Теплофизические характеристики бентонитовой глины и её Na+-замещенной формы (Черкасское месторождение)
Методами ДСК, пластины и сферического зонда исследованы температурные зависимости удельной теплоёмкости и коэффициента теплопроводности бентонитовой глины, суспензий её Na+-замещенной формы и их порошков. Представлены уравнения, аппроксимирующие полученные зависимости. Методами ДСК, пластини та сфер...
Saved in:
| Published in: | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Date: | 2008 |
| Main Authors: | , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2008
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61159 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Теплофизические характеристики бентонитовой глины и её Na+-замещенной формы (Черкасское месторождение) / В.А. Михайлик, Ю.Ф. Снежкин, Н.В. Дмитренко, Л.И. Воробьев, Т.А. Михайлик, Л.Г. Надел // Промышленная теплотехника. — 2008. — Т. 30, № 4. — С. 72-77. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-61159 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Михайлик, В.А. Снежкин, Ю.Ф. Дмитренко, Н.В. Воробьев, Л.И. Михайлик, Т.А. Надел, Л.Г. 2014-04-26T12:02:37Z 2014-04-26T12:02:37Z 2008 Теплофизические характеристики бентонитовой глины и её Na+-замещенной формы (Черкасское месторождение) / В.А. Михайлик, Ю.Ф. Снежкин, Н.В. Дмитренко, Л.И. Воробьев, Т.А. Михайлик, Л.Г. Надел // Промышленная теплотехника. — 2008. — Т. 30, № 4. — С. 72-77. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61159 552.52:536.2+536.63 Методами ДСК, пластины и сферического зонда исследованы температурные зависимости удельной теплоёмкости и коэффициента теплопроводности бентонитовой глины, суспензий её Na+-замещенной формы и их порошков. Представлены уравнения, аппроксимирующие полученные зависимости. Методами ДСК, пластини та сферичного зонду досліджено температурні залежності питомої теплоємності та коефіцієнта теплопровідності бентонітової глини, суспензій Na+-заміщеної форми та їх порошків. Наведено рівняння, що апроксимують одержані залежності. Using the methods of DSC, plate and a spherical sonde, we investigate the temperature dependences of specific heat and heat conductivity of bentonite clay, suspensions of its Na+-replaced form, and their powders. The equations approximating the obtained dependences are presented. ru Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Измерение, контроль, автоматизация тепловых процессов Теплофизические характеристики бентонитовой глины и её Na+-замещенной формы (Черкасское месторождение) Thermophysical characteristics of bentonite clay and its Na+-replaced form (The CherkassY deposit) Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Теплофизические характеристики бентонитовой глины и её Na+-замещенной формы (Черкасское месторождение) |
| spellingShingle |
Теплофизические характеристики бентонитовой глины и её Na+-замещенной формы (Черкасское месторождение) Михайлик, В.А. Снежкин, Ю.Ф. Дмитренко, Н.В. Воробьев, Л.И. Михайлик, Т.А. Надел, Л.Г. Измерение, контроль, автоматизация тепловых процессов |
| title_short |
Теплофизические характеристики бентонитовой глины и её Na+-замещенной формы (Черкасское месторождение) |
| title_full |
Теплофизические характеристики бентонитовой глины и её Na+-замещенной формы (Черкасское месторождение) |
| title_fullStr |
Теплофизические характеристики бентонитовой глины и её Na+-замещенной формы (Черкасское месторождение) |
| title_full_unstemmed |
Теплофизические характеристики бентонитовой глины и её Na+-замещенной формы (Черкасское месторождение) |
| title_sort |
теплофизические характеристики бентонитовой глины и её na+-замещенной формы (черкасское месторождение) |
| author |
Михайлик, В.А. Снежкин, Ю.Ф. Дмитренко, Н.В. Воробьев, Л.И. Михайлик, Т.А. Надел, Л.Г. |
| author_facet |
Михайлик, В.А. Снежкин, Ю.Ф. Дмитренко, Н.В. Воробьев, Л.И. Михайлик, Т.А. Надел, Л.Г. |
| topic |
Измерение, контроль, автоматизация тепловых процессов |
| topic_facet |
Измерение, контроль, автоматизация тепловых процессов |
| publishDate |
2008 |
| language |
Russian |
| container_title |
Промышленная теплотехника |
| publisher |
Інститут технічної теплофізики НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Thermophysical characteristics of bentonite clay and its Na+-replaced form (The CherkassY deposit) |
| description |
Методами ДСК, пластины и сферического зонда исследованы температурные зависимости удельной теплоёмкости и коэффициента теплопроводности бентонитовой глины, суспензий её Na+-замещенной формы и их порошков. Представлены уравнения, аппроксимирующие полученные зависимости.
Методами ДСК, пластини та сферичного зонду досліджено температурні залежності питомої теплоємності та коефіцієнта теплопровідності бентонітової глини, суспензій Na+-заміщеної форми та їх порошків. Наведено рівняння, що апроксимують одержані залежності.
Using the methods of DSC, plate and a spherical sonde, we investigate the temperature dependences of specific heat and heat conductivity of bentonite clay, suspensions of its Na+-replaced form, and their powders. The equations approximating the obtained dependences are presented.
|
| issn |
0204-3602 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61159 |
| citation_txt |
Теплофизические характеристики бентонитовой глины и её Na+-замещенной формы (Черкасское месторождение) / В.А. Михайлик, Ю.Ф. Снежкин, Н.В. Дмитренко, Л.И. Воробьев, Т.А. Михайлик, Л.Г. Надел // Промышленная теплотехника. — 2008. — Т. 30, № 4. — С. 72-77. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT mihailikva teplofizičeskieharakteristikibentonitovoiglinyieenazameŝennoiformyčerkasskoemestoroždenie AT snežkinûf teplofizičeskieharakteristikibentonitovoiglinyieenazameŝennoiformyčerkasskoemestoroždenie AT dmitrenkonv teplofizičeskieharakteristikibentonitovoiglinyieenazameŝennoiformyčerkasskoemestoroždenie AT vorobʹevli teplofizičeskieharakteristikibentonitovoiglinyieenazameŝennoiformyčerkasskoemestoroždenie AT mihailikta teplofizičeskieharakteristikibentonitovoiglinyieenazameŝennoiformyčerkasskoemestoroždenie AT nadellg teplofizičeskieharakteristikibentonitovoiglinyieenazameŝennoiformyčerkasskoemestoroždenie AT mihailikva thermophysicalcharacteristicsofbentoniteclayanditsnareplacedformthecherkassydeposit AT snežkinûf thermophysicalcharacteristicsofbentoniteclayanditsnareplacedformthecherkassydeposit AT dmitrenkonv thermophysicalcharacteristicsofbentoniteclayanditsnareplacedformthecherkassydeposit AT vorobʹevli thermophysicalcharacteristicsofbentoniteclayanditsnareplacedformthecherkassydeposit AT mihailikta thermophysicalcharacteristicsofbentoniteclayanditsnareplacedformthecherkassydeposit AT nadellg thermophysicalcharacteristicsofbentoniteclayanditsnareplacedformthecherkassydeposit |
| first_indexed |
2025-11-25T20:39:17Z |
| last_indexed |
2025-11-25T20:39:17Z |
| _version_ |
1850525329570922496 |
| fulltext |
Введение
Украина располагает богатейшими месторож;
дениями глинистых минералов. Одно из наибо;
лее известных, изученных и промышленно экс;
плуатируемых – Черкасское месторождение
бентонитовых глин, широко применяемых в га;
зо; и нефтедобыче, химической и пищевой про;
мышленности, металлургии, фармакологии и
сельском хозяйстве. Жесткая конкуренция на
рынке товаров из минерального сырья создала
условия, побудившие изменить требования к ка;
честву и ассортименту продукции, выпускаемой
ОАО “Дашуковские бентониты”. В этой связи
возникла необходимость в создании современ;
ных высокоэффективных, энергосберегающих
технологий производства бентонитовых порош;
ков. Однако, несмотря на огромное количество
информации по физико;химическим свойствам
глин данного месторождения, изучению тепло;
физических свойств не уделялось достаточного
внимания. В литературе практически отсутству;
ют данные о теплоемкости и теплопроводности,
необходимые при расчете тепломассобменных
процессов и оборудования. Экспериментальное
определение – самый надежный и, пожалуй,
единственный способ получения достоверных
данных о теплоемкости и теплопроводности глин.
Экспериментальные исследования и
обсуждение полученных результатов
Физико$химический анализ образцов. Для иссле;
дований проба бентонитовой породы была отоб;
рана на Дашуковском участке месторождения.
