Волокитин О.Г.

УДК 631.365

ВОЛОКИТИН ОЛЕГ ГЕННАДЬЕВИЧ, канд. техн. наук, доцент,

volokitin_oleg@mail.ru

ШЕХОВЦОВ ВАЛЕНТИН ВАЛЕРЬЕВИЧ, студент,

shehovcov2010@yandex.ru

Томский государственный архитектурно-строительный университет,

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

РАСЧЕТ  ВРЕМЕНИ  РАСПЛАВЛЕНИЯ  ЧАСТИЦЫ  КВАРЦА  В  ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОМ  СИЛИКАТНОМ  РАСПЛАВЕ*

В работе проведен расчет времени расплавления частицы кварца при попадании ее в высокотемпературный силикатный расплав. Определена зависимость времени плавления от радиуса частицы с учетом зависимости коэффициента теплообмена от радиуса твердой части частицы на этапе плавления и с учетом фазовых переходов. Установлено, что частицы размером 2 мм (радиусом 1 мм) полностью расплавляются за время 2,61 с, частицы размером 0,4 мм расплавляются за 0,1 с.

* Работа выполнена при частичной финансовой поддержке гранта РФФИ № 15-38-50326 мол_нр.

Ключевые слова: низкотемпературная плазма; математическое моделирование; частица кварца; силикатный расплав.

Библиографический список

  1. Щедровицкий, Я.С. Высококремнистые ферросплавы / Я.С. Щедровицкий. – Свердловск : Свердловск. отд. ГНТИ Лит. по черн. и цвет. мет., 1961. – 256 с.
  2. Пивинский, Ю.Е. Кварцевая керамика / Ю.Е. Пивинский, А.Г. Ромашин. – М. : Металлургия, 1974. – 264 с.
  3. Айлер, Р. Химия кремнезема / Р. Айлер. – М. : Мир, 1982. – 460 с.
  4. Volokitin, O.G. Technology for Plasma Treatment of Molybdenum Ore Tailings / O.G. Volokitin, N.K. Skripnikova, V.V. Shekhovtsov // Applied Mechanics and Materials. – 2014. – № 682. – P. 515–518.
  5. Unsteady regimes of hydrodynamics and heat transfer at production of high-temperature silicate melts. / N.S. Bondareva, O.G. Volokitin, O.O. Morozova, M.A. Sheremet // Thermophysics and Aeromechanics. – 2013. – № 20. – P. 621–629.
  6. Definition of nanostructural characteristics melting product of quartz sand / O.G. Volokitin, G.G. Volokitin, N.K. Skripnikova, V.V. Shekhovtsov // International conference on physical mesomechanics of multilevel systems. – 2014. – № 1623. – P. 655–658.
  7. Volokitin, O.G. Plasma treatment technology for silicate melt used in mineral fiber production / O.G. Volokitin, V.V. Shekhovtsov, E.A. Maslov // Advanced materials research. – 2014. – № 880. – P. 233–236.
  8. Пат. 2503628 Российская Федерация. C03 B37/04. Плазменная установка для получения тугоплавкого силикатного расплава / О.Г. Волокитин, Е.В. Тимонов, Г.Г. Волокитин, А.А. Никифоров, В.К. Чибирков ; опубл. 10.01.2014, Бюл. № 1.
  9. Электродуговые и электроплазменные устройства для переработки силикатсодержащих отходов / Г.Г. Волокитин, Н.К. Скрипникова, О.Г. Волокитин, В.В Шеховцов // Изв. вузов. Физика. Январь. – 2014. – № 3/3. – С. 114–119.

 ______________________________

OLEG G.VOLOKITIN, PhD, A/Professor,

volokitin_oleg@mail.ru

VALENTIN V. SHEKHOVTSOV, Student,

shehovcov2010@yandex.ru

Tomsk State University of Architecture and Building,

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia

TIME-OF-MELTING  CALCULATION  FOR  QUARTZ  PARTICLE  IN  HIGH  TEMPERATURE  MELT

The paper presents the calculation of melting time for a quartz particle in a high-temperature silicate melt. The dependence between the melting time and the radius of quartz particle is determined accounting for the dependence of the heat exchange rate upon the radius of the solid quartz particle at the stage of melting and phase transformations. It is shown that 2 mm quartz particles having radius of 1 mm, melt completely during 2,61 s, while 0,4 mm quartz particles melt during 0,1 s.

Keywords: low-temperature plasma; mathematical modeling; quartz particle; silicate melt.

References

  1. Shchedrovitskii Ya.S. Vysokokremnistye ferrosplavy [High silica ferroalloys]. Sverdlovsk: Sverdlovsk, GNTI Publ., 1961. 256 p. (rus)
  2. Pivinskii Yu. E., Romashin A.G. Kvartsevaya keramika [Quartz ceramics]. Moscow : Metallurgiya Publ., 1974. 264 p. (rus)
  3. Ailer R. Khimiya kremnezema [Chemistry of silica]. Moscow : Mir Publ., 1982. 460 p. (rus)
  4. Volokitin O.G. Skripnikova N.K., Shekhovtsov V.V. Technology for plasma treatment of molybdenum ore tailings. Applied Mechanics and Materials. 2014. No. 682. Pp. 515–518.
  5. Bondareva N.S., Volokitin O.G., Morozova O.O., Sheremet M.A. Unsteady regimes of hydrodynamics and heat transfer at production of high-temperature silicate melts. Thermophysics and Aeromechanics. 2013. No. 20. Pp. 621–629.
  6. Volokitin O.G., Volokitin G.G., Skripnikova N.K., Shekhovtsov V.V. Definition of nanostructural characteristics melting product of quartz sand. Proc. Int. Conf. Phys. Mesomech. Multilevel Syst. 2014. No. 1623. Pp. 655–658.
  7. Volokitin O.G., Shekhovtsov V.V., Maslov E.A., Plasma treatment technology for silicate melt used in mineral fiber production. Advanced Materials Research. 2014. No. 880. Pp. 233–236.
  8. Volokitin O.G. Timonov E.V., Volokitin G.G., Nikiforov A.A., Chibirkov V.K. Plazmennaya ustanovka dlya polucheniya tugoplavkogo silikatnogo rasplava [Plasma apparatus for the production of refractory silicate melt]. RF Patent N 2503628. 2014.
  9. Volokitin G.G., Skripnikova N.K., Volokitin O.G., Shekhovtsov V.V. Elektrodugovye i elektroplazmennye ustroistva dlya pererabotki silikatsoderzhashchikh otkhodov [Arc-jet and electro-plasma units for recycling silicate-based waste]. Russian Physics Journal. 2014. No. 3/3. Pp. 114–119. (rus)

Статья | (307 Кб)