Name: שבירה Extrudate זרז נבואה על סמך המודולוס של קרע (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-05-13T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 53 s
Description: למד כיצד למדוד את מודול הקרע של זרזי אקסטרודט ולחזות את עמידותם בשבירה. שיטה זו מספקת מדידות כמותיות לחוזק כפיפה ולעמידות בפני התנגשויות ולחץ במיטה קבועה.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המחברים להכיר את העזרה של מייקל Pluchinsky עם העבודה צילום במהירות גבוהה

שימוש הולם ציוד מגן אישי למשל בטיחות משקפיים, כפפות וכדומה עבור ביצוע פעילויות התייחס בכתב היד. חומר המוצא המשמש כאן המדידה של כיפוף כוח, התנגשות, יחס או בתפזורת ריסוק הוא תמיד extrudates המתקבל במחקרי מעבדה או לימודי טייס ציוד או חומרים מסחריים. Catalyst extrudate כוח תלוי בתנאים pretreatment ולכן חשוב למשתמש לבחור את הטיפולים המתאימים. תוצאות המדידות מאפשרת להחליט באילו חומרים כדאי להשתמש ב מחקרים נוספים לפחות מנקודת המבט של כוח.
1. עוצמה מעוקל
<ol><li>
הכנת הדוגמא כוח כיפוף
	<ol>
<li>ודפדף הדגימה extrudate לעניין גודל נציג של מינימום 25 חלקיקים. השתמש ספינינג riffler או הרובה-סוג הדגימה המחיצה. הערה: Catalyst כוח תלויה רעלני תרמי, ולכן המדגם דורש מספר בחירות צריכה להיעשות על-ידי המשתמש בנוגע בשוטף ובשיפוץ.</li>
		<li>בצע הפעולות הבאות שני טיפוסי בשוטף ובשיפוץ אך מצבם עשוי להשתנות בהתאם הצורך של המשתמש.<ol>
<li>Calcine הדגימה ב 538 ° C עבור 1 h.<ol>
<li>מקום לפחות 25 זרז riffled extrudates צלחת פורצלן או גביע חום עמיד.</li>
				<li>המקום המנה עם הזרז לתוך תנור לעמעם חסיני אש-סוג ב 538 ° C עבור 1 h.</li>
				<li>לאחר calcination, למקם את הדגימה חם desiccator ולאפשר לה להתקרר לתנאי הסביבה.</li>
			</ol>
</li>
			<li>יבש את הדגימה ב 121 מעלות צלזיוס במשך שעתיים מינימום.<ol>
<li>מקום לפחות 25 זרז riffled extrudates צלחת פורצלן או גביע חום עמיד.</li>
				<li>מקם את המנה עם זרז בתנור ייבוש, להגדיר עבור 121 מעלות צלזיוס למשך תקופה מינימלית של 2 h.</li>
				<li>הסר את הדגימה חם מהתנור ייבוש למקם אותו לתוך desiccator ומאפשרים לה להתקרר לתנאי הסביבה</li>
			</ol>
</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>
הגדרת מכשור כוח כיפוף הערה: הבר שגיאה עבור המודולוס של הקרע הינו 10% ±. כיול הציוד מדי יום לפי הכללים שנקבעו על ידי היצרן. לבחור את השיטה התואמת כראוי את הצורה של המדגם, כמו החישוב של מור תלויה הגורם צורה.<ol>
<li>להתחיל במסגרת בדיקת כיפוף ולאפשר את המערכת לחמם עד לפחות 20 דקות לפני השימוש. ואז לפתוח את התוכנות הדרושות.</li>
		<li>צרף תא המטען (10 ניוטון כוח) N 10 לפי הוראות יצרן.</li>
		<li>בחר על מהירות הסדן של 0.2 מ מ/שניה עם טווח תמיכה 5 מ מ. הערה: זה היה ציין כי עבור תעריף זה של מהירות, הזרז אינו נמצא אזור רגיש של קצב המתח והוא הכוח קרע לשחזור.</li>
		<li>בחר ' מודולוס של קרע (מור)' 'מקסימום כוח' בכרטיסיה ' תוצאות '.</li>