Na+– замещенная форма бентонита получена пу;
тем жидкого замещения обменного катионного
комплекса глинистого минерала по методике [1].
72 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2008, т. 30, № 4
ИЗМЕРЕНИЕ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ
УДК 552.52:536.2+536.63
МИХАЙЛИК В.А.1, СНЕЖКИН Ю.Ф.1, ДМИТРЕНКО Н.В.1,
ВОРОБЬЕВ Л.И.1, МИХАЙЛИК Т.А.1, НАДЕЛ Л.Г.2
1Институт технической теплофизики НАН Украины
2Институт биоколлоидной химии им. Ф.Д. Овчаренко НАН Украины
ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
БЕНТОНИТОВОЙ ГЛИНЫ И ЕЁ Na+�ЗАМЕЩЕННОЙ ФОРМЫ
(Черкасское месторождение)
Методами ДСК, пластини та сферич�
ного зонду досліджено температурні за�
лежності питомої теплоємності та ко�
ефіцієнта теплопровідності бентонітової
глини, суспензій Na+�заміщеної форми
та їх порошків. Наведено рівняння, що
апроксимують одержані залежності.
Методами ДСК, пластины и сфериче�
ского зонда исследованы температур�
ные зависимости удельной теплоёмкос�
ти и коэффициента теплопроводности
бентонитовой глины, суспензий её Na+�
замещенной формы и их порошков.
Представлены уравнения, аппроксими�
рующие полученные зависимости.
Using the methods of DSC, plate and a
spherical sonde, we investigate the tem�
perature dependences of specific heat and
heat conductivity of bentonite clay, sus�
pensions of its Na+�replaced form, and
their powders. The equations approximat�
ing the obtained dependences are pre�
sented.
С – удельная теплоемкость;
n – содержание компонента;
R2 – коэффициент регрессии;
S – среднеквадратичная погрешность;
t – температура;
λ – коэффициент теплопроводности;
ρ – плотность;
РФА – рентгенофазовый анализ;
ДСК – дифференциальная сканирующая кало;
риметрия.
Индексы:
см – сухой материал;
в – вода.
Проведен физико;химический анализ бентони;
товой породы и её Na+;замещенной формы. Ус;
тановлен минеральный состав, проведена иден;
тификация, определено количественное
содержание глинистого породообразующего ми;
нерала и примесных компонентов, степень обо;
гащения монтмориллонитом. РФА бентонитовой
породы и глинистого минерала проведен на
рентгеновском дифрактометре ДРОН–М1 с дву;
мя щелями Соллера с фильтрованным СоКα;из;
лучением при скорости съемки 1о/мин. Иден;
тификацию минерального состава проводили в
соответствии с картотекой ASTM [2] и работа;
ми [3, 4]. Регистрируемые на дифрактограммах
образцов интенсивные отражения с межплос;
костным расстоянием 1,52…1,58 нм и серия ба;
зальных рефлексов 0,447; 0,255; 0,169 нм харак;
терны для слоистых алюмосиликатов со
структурой типа 2:1 [4]. Дифракционное отра;
жение (060), равное 0,149 нм указывает на при;
надлежность глинистого минерала к диоктаэд;
рический серии [5].
Первое дифракционное отражение Na+;заме;
щенной формы бентонита смещается до 1,267 нм,
что характерно для группы монтмориллонитов
(1,24…1,27 нм). В хорошо высушенном образце
Na+;замещенной формы монтмориллонита это
дифракционное отражение наблюдается обычно
при 1,245 нм. На дифрактограмме образца на;
блюдается серия базальных отражений монтмо;
риллонита – 0,447; 0,255; 0,149 нм.
Согласно данным РФА, основным породообра;
зующим минералом бентонитовой породы место;
рождения является монтмориллонит, содержание
которого приближается к 80%. Сопутствующий
минерал – кварц, его около 10%. В образцах по;
роды присутствуют кальцит – 6%, анатаз и поле;
вые шпаты – до 3% каждого, обнаружены следы
каолинита.
Определение удельной теплоемкости. Измере;
ния удельной теплоёмкости выполнены в диф;
ференциальном сканирующем калориметре
ДСМ–2М, оснащенном компьютерной систе;
мой сбора и обработки информации, в соответст;
вии с методикой, опубликованной в [6]. В каче;
стве эталона теплоемкости использованы
сертифицированные срезы кристалла корунда.
