ДРЕНАЖНО-РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ Александров В.М.1, Л

Одним из важнейших направлений порошковой металлургии является разработка и производство пористых порошковых материалов (ППМ). Они применяются для фильтрации минеральных, растительных и синтетических масел и смол, расплавов полимеров и легкоплавких металлов, кислот, щелочей, других агрессивных и инертных жидких сред, сжиженных и сжатых газов и т.п. Их можно использовать для надежной стерильной очистки жидкостей и газов в пищевой и медицинской промышленности, в микроэлектронике и тонкой химической технологии, в случае, когда размеры пор и иные параметры структуры ППМ будут препятствовать прохождению бактерий, вирусов и других микроорганизмов [1].
Обработка воды с целью подготовки ее для питья, хозяйственных и производственных целей представляет собой комплекс физических, химических и биологических методов изменения ее первоначального состава. Под обработкой воды понимают не только очистку ее от ряда нежелательных и вредных примесей, но и улучшение природных свойств путем обогащения ее недостающими ингредиентами.
При движении воды через сетки, ткани, пористые и щелевые материалы из нее извлекаются взвешенные вещества. Процесс происходит либо на поверхности (поверхностное фильтрование), либо в глубине (объемное фильтрование) фильтрующего материала. Поверхностное фильтрование происходит при движении воды через объемные элементы из пористых материалов значительной толщины (патронные фильтры и фильтры из тонкой керамики); сетчатые или тканевые перегородки (фильтрование под давлением или вакуумом, микрофильтрование); жесткие проницаемые каркасы с предварительно нанесенным фильтрующем слоем (намывные фильтры трубчатой, рамной или барабанной конструкции [2].
Для ППМ применяемых для очистки жидких и газовых сред характерно объемное фильтрование – отложение взвешенных веществ в порах фильтрующей основы. Оно происходит если размер пор больше размера взвешенных веществ и траектория движения частиц приводит их контакту с поверхностью поровых каналов. Этому способствуют: диффузия за счет броуновского движения; прямое столкновение; инерция частиц; прилипание за счет ван-дер-ваальсовых сил; осаждение за счет гравитационных сил; вращательное движение под действием гидродинамических сил. Фиксирование частиц примесей воды на поверхности и в порах фильтрующего элемента (ФЭ) обусловлено малыми скоростями движения жидкости, силами когезии и адсорбции.

Влияние режимов формования на процесс формирования зоны контакта компактной и пористой составляющих
ρr0,r – ρr5,r (г/см3) – плотности прессовки, полученные при давлениях 40, 60, 80, 110, 120, 220 МПа соответственно, распределенные по радиусу r (мм) (ось абсцисс) от оправки наружу
ρ(p,r1) и ρ(p,r2) (г/см3) – плотности прессовки внутреннего (на оправке) и наружного слоев заготовки, p (МПа)– давление прессования
Рисунок1 – Изменение плотности прессовки по радиусу заготовки при различных давлениях прессования
Рисунок 2 – Изменение плотности прессовки внутреннего (на оправке) и наружного слоев заготовки в зависимости от давления прессования
h – толщина стенки фильтрующего элемента;
П – пористость
Рисунок 3 – Изменение пористости по толщине пористой составляющей фильтрующего элемента из компактно-пористого материала