Литература -->  Изомерия в производственном цикле 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 [ 132 ] 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163

ровка С=0 переходит в группировку

, так что за счет двух освободившихся связей (у кислородного и у углеродного атомов) могут присоединиться две одновалентные группы. Так, при присоединении Hg кетонная группа С=0 переходит

во вторичную алкогольную уСНОН; при присоединении воды трихлоруксусный альдегид (хлорал), СС! -переходит в

хлоралгидрат, CCls-CH(0H)2; при присоединении бисульфита натрия, NaHSOg, образуется соединение с группировкой >С< ;

/ NSO.Na,

присоединение NH3 к К. альдегидной группы приводит к альдегид аммиакам; присоединение синильной к-ты-к циангидринам:

>C = 0 + HCN

>о-.

к К. легко присоединяются также и магний-органические комплексы.

О соединениях металлов с группой СО см. Окжь углерода.

КАРБОРУНД, карбидкремния, SiC, в к-ром раств. рено до 2% карбида железа и карбида кальция. К. кристаллизуется в гексагональной системе; цвет-от серо-стального до черного в зависимости от количества и характера примесей; хрупок; тв.-9,5- 9,75; уд. вес от 3,125 до 3,21. К. хорошо сопротивляется действию кислот (исключая смеси плавиковой и азотной кислот), но разлагается от действия расплавленных щелочей, железа и меди. Хлор начинает действовать на карборунд при 000°, полностью разлагая его при 1 200°. При t° около 2 200° происходит разложение К. по реакции:

Sic =[С (графит) + Si (пары);

разложение может быть замедлено появлением на поверхности К. защитной кремнеземистой пленки, образующейся благодаря присутствующим в К. примесям. С водяным паром К. реагирует при 1 300-1*400°. Теплопроводность К. составляет 0,015 - 0,024 cal cmIcm ск. °С. Временное сопротивление на сжатие равно 1 ООО кг/см.

Химически чистый К. не электропрово-ден. Значительная проводимость обычного К. приписывается содержанию в нем элементарного кремния, к-рый легко удаляется посредством кипячения К. с КОН. К. отличается большим постоянством объема при высоких t°, что обусловливается незначительным коэфф-том термич. расширения и постоянством его молекулярно-кри-сталлич. структуры. В связи с высокой теплопроводностью это свойство делает К. в высокой степени термостойким материалом. Химич. состав различных видов технич. К. указан в таблице.

Благодаря своей исключительной огнеупорности, твердости, теплопроводности и низкому коэфф-ту расширения, К. широко применяется при изготовлении высокосортных огнеуцорных материалов, шлифоваль-

Химический состав карборунда (в %).

-- Состав Виды К.

Ре,0,+ -i-Al,0,

Теоретич. состав . . .

29,7

70,3

Кристаллич. К., не-

очищенный .....

34,0:63,5

То же, очищенный

выщелачиванием . .

30,2

69,1

Аморфный К., очи-

щеииый.......

27,965,4

НЫХ кругов и других изделий специального назначения (см. Карборундовые изоелия и Абразионные материалы).

К. получается в электрическ. печах путем сплавления смеси кремнезема и угля в отсутствии воздуха. В обычный состав шихты входят: кварц в количестве 52-54%, кокс-35%, древесные онилки 5-11% и поваренная соль 1,5-4%. Размер зер н кварца и кокса не должен превышать 2-4 мм; содержание кремнезема в кварце д. б. от 97 до 99,5%. Кокс содержит до 85 - 90% С. Роль древесных опилок заключается в придании материалу известной пористости для удаления окиси углерода, выделяющейся согласно реакции SiOi + 3 C-SiC-f 2 CO. Поваренная соль способствует удалению железа и других примесей путем образования летучих хлоридов железа и алюминия.

Электрич. печи (см. фиг.), применяемые для плавки К., имеют две постоянные стенки L и две разборные-М, выложенные из огнеупорного материала. В постоянные стенки печи вделываются угольные электроды, расположенные в несколько рядов. Между


Разрез по CD

Кладка из высскоогнеупорного кирпича с примесью атрфн. SiC Зериеиыи нефтяной кокс

Сухая кладка из шамотн. кирпича, ШЗ набранного в съемные телезн.рамы Е22 Бетонный фундамент

Ш Обыкновенная шамотная кладка - Аревесная вата или стружка Уголыше электроды

1 Зернений тыльный кварц I Угольная пыль

отдельными электродами вставляются медные пластинки, присоединенные к подводящим ток проводам. Через всю печь проходит стержень N диам. 50-75 мм, изготовленный из зерен нефтяного кокса размером ок. 2 мм; этот стержень в свою очередь при помощи графитового порошка присоединяется к угольным электродам.

В печь засыпается шихта и включается ток напряжением 230 V. Через определенное время производится постепенное цони-жение напряжения до 100-75 V при соответствующем повышении силы тока до полного сплавления содержимого печи. Реакция начинается при 1 615°. При 1 920-1 980° аморфный К. переходит в кристаллический. Температуру в печи поддерживают обычно в пределах 1 950--2 100°. По окончании про-



цесса вокруг стержня N образуются последовательно слои: 1) графита, 2) кристаллического К. толщиной 30-40 сж, 3) аморфного порошкообразного К., 4) смеси сил-оксикона (SigCaO) с моноокисью кремния (SiO) и 5) внешний слой в виде смеси кремнезема с углем. Часть шихты остается неизмененной. После охлаждения содержимое печи выгружается, и полученные продукты сортируются. Отсортированный К. размалывается на бегунах, просеивается на отдельные фракции и обрабатьшается серной кислотой и водой с целью очищения от примесей и тонкой пыли. Содержание посторонних веществ в готовом продукте доходит до 5%.

На крупнейшем америк. з-де Carborundum Со. близ Ниагарского водопада имеется ряд электрических печей мощностью от 746 до 2 500 kW. Печь для производства К. мощностью 746 kW имеет длину около 7 м при внутренних размерах 5x1,8x1,7jh. Производительность печи в течение 36 час. составляет 3 150 кг кристаллического К. Расход энергии на 1 ш К. равен 8,7 kWh. Печь мощностью 1 500 kW, в течение 36 часов вырабатьшает 6 500-6 800 %г К., при расходе энергии 7,5 kWh на 1 ?сг продукта.

Лит.: Searle А. В., Refractory Materials, their Manufacture a. Uses, p. 166-169, L., 1924; Searle

A. в.. The Manufacture a. Use of Abrasire Materials, p. 12, 34-35, London, 1922; Ullm. Enz., 1 Aufl.,

B. 3, p. 281-289; L i t i n s к у L., Schamotte und Silika, ibre Eigenschaften, Verwendung und Priifung, p. 55, Leipzig, 1925; Singer F., Die Keramik im Dienste v. Industrie und Volkswirtschaft, p. 470, 471, Brschw., 1923; Niederleuthne r.R., Unbildsame Rohstoffe keramischer Massen, W., 1928. A. Фреберг.

КАРБОРУНДОВЫЕ ИЗДЕЛИЯ, изделия высокой огнеупорности и твердости, изготовляемые из карборунда, друг, ьсарбидов и карбоксилов кремния (см. Карборунд) ро связующими добавками: огнеупорной глиной, органическими веществами и друг. Средний химич. состав массы: 77-90% biC, 6-18% SiOg и 4-5% FeaOs-fAlOg. По данным Сер-ля (Searle), оболеженные при низшей t° К. и. состоят главн. обр. из силоксикона (SLCgO), неустойчивого при более высоких t°. При 1 600° в нейтральной атмосфере образуются карборунд и окись углерода. Уд. вес К. и. колеблется от 2,73 до 3,2 в зависимости от состава, темп-ры обжига и величины давления при прессовании. При испытании термич. стойкости К. и., изготовленные со связкой из огнеупорной глины, после 10-кратного нагрева и последующего резкого охлаждения показывают сравнительно незначительную потерю веса: от 0,3 до 8,0%. К. и. хорошо сопротивляются действию щелочей и к-т за исключением фтористоводородной. Из металлов и их окислов наибольшее действие на К. и. имеют перекись свинца, глет, хромовокислой свинец, а также железистые шлаки, сильно разъедающие К. и. в окислительной атмосфере. Зола, увлекаемая горючими газами, образует на поверхности К. и. глазурь, предохраняющую материал от дальнейшего разрушения. Среднее сопротивление на сжатие, по Вернике и Серлю, равно 400 кг/сж, в отдельных случаях оно может доходить до 680 кг/смК Под нагрузкой К. и. выдерживают без размягчения t° до 1 700°. Электрич. сопротивление при 1 040° равно 0,4 M.Q-CM. Коэфф. теплопроводности

(0,00982) К. п., изготовленных с 20% глины, в 3 раза превышает коэфф-т теплопроводности магнезитовых кирпичей и в 12 раз- динаса; линейный коэфф. расширения равен 0,0000045. Объемная пористость К. и. составляет около 30%.

К. и. применяются в тех случаях, когда наряду с высокой огнеупорностью и твердостью требуется большая теплопроводность и термич. стойкость, не обеспечиваемые обычными шамотными материалами. Из карборундовых материалов изготовляются огнеупорные изделия специального назначения: реторты, муфели, сожигательные камеры для тоннельных печей Дреслера, кирпичи для электрич. печей и т. Д.; карборундовые материалы применяются также для покрытия шамотных камней, находящихся в ответственнейших местах печей. Эти материалы, благодаря своей чрезвычайной твердости, идут для изготовления шлифовальных изделий. Как на недостаток К. и. следует указать на большую их электропроводность, окисляемость при t° выше 1 600° и высокую стоимость.

Производство К. и. в основном мало отличается от производства других огнеупорных изделий (в частности динаса или шамота, изготовляемых сухим прессованием) или абразионных изделий из алунда, наждака и т. д. Величина зерен карборудда варьирует в зависимости от назначения изделий. Американские фирмы применяют состав шихты из равных частей зерен, имеющих величину, соответствующую номерам сит в 16, 24, 36 и 100 отверстий на ног. дм. Иногда к такому составу примешивается небольшое количество наиболее тонких частиц. Связующие добавки в виде глины, полевого шпата, жидкого стекла и других, в том числе и органич. веществ, смешиваются с измельченным карборундом и небольшим количеством воды в мешалках (см. Глиномятка). Из полученной порошкообразной массы формуются вручную или на механич. прессах под давлением до 465 кг/см изделия требмой формы. Отформованные изделия высушиваются на обогреваемом поду в просторных помещениях или в специальных сушилках. Обжиг производится в печах, позволяющих вести его при высоких t° и при определенном составе газов. Особенно часто применяются электрические печи. Температура обжига колеблется от 1400 до 2 000°.

Лит.: S е а г 1 е А. В., Refractories for Furnaces, Crucibles, etc., p. 424-428, L.. 1924; Bischof C, Die feuerfesten Tone u. Roh-stoffe, p. 244-245, Lpz., 1923; Li tins к у L., Schamotte u. Silika, ihre Eigenschaften, Verwendung u. Priifung. p. 245- 247, Lpz., 1925; Wernicke F., Die Herstellung d. feuerfesten Baastoffe. p. 184, В., 1921; Hecht H., Lehrbuch d. Keramik, p. 170-171, W-Lpz., 1923. A. Фреберг.

КАРБЮРАТОРЫ, приборы для приготовления рабочей смеси из легко испаряемого топлива и воздуха, поступающей в рабочий цилиндр двигателя внутреннего сгорания для превращения химич. энергии топлива в механич. работу.

Принципы карбюрирования. Осуществление процесса карбюрирования требует хорошего механическ. распыливания топлива воздухом для получения больших поверхностей соприкосновения воздуха с топливом, без чего невозможно осуществить хоро-




Фиг. 1.

шее испарение последнего. Для достижения этой цели в современных конструкциях применяют способ так наз. жиклерного распы-ливания, состоящий в том, что топливо, истекая из небольшого отверстия жиклера Б (фиг. 1) под влиянием разности давлений в топливном сосуде А я Y жиклера, подхватывается и рас-пыливается протекающим воздухом за счет его повышенной скорости. Т. о., энергией для рас-пыливания топлива является кинетическая энергия воздуха, искусственно созданная в месте истечения топлива. Этот способ рас-пыливания рабочей смеси осуществляется во всех современных К. Способ жиклерного ресспыливания явился результатом целого ряда исканий в продолжение многих лет; наряду с ним были предложены и другие принципы карбюрирования (испарением с поверхности и барботалшый способ), но в настоящее время они оставлены в виду получающейся неоднородности испаряющегося топлива и малой гибкости работы этих карбюраторов.

Соотношение между воздухом и топливом. Всякая . рабочая смесь, в зависимости от ее состава (соотношения между количеством воздуха и топливом), должна обладать определенными свойствами, необходимыми для ее воспламенения и быстрого сгорания в цилиндре двигателя. Смесь обладает способностью воспламеняться лишв при определенных пропорциях содержащихся в ней воздуха и топлива; при этом различают так наз. пределы воспламеняемости этой смеси. Высший предел соответствует такому составу рабочей смеси, когда при обогащении топливом она перестает воспламеняться, а низший предел - когда смесь при дальнейшем обеднении топливом также не воспламеняется. Количественно эти пределы определяются как %-ное. по объему содержание топлива в рабочей смеси. Следовательно, высший предел есть максимум, а низший предел-минимум этого содержания . По данным пределам воспламеняемости м. б. определен соответствующий коэфф-т а избытка воздуха (представляюпцШ отношение действительного количества воздуха в рабочей смеси к теоретически необходимому), к-рый является основной характеристикой состава рабочей смеси. Пределы воспламеняемости рабочих смесей и значения коэфф-та а для различных топлив приведены в табл. 1. Как видно, рабочая смесь, образо-

Т а б л. I .-В ысшиеи низшие пределы воспламеняемости рабочих см е с е й и коэффициенты избытка воздуха.

Род топлива

Высший предел

Бензол{ % топлива Бензин { %топлива

Пентан{ % топлива

Спирт { % топлива Эфир { %тЬ а

6,5 0,4 5,9 0,3 4,9 0,52 13,7 0,44 7,7 0,42

Низший предел

2,65

1.02

1,23

1,03

3,95

1,26

ванная из жидкого топлива, имеет сравнительно узкие интервалы пределов воспламеняемости, и потому К. должен всегда обеспечивать такой состав рабочей смеси, к-рый не выходил бы за эти пределы. Дальнейшим требованием, предъявляемым к К., является образование рабочей смеси такого состава, к-рый обеспечивал бы ее быстрое сгорание в двигателе, а следовательно, и ее хорошее использование как с точки зрения получения наибольшей мощности, так и экономичности. Эти последние требования сдвигают еще уже пределы состава рабочей смеси- до значений коэффициента а от 0,8 до 1,1.5 для бензина (при нормальном режиме мотора), между к-рыми и работают все современные легкие моторы.

Из теоретич. рассмотрения рабочего цшг-ла легкого двигателя следует, что его экономичность возрастает с увеличением коэфф. а; однако, переходя к действительному циклу, необходимо принять во внимание то обстоятельство, что скорость сгорания рабочей смеси имеет свое максимальное значение лишь при определенном ее составе, понижаясь в ту или другую сторону от максимального значения при а=0.8-0,9 (фиг. 2). Соответственно этому наибольшая мощность двигателя получается npi недостатке воздуха в рабочей смеси в 10-20% . Наибольшая экономичность соответствует из бьггку воздуха в 10-15% на полном дросселе. Зависимость мощности и экономичности от а при различных крутящих мо ментах дана на фиг. 3 и 4. Максимальная мощность для всех крутящих моментов соответствует 15-20 % недостатка воздуха (а=0,854-0,80), в то время как максимальная экономичность соответствует значениям а в пределах 0,8-М,1 в зависимости от крутящего момента. Для холостого хода необходимо обогащение рабочей смеси, т. к. оно соответ-

22

-I I-т-1-1-1-

/ ХбвМММГ

Избыток вааЗую а

¥ V КО Ч Ч

Фиг. 2.

MaKCUM.aKj).ycuaut 2.2 Ki

\ р.,2.гкг



Фиг. 3.

Фиг. 4.

ствует и максимальной мощности и максимальной экономичности.

На основе этих данных устанавливаются следующие требования, предъявляемые к автомобильным и авиационным К. Эксплоа-тациОнная мощность авиационного мотора в полете соответствует 90% его номинальной



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 [ 132 ] 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163