Оценена точность измерений путем определения
теплоемкости одной из образцовых мер. Средняя
квадратичная ошибка отдельного измерения и
относительная погрешность составили соответ;
ственно 0,155 Дж/(кг· К) и 0,67 %.
Исследованию температурной зависимости
теплоемкости были подвергнуты бентонитовая
порода карьерной влажности, суспензия Na+;
замещенной формы и их порошки. Для получе;
ния порошков влажный материал подвергали
сушке в течение 4 часов. При этом бентонито;
вую породу обезвоживали при 190 оС, суспен;
зию Na+;замещенной формы – при 130 оС. По;
лученный сухой материал измельчали в
агатовой ступке и рассеивали на плетеных ла;
тунных ситах. Фракцию порошка, прошедшую че;
рез сито с отверстиями 50 мкм, использовали для
определения теплоемкости. При измерениях в
интервале 5…95 оС образцы были герметизиро;
ваны. Измерения в интервале 85…175 оС про;
ведены только на порошкообразных материалах,
образцы которых помещали в негерметические
контейнеры.
Как показали исследования, теплоемкость
влажного материала в большей степени зависит
от содержания воды и в меньшей – от изменения
температуры (рис. 1, кривые A, B, D и E). Измере;
ния теплоемкости порошков в открытых контей;
нерах показали (кривые F и G), что с увеличени;
ем температуры, в связи с десорбцией воды,
значения измеряемой величины уменьшаются,
приближаясь к теплоемкости сухого материала.
Теплоемкость при 175 оС можно считать теплоем;
костью сухого материала. При этой температуре,
как видно из рисунка, значения удельной тепло;
емкости бентонитовой породы и Nа+;замещен;
ной формы сближаются, что свидетельствует о
незначительном влиянии модифицирования на
теплоемкость сухого материала бентонитовой
породы.
Температурные зависимости удельной тепло;
емкости исследованных материалов в диапазоне
5…95 оС аппроксимированы линейными уравне;
ниями со среднеквадратичной погрешностью S и
коэффициентом регрессии R2:
; бентонитовая порода, влажность 20,12 %
(кривая А):
С = 1,463 + 0,00163 t, S = 0,015; R2 = 0,943; (1)
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2008, т. 30, № 4 73
ИЗМЕРЕНИЕ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ
74 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2008, т. 30, № 4
ИЗМЕРЕНИЕ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ
; порошок бентонитовой породы, влажность
5,89 % (кривая В):
С = 1,052 + 0,00141 t, S = 0,027; R2 = 0,837; (2)
; суспензия Nа+;замещенной формы, влаж;
ность 51,90 % (кривая D):
С = 2,407 + 0,00318 t, S = 0,042; R2 = 0,893; (3)
; порошок суспензии Nа+;замещенной фор;
мы, влажность 6,19 % (кривая E):
С = 0,983 + 0,0025 t, S = 0,025; R2 = 0,947. (4)
Используя экспериментальные значения
удельной теплоемкости образца бентонитовой
породы с влажностью 20,12 % в интервале
15…95 оС (рис. 1, кривая A) и правило аддитивно;
сти, вычислили теплоемкость сухого материала.
Получено уравнение зависимости удельной теп;
лоемкости сухого материала от температуры t оC
(кривая H):
С = 0,858 + 0,0014 t, S = 0,027; R2 = 0,939. (5)
Хотя применение уравнения (5) справедливо
лишь в диапазоне температур 15…95 оС, дальней;
шие исследования показали, что в пределах 3%
погрешности, вполне допустимо его использова;
ние для расчета удельной теплоемкости при более
высоких температурах. Так, значение теплоемко;
сти сухого материала при 175 оС (1,108 Дж/(г·К)),
рассчитанное по уравнению (5), практически
совпадает с теплоемкостью порошка бентонито;
вой породы (рис. 1, кривая F) при той же темпе;
ратуре (1,106 Дж/(г·К)). Этот факт свидетельст;
вует о том, что теплоемкость связанной воды
близка теплоемкости свободной, а разница их
теплоемкостей находится в пределах ошибки из;
мерений. В технических расчетах определение
теплоемкости бентонитовой породы с различной
влажностью в интервале температур от 5 до
175 оС может быть осуществлено с использова;
нием свойства аддитивности, путем сложения
долей теплоемкости сухого материала, вычис;
ленной по (5), и содержащейся воды при расчет;
ной температуре [7]:
С = n Cсм + (1 – n) Cв . (6)
Проведенные исследования показали, что при
равных условиях, удельные теплоемкости по;
рошков бентонитовой породы и суспензии Nа+;
замещенной формы близки. Это подтверждается
уровнем абсолютных величин их теплоемкостей
(рис. 1) в интервалах 5…85 оС (кривые B и Е) и
155…175 оС (кривые F и G).
