Розмір шрифту: 

В дослідженнях використали воду водопровідну (індекс – А), пісок кварцовий (індекс – В), силікат натрію зневоднений (індекс – С), гіпс Г-22 зачинений водою та висушений (індекс – D). Випаровування води у присутності матеріалів проводили у мікрохвильовій печі з потужністю магнетрона 700 Вт та частотою 2,45 ГГц. Віддалення всіх матеріалів від вісі обертання столу в резонаторі мікрохвильової печі в експериментах становило r = 100 мм. За результатами експериментів, що надані в табл. 1, склали систему лінійних рівнянь для цих матеріалів та випаровування води загальною масою від 200 до 600 г.

Таблиця 1 – Експериментальні та розрахункові величини за випаровуванням води

Примітка. m – маса;  – час.

Для способу структурування сумішей за ПМЗ-процесом маса наважок води не повинна перевищувати 3 г. У зв’язку з цим тривалість нагрівання та випаровування води з наважок масою до 10 г розраховували за формулою з використання даних табл. 2:

, (1)

де сА – питома теплоємність води, Дж/(кг·°С); ΔtА – різниця між кінцевою (100 °С) і початковою температурою води, що нагрівається протягом часу τ, °С; LA – питома теплота випаровування води, Дж/кг; РM – номінальна потужність магнетрона мікрохвильової печі, Вт; Z – коефіцієнт; mВ – маса наважки кварцового піску, кг; mС – маса наважки силікату натрію, кг; mD – маса наважки гіпсу, кг.

Таблиця 2 – Тривалість нагріву та випаровування води з наважок масою до 10 г


Аналіз даних табл. 2 показує задовільну збіжність розрахункових та експериментальних даних (розбіжність між даними менше 4,8%), що дозволяє рекомендувати цю формулу для проведення інженерних розрахунків.
Використовуючи формулу (1), розрахували залежність тривалості нагрівання та випаровування води з наважок від її маси (mВ) та маси стрижневої суміші (mСТ) на основі кварцового піску, плакованого 6% рідким склом, яка знаходиться в гіпсовому стрижневому ящику, маса якого становить 1/3 маси стрижневої суміші у ньому.
Результати розрахунків подано на рис. 1.



Рис. 1. Залежність тривалості нагрівання та випаровування води з наважок від її маси (mВ) і маси стрижневої суміші (mСТ) на основі кварцового піску, плакованого 6% рідким склом, що знаходиться в гіпсовому стрижневому ящику в центрі обертового столу

Аналіз залежностей на рис. 1 показує, що зі збільшенням маси наважок води, маси гіпсу, силікату натрію та маси стрижневої суміші тривалість нагрівання та випаровування води з наважок неухильно монотонно зростає. При цьому з погляду технологічності ПМЗ-процесу структурування сумішей з використанням пари та мікрохвильового випромінювання низької потужності (до 1200 Вт) доцільно використовувати наважки водяного заряду з одиничною масою до 3 г.