Разработка метода и устройства для неразрушающего контроля коэффициента диффузии растворителей в листовых изделиях из капиллярно-пористых материалов - Автореферат

разработка Метода И УСТРОЙСТВА ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ КОЭФФИЦИЕНТА ДИФФУЗИИ РАСТВОРИТЕЛЕЙ В ЛИСТОВЫХ ИЗДЕЛИЯХ ИЗ КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВРабота выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тамбовский государственный технический университет» на кафедре «Технология полиграфического и упаковочного производства». Научный руководитель Доктор технических наук, профессор Мищенко Сергей Владимирович Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Дмитриев Вячеслав Михайлович доктор технических наук, профессор Федюнин Павел Александрович Защита диссертации состоится 29 апреля 2011 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212.260.01 Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Тамбовский государственный технический университет» по адресу: г. С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в научной библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Тамбовский государственный технический университет» по адресу г.Цель работы: разработка метода и устройства для неразрушающего контроля коэффициента диффузии растворителей в изделиях из тонколистовых капиллярно-пористых материалов, обеспечивающих повышение точности и оперативности контроля. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: - разработать математическую модель процесса массопереноса в тонких плоских изделиях из дисперсных материалов с пористой структурой в процессе работы измерительного устройства, описывающую закономерности изменения полей концентрации в изделиях, создаваемых действием мгновенного источника массы; разработать и исследовать на основе полученной физико-математической модели новый более эффективный метод определения коэффициента диффузии полярных растворителей в изделиях из листовых капиллярно-пористых материалов, обеспечивающий неразрушающий контроль изделий при одновременном повышении оперативности и точности исследований; исследовать и выбрать преобразователь концентрации растворителей в исследуемых средах, обеспечивающий возможность измерения в локальных точках изделий в условиях неравномерного распределения растворителей, и обеспечить возможность его использования в разработанном методе определения коэффициента диффузии без предварительной градуировки по каждой системе дисперсная среда - растворитель; разработан новый экспресс-метод неразрушающего контроля коэффициента диффузии полярных растворителей в изделиях из листовых капиллярно-пористых материалов, основанный на регистрации момента наступления экстремальной концентрации растворителя на заданном расстоянии от точки воздействия на плоский участок поверхности изделия импульсным источником жидкого растворителя (патент на изобретение РФ № 2199106);В общем случае потенциал электрода при контакте его с дисперсной средой определяется условиями перехода заряженных частиц через границу раздела, условиями адсорбционного и дипольного взаимодействия, а ЭДС гальванического преобразователя в целом определяется энергией связи растворителя на границах раздела электродов с дисперсной средой и температурой. При этом уменьшаются возможности для ионного обмена между электродами ГП и растворителем вследствие снижения его сольватирующей способности в связанном состоянии, уменьшается энергия адсорбционного взаимодействия, снижается величина диэлектрической проницаемости растворителя, поэтому его взаимодействие с электродами ГП происходит с меньшей интенсивностью, что вызывает закономерное снижение ЭДС. В этом случае изменение концентрации растворителя в зоне действия источника описывается функцией: Расчетная формула для определения коэффициента диффузии имеет вид: , (1) где - время, соответствующее максимуму на кривой U(r0, t) изменения концентрации на расстоянии r0 от источника; r - радиальная координата, отсчитываемая от оси источника. ЭДС такого преобразователя определяется энергией связи растворителя с материалом, контактирующим с поверхностями его электродов, которая в конечном итоге однозначно связана с содержанием растворителя в материале именно на концентрической окружности радиуса r0 с центром в точке «увлажнения» материала. В процессе исследований было установлено, что при заданной величине абсолютной погрешности измерения ЭДС гальванического преобразователя ?Е и зафиксированном значении искомого коэффициента диффузии чем дальше от источника массы растворителя находится гальванический преобразователь, тем меньшее значение достигает максимум на кривой изменения его ЭДС и тем выше относительная погрешность определения ЭДС ГП.Разработана математическая модель процесса массопереноса в тонких плоских изделиях из дисперсных материалов с пористой структурой в процессе работы измерительного устройства, описывающая закономерности изменения полей концентрации в изделиях, создаваемых действием мгновенного источника массы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