Определение теплопроводности. Коэффициен;
ты теплопроводности бентонитовой породы и су;
спензий Nа+;замещенной формы измеряли ме;
тодом пластины [8] на приборе, оснащенном
тепломерами [9, 10], а порошкообразных матери;
алов – методом сферического зонда в неограни;
ченной среде, расчетные соотношения которого
изложены в [11]. При этом были соблюдены ре;
комендации по определению теплопроводности
твердых материалов [12, 13].
Градуировка устройства, реализующего метод
пластины, была проведена с применением эталон;
ных образцов теплопроводности – органическое
стекло марки СОЛ и оптическое стекло марки ТФ;1.
Рис. 1. Зависимости удельной теплоемкости от
температуры: A – бентонитовой породы
влажностью 20,12 %; B – порошка бентонитовой
породы влажностью 5,89 %; D – суспензии Nа+"
замещенной формы влажностью 51,90 %;
E – порошка суспензии Nа+"замещенной формы
влажностью 6,19 %; F – порошка бентонитовой
породы; G – порошка Nа+"замещенной формы;
H – сухого материала бентонитовой породы.
Погрешность при этом не превысила 3%. Градуи;
ровка зонда выполнена на образцах речного песка
и минеральной ваты, коэффициенты теплопро;
водности которых определены методом пластины.
Для измерений методом пластины образцы бен;
тонитовой породы были вырезаны из монолитно;
го куска без нарушения сложившейся природной
структуры материала, а образцы Nа+;замещенной
формы изготовлены путем плотного заполнения
суспензией измерительной ячейки устройства.
Результаты определения коэффициента тепло;
проводности бентонитовой породы и суспензий
Nа+;замещенной формы методом пластины пред;
ставлены на рис. 2. кривыми A, D и F. Видно, что
теплопроводность есть функция как минимум двух
переменных – температуры и влажности. Увеличе;
ние содержания воды в материале приводит к
уменьшению его теплопроводности, которая в пре;
деле стремится к теплопроводности чистой воды.
Значения коэффициента теплопроводности
бентонитовой породы влажностью 22,0%
(ρ = 1930 кг/м3 при 25 оС) в области температур
от 31,0 до 86,0 оС аппроксимированы линейной
зависимостью (рис. 2. кривая A):
λ = 0,903 + 0,00122 t, S = 0,024; R2=0,718. (7)
Зависимость коэффициента теплопроводнос;
ти от температуры суспензии Na+;замещенной
формы бентонитовой породы с влажностью
50,0% (ρ = 1360 кг/м3 при 25 оС) в интервале
32…60 оС может быть представлена линейным
уравнением (рис. 2. кривая D)
λ = 0,670 + 0,00202 t, S = 0,025; R2 = 0,683. (8)
Температурная зависимость коэффициента
теплопроводности суспензии Na+ ; замещенной
формы с содержанием воды 90% (ρ = 1100 кг/м3
при 25 оС) в диапазоне температур от 30 до
89,5 оС представлена линейной зависимостью
(рис. 2. кривая F)
λ = 0,614 + 0,0017 t, S = 0,018; R2 = 0,915. (9)
Результаты измерений коэффициента тепло;
проводности сухих порошков бентонитовой по;
роды и её Nа+;замещенной формы методом сфе;
рического зонда представлены на рис. 2. кривыми
B и E. Перед измерениями порошки были обезво;
жены в измерительном устройстве при 190 оС.
