Разработанная на основании обобщения экспериментальных данных номограмма для определения скорости прессования пеностекла методом непрерывного проката может быть использована для графического построения кривых прессования и температурно-временного режима, а также для разработки конструкции формующих устройств. Приведенный графический метод решения данной задачи охватывает практически наиболее распространенные виды пеностекла.

5. Процессы, протекающие в пеностекле в интервале температур отжига

Расчет скорости охлаждения изделий из массивного стекла [297, 298] и пеностекла [14] рекомендуется проводить по формуле, разработанной и экспериментально проверенной А. Н. Даувальтером [84]:

Расчет скорости охлаждения изделий из массивного стекла

Здесь V — скорость охлаждения, °С/ч; R — максимально допустимые напряжения на поверхности изделия, кгс/см2; λ — коэффициент теплопроводности, ккал/(м * ч * °С); с — удельная теплоемкость, ккал/(кг * °С); а — коэффициент термического расширения, γ — плотность, кг/м3; Е — модуль упругости, кгс/см2; μ — коэффициент Пуассона; d — полутолщина изделий при двустороннем охлаждении, м; а = λ/сγ — коэффициент температуропроводности, м2/ч.

Приведенная формула учитывает лишь напряжения, возникающие при безопасном охлаждении изделия, но не учитывает тех, которые остались в нем к моменту начала охлаждения. Разброс в значениях скоростей охлаждения пеностекла при отжиге, рекомендуемых на основании расчетов или экспериментальных данных (табл. 22), объясняется большой сложностью процесса и отсутствием экспериментальных данных о свойствах пеностекла в интервале температур отжига, необходимых для выполнения соответствующих расчетов.

Исследование теплофизических свойств.

Из пеностекла, полученного на основе стекла 6Н, готовились образцы цилиндрической формы радиусом 2,5 см и длиной 30 см. Скорость нагрева образцов составляла 3 °С/мин. Средние величины полученных значений коэффициента температуропроводности приведены в табл. 23. Данные при 0 °С получены путем экстраполяции результатов эксперимента в области более высоких значений температуры.

Величина теплопроводности пеностекла в исследуемом интервале температуры (20—500 °С) была рассчитана на основании зависимости а = λ/сγ [203]. Значения удельной теплоемкости стекла при различной температуре приняты из работ [94, 297]. Влияние удельной массы газа в пеностекле при расчете не учитывалось.

Результаты определений теплопроводности, выполненные различными авторами (рис. 5.16) [1, 94, 301, 302], и произведенные нами расчеты показывают, что теплопроводность пеностекла, как и других материалов с аморфной твердой фазой, подчиняется общей закономерности ее роста с повышением температуры. Приведенные в литературе данные только по объемной массе пеностекла не позволяют сопоставлять результаты зависимости λ=f(t), так как даже при одинаковой объемной массе на теплопроводность материала существенное влияние оказывают размер и форма пор, а также степень их связанности между собой [303].

Температура пеностекла в области температур отжига

Если, согласно работам А. Ф. Чудновского [302], Л. Л. Васильева и Ю. Е. Фраймана [305], в дисперсных материалах (размер пор 2—3 мкм) при небольших градиентах температуры эффектами конвективного переноса тепла и лучистой теплопроводности можно пренебречь, то полученные нами данные подтверждают выполненные И. С. Камерером [306] расчеты, а также данные, приводимые Ф. Шиллом [1], о значительном росте эффективной теплопроводности газовой 'фазы при увеличении диаметра пор в материале за счет опережающего увеличения лучистой теплопроводности.

Так как качественное пеностекло характеризуется большим количеством закрытых пор, давление газовой фазы в которых меняется при изменении температуры, то это также может влиять на характер изменения его теплопроводности. Данное предположение согласуется с результатами работы [307] о зависимости теплопроводности некоторых теплоизоляционных материалов от давления и состава атмосферы.

Данное предположение согласуется с результатами работы [307] о зависимости теплопроводности некоторых теплоизоляционных материалов от давления и состава атмосферы


Дилатометрические свойства пеностекла.

Результаты исследования (табл. 24) показывают, что коэффициент термического расширения пеностекла соответствует коэффициенту термического расширения исходного стекла, определенного по стандартной методике [304].

Полученное нами значение коэффициента термического расширения пеностекла 2Н близко к результатам исследований И. И. Китайгородского и Т. Л. Ширкевич [308], которые на аналогичном пеностекле получили значение а = 93*10-7 на образцах 10*10*50 мм. Значения температуры начала деформации (Tн.д) и трансформации (Tg) при испытании образцов пеностекла имеют несколько больший разброс, чем у исходных стекол, и не всегда отчетливо выражены при графическом изображении результатов эксперимента.

СТРАНИЦЫ: