Вакуумная дезинтеграция: физический механизм и технологические приложения
С.А. Новопашин, В.Г. Приходько, В.Н. Ярыгин, И.В. Ярыгин
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
sergeynovopashin@gmail.com
Ключевые слова: вакуумная дезинтеграция, неравновесный фазовый переход, пористая среда, глинистая порода, термоупругие напряжения
Страницы: 645-654
Аннотация
В настоящей работе систематизированы современные данные о вакуумной дезинтеграции материалов различной природы - от золотоносных глинистых пород до биополимеров и фармацевтических субстанций. Экспериментально и теоретически показано, что эти процессы подчиняются единому физическому принципу: неравновесному фазовому переходу капиллярно или химически связанной воды при быстром снижении окружающего давления. Выделены четыре доминирующих механизма разрушения (дегазационное трещинообразование, сублимационная фрагментация, термоградиентное трещинообразование, капиллярная кавитация) и приведены порядковые оценки возникающих напряжений. Введен безразмерный критерий режима, определяющий тип дезинтеграции независимо от конкретного материала. Показано существование оптимума начальной влажности (20 - 25 % - для глин, 10 - 15 % - для крахмала). Приведены примеры промышленной реализации в фармацевтике, пищевой индустрии, для экологической инженерии вакуумного выщелачивания почв; обсуждаются перспективы применения метода для различных технологических цепочек.
DOI: 10.63430/TIA202604004 |