Для сухого порошка бентонитовой породы с
размером частичек меньше 50 мкм зависимость
коэффициента теплопроводности от температу;
ры в интервале 27,3…189,8 оС аппроксимирована
квадратичной функцией (рис. 2. кривая B)
λ = 0,209 + 1,966·10–4 t + 2,392·10–6 t2,
S = 0,006; R2 = 0,981. (10)
Температурная зависимость коэффициента
теплопроводности сухого порошка Na+;заме;
щенной формы бентонитовой породы с разме;
ром частичек меньше 50 мкм в диапазоне от 31,4
до 185,9 оС аппроксимирована уравнением вто;
рой степени (рис. 2. кривая E)
λ = 0,206 + 3,227·10–4 t + 1,818·10–6 t2,
S = 0,005; R2 = 0,985. (11)
Найдено, что при одной и той же температуре
в исследованной области экспериментальные
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2008, т. 30, № 4 75
ИЗМЕРЕНИЕ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ
Рис. 2. Зависимость коэффициента
теплопроводности от температуры:
А – бентонитовой породы с влажностью 22,0%;
B – сухого порошка бентонитовой породы;
D – суспензии Nа+"замещенной формы с
влажностью 50,0%; E – сухого порошка Nа+"
замещенной формы; F – суспензии Nа+"
замещенной формы с влажностью 90,0%.
значения коэффициента теплопроводности
сухих порошков бентонитовой породы и её
Na+;замещенной формы совпадают, а анали;
тические выражения температурных зависи;
мостей представлены однотипными уравне;
ниями (10) и (11) с близкими значениями
коэффициентов.
Как видно, замена катионов обменного ком;
плекса глинистого минерала на Na+ не приво;
дит к заметному изменению теплопроводности
сухого материала. Поэтому для расчета тепло;
проводности сухих порошков бентонитовых
глин и её модифицированной Na+;замещенной
формы можно использовать любое из уравнений
(10) либо (11).
Выводы
1. Выполнен физико;химический анализ
материалов, подвергнутых теплофизическим
измерениям. Установлен минеральный состав,
методом РФА проведена идентификация и оп;
ределено количественное содержание глинисто;
го породообразующего минерала и примесных
компонентов, степень обогащения монтморил;
лонитом.
2. Методом ДСК определены значения
удельной теплоемкости бентонитовой породы
карьерной влажности и суспензии её Na+;заме;
щенной формы в интервале 15…95 оС, а также их
порошков в диапазоне от 5 до 175 оС.
3. Измерены коэффициенты теплопровод;
ности бентонитовой породы, суспензий её Na+;
замещенной формы в интервале 30…90 оС, а так;
же обезвоженных их порошков в диапазоне от 27
до 190 оС.
4. Температурные зависимости удельной
теплоемкости и коэффициентов теплопровод;
ности аппроксимированы уравнениями. Полу;
чено уравнение зависимости удельной теплоем;
кости сухой бентонитовой породы от
температуры, позволяющее рассчитывать тепло;
емкость исследованных материалов при различ;
ной влажности.
5. Результаты исследований теплоемкости и
теплопроводности бентонитовой глины Черкас;
ского месторождения и концентрированной сус;
пензии ее Na+;замещенной формы использова;
ны в качестве исходных данных при разработке
технологической схемы и проектировании ли;
нии по производству высококачественных бен;
тонитовых порошков на ОАО “Дашуковские
бентониты”.
ЛИТЕРАТУРA
1. Овчаренко Ф.Д. Гидрофильность глин и
глинистых минералов. – К.: Издательство Акаде;
мии наук УССР, 1961. – 291 с.
2. Powder Diffraction File. International Centre
for Diffraction Data. – Swartmore, Penselvania,
USA. – 1977.
3. Brindlеy G.W. and Brown G. Crystal structures
of clay minerals and their X;ray identification. –
London.: Miner. soс., 1980. – 495 p.
4. Рентгенография основных типов породо;
образующих минералов (слоистые и каркасные
силикаты) / Под ред. В.А. Франк;Каменецкого.–
Л.: Недра, 1983.– 359 с.
5. Дриц В.А., Коссовская А.Г. Глинистые ми;
нералы: смектиты, смешанослойные образова;
ния. – М.: Наука, 1990. – 214 с.
6. Михайлик В.А., Снежкин Ю.Ф., Немчин А.Ф.,
Давыдова Е.О. Определение теплоемкости влаго;
содержащих материалов с помощью сканирую;
щей калориметрии // Промышленная теплотех;
ника. – 2002. – Т.24, №5. – С. 92–96.
