температура на поверхности и в центре образца является функцией времени. Запишем решение задачи теплопроводности без источника:
Из решения видно, что ряд является гармоническим, совершенно очевидно, что отдельные члены ряда стремятся к нулю, но его сумма расходится Аппроксимированные участки термограмм в начале процесса нагрева не могут подойти для решения уравнения (4.24). Кривые температур брали для поверхности и центра образца в пределах от 45 до 65 минут, в данном временном промежутке происходит линейно изменение температур поверхности и центра образца. Аппроксимируя кривые прямой линией, получили следующие графики, представленные на рис. 4.2. После многочисленных итераций численные значения коэффициента температуропроводности при температуре до 40 С и пористости пеностекла 60% составляют порядка а«1,1 2,2-10"7м /с. Полученные значения температуропроводности показывают, что испытуемый материал обладает хорошими теплоизоляционными свойствами при распространении температуры в нестационарных тепловых процессах. Полученное значение температуропроводности позволяет сделать вывод о том, что материал в полной мере может использоваться при теплоизоляции конструкций.
Условия проведения эксперимента, описание экспериментальной установки
Для определения теплофизических характеристик использовали метод нестационарного режима, когда подводимая к нагретому телу теплота обеспечивает подъем температуры в теле в зависимости от времени его нагрева.
Схема измерительного прибора показана на рис. 4.3, где датчиками являются три термопары, одна из которых установлена на поверхности цилиндрической оболочки, другая – на поверхности исследуемого образца, и третья – в центре образца.
Для этого исследуемый материал помещается в цилиндрическую капсулу с двумя термопарами, из которых одна устанавливается в центре образца, а вторая – на его поверхности, измеряя температуру внутренней стенки капсулы. В процессе измерения образец нагревается от температуры t1 до t2 за время , при этом температура внутренней стенки капсулы (или наружной поверхности исследуемого материала) всегда будет выше, чем температура материала в центреобразца. При этом делается допущение, что температура наружной поверхности капсулы равна температуре среды, т. е. время достижения выравнивания температур поверхности капсулы и среды пренебрежимо мало со временем прогрева всего образца. Из графика (рис. 4.4) для выбранных температур t , t , и т. д. определяют время выравнивания температуры между центром образца и его поверхностью 1=2-1; 2=4-3, и т. д.
Затем вычисляли коэффициенты температуропроводности соответственно для температур и т.д.
После измерения температур в трех точках образца (на поверхности цилиндрической оболочки, на поверхности исследуемого образца и в центре образца) получили следующие показатели, приведенные в табл. 4.1, рис. 4.5.
Производство теплоизоляционного пеностекла в настоящее время – бурно развивающаяся отрасль химической технологии. Получивший наибольшее распространение порошковый способ производства пеностекла является популярным. Данный способ не до конца изучен и основан на эмпирических подходах к определению рациональных режимов термической обработки пеностекла. Самой энергоемкой стадией в порошковом способе производства является стадия вспенивания смеси измельченного стекла и газообразователя. Отсутствие математических зависимостей и физически ясных представлений об этом процессе, безусловно, сдерживает развитие отрасли в целом, а также влияет непосредственно на себестоимость материала. Представленные в работе результаты, направленные на изучение математических и физических взаимосвязей процесса вспенивания пеностекольной шихты, открывают проблемную область исследования в технологии пеностекла. Сложность процесса вспенивания, влияние многих факторов на процесс формирования пор, нестационарность процесса теплопередачи ставит перед исследователем сложную задачу: связать, основываясь как на классических, так и на частных методах аналитических решений нестационарных задач диффузии и теплопроводности, с динамикой образования пористой структур.