7. Термодинамические свойства индивидуаль;
ных веществ: Справ. в 4;х т. – Т.1. Кн.1. – М.: На;
ука, 1978. – 496 с.
8. Гинзбург А.С., Громов М.А., Красовская Г.И.,
В.С. Уколов. Теплофизические характеристики
пищевых продуктов и материалов. Справочное
пособие. Под ред. А.С. Гинсбурга. – М.: Пищевая
промышленность, 1975. – 223 с.
9. Международный стандарт ИСО
8301:1991. Теплоизоляция. Определение тер;
мического сопротивления и связанных с ним
теплофизических показателей при стацио;
нарном тепловом режиме. Прибор, оснащен;
ный тепломером.
10. Бурова З.А., Гайдучек А.В., Ковтун С.И.
Проблемы измерения теплопроводности теп;
лоизоляционных материалов // Промышлен;
ная теплотехника. – 2004. – Т.26, №6. –
С. 205–209.
76 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2008, т. 30, № 4
ИЗМЕРЕНИЕ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2008, т. 30, № 4 77
ИЗМЕРЕНИЕ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ
11. Пехович А.И., Жидких В.М. Расчеты тепло;
вого режима твердых тел. – Л.: Энергия, 1976. –
352 с.
12. Платунов Е.С., Буравой С.Е., Курепин В.В.,
Петров Г.С. Теплофизические измерения и при;
боры. – Л.: Машиностроение, 1986. – 256 с.
13. Декуша Л.В., Грищенко Т.Г., Менделеева
Т.В., Воробьев Л.И. Рекомендации по проектиро;
ванию теплометрических приборов для опреде;
ления теплопроводности твердых материалов //
Наукові праці IV Міжн. наук.;техн. конф. “Мет;
рологія та вимірювальна техніка (Метрологія ;
2004)” 12;14 жовтня 2004 р. – Харків, 2004. – Т.2,
С. 42–45.
Получено 16.05.2008 г.
Наведено результати досліджень
теплофізичних властивостей (ко�
ефіцієнта теплопровідності та питомої
теплоємності) ґрунту в залежності від
температури та вологовмісту.
Представлены результаты исследо�
ваний теплофизических свойств (коэф�
фициента теплопроводности и удель�
ной теплоёмкости) грунта в зависимости
от температуры и влагосодержания.
We present some results of investiga�
tion of the thermophysical properties (ther�
mal�conductivity coefficient and specific
heat) of ground depending on its tempera�
ture and moisture content.
УДК 536.2:536.3:536.6:629.7:697.34
БАСОК Б.І., ВОРОБЙОВ Л.Й.,
МИХАЙЛИК В.А., ЛУНІНА А.О.
Інститут технічної теплофізики НАН України
ТЕПЛОФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ПРИРОДНОГО ҐРУНТУ
C – питома теплоємність;
E – сигнали;
H – товщина;
K(T) – коефіцієнт перетворення;
m – маса;
T – температура;
Y – амплітуда відхилення ДСК;кривої від базової
лінії;
λ – коефіцієнт теплопровідності;
ΔT – різниця значень температури.
Скорочення:
ДСК – диференційний скануючий калориметр;
ПТ – перетворювач температури;
ИТ – вимірювач тепловий;
ПТП – перетворювач теплового потоку.
Індекси нижні:
зр – зразок;
конт – контейнер;
скл – оргскло;
r – еталон (корунд);
s – дослідний матеріал (зразок ґрунту);
1, 2 – номер ПТП.
Вступ
Одним з відновлювальних джерел низькопо;
тенційної теплової енергії є природна теплота
ґрунту, який має здатність протягом тривалого
часу акумулювати та зберігати сонячну енергію. Її
вилучення та подальше використання для тепло;
постачання приміщень базується на застосуванні
теплонасосних технологій і реалізується за допо;
могою горизонтально і неглибоко прокладених у
землі теплообмінників (ґрунтових колекторів)
або вертикально розміщених теплообмінників
(ґрунтових зондів).
Колектори виготовляються з корозієстійких
полімерних труб і розміщуються на глибині
близько 1,5...2,5 м незабудованого ґрунтового ма;
сиву достатньо великих площ. Розмір необхідної
поверхні, як і акумулюючі властивості ґрунту, за;
лежать від його вологовмісту, теплофізичних вла;
стивостей та складу. В свою чергу, термічні влас;
|