		<li>ודא שגלגל נוהג על המסגרת מור נמצא במצב "אפס" בלחיצה על כפתור "חזרה" בחוזקה במסוף מסגרת. ניתן לשנות את המיקום של גלגל נוהג של סדן במידת הצורך להתאים extrudates של קוטר שונה.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
מדידת כוח כיפוף
	<ol>
<li>סעו הדגימה extrudate זרז desiccator ולמקם אותו מסנן הפוכה 5-6 ס מ קוטר עם N2 שנושבת אותה כדי ליצור שמיכה של גז יבש כלפי מעלה.</li>
		<li>השתמש פינצטה כדי לקחת את הדגימה extrudate ממגש מסנן ומניחים אותו על פני קורות תמיכה. למזער את הזמן של מיקום הדגימה extrudate ומדידה כדי למזער את הלחות איסוף.</li>
		<li>מרכז הדגימה extrudate זרז הטובה ביותר ככל האפשר משמאל הקדמית והצדק לחזור על קורות תמיכה</li>
		<li>לחץ על "התחל" הסמל בסרגל הכלים הנכונה. הערה: במהלך שלב זה, להיות מכופף את extrudate מעבר לנקודת השבירה, ולכן הבדיקה היא הרסנית במובן הזה.</li>
		<li>ודא גלגל נוהג מפסיק וחוזר אל נקודת ההתחלה על חווה ירידה 40% כוח עומס. הערה: זו מתרחשת בדרך כלל בעת extrudate שבירה.</li>
		<li>בחר בסמל "הבא" בסרגל הכלים הנכונה כדי להמשיך extrudate הבא.</li>
		<li>פגע 'הקודם' כדי להציג את נקודת הנתונים בגרף על השולחן תוצאות.</li>
		<li>בחר 'סיום דגימה' לאחר מדידה הדגימה extrudate ה-25. הערה: התוכנה יוצרת את הדוח עם המאפיינים כוח</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. התנגשות מבחן
הערה: קצב ההזנה שבה מוזן זרז צינור ירידה ברמה נמוכה כך זרז בודדים extrudates מתנגשים בעיקרו עם משטח ריק בחלק התחתון של צינור ירידה ללא הפרעה אחד את השני
<ol><li>
הכנת ציוד התנגשות
	<ol>
<li>להרכיב את הצינור טיפה (0.15 מ' קוטר, 1.83 מ' פלסטיק באורך צינור) עם לוחית השחזור (316 SS) בתחתית. הגדר את הפרשות מזין בגובה הנכון של בחירה (כאן 1.83 מ') ממורכזות הצינור טיפה. לשנות הגולן טיפה כדי להשתנות חומרת ההתנגשות.</li>
		<li>סט להדהד בתדר של רטט מזין עד 250 הרץ עם כוח מחוץ.</li>
		<li>מיקום מקומי אוורור מעל להאכיל הופר.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
הכנת הדוגמא התנגשות
	<ol>
<li>ודפדף המדגם זרז לעניין גודל נציג של מינימום 50 חלקיקים. השתמש ספינינג riffler או הרובה-סוג הדגימה המחיצה.</li>
		<li>בעדינות ניפוי המדגם מוכן כדי להימנע חלקיקים קטנים באורך קוטר יחס פחות או שווה ל- 1.</li>
		<li>למדוד את יחס הגובה-רוחב הראשונית של המדגם באמצעות פרוטוקול בסעיף 3.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
התנגשות זרז טיפה הליך
	<ol>
<li>העברה ידנית המדגם כולו לתוך להאכיל הופר.</li>
		<li>ודא ששקע המצנח מזין ממורכזת לאורך הצינור טיפה.</li>
		<li>להפעיל את המתג דו-מצבי כוח במזין והגדר 'התחל'.</li>
		<li>אפשר כל החלקיקים ליפול בחופשיות לתוך הצינור טיפה, אז תראה צלחת התחתון.</li>
		<li>לבטל את הכוח במזין לאחר כל החלקיקים האכיל, ירד.</li>
		<li>להעביר את כל החלקיקים מהצלחת שחזור ולהסיר בעדינות הקנסות מדגם על ידי ניפוי להסיר אבק וצ'יפס.</li>
		<li>למדוד את יחס הגובה-רוחב של המדגם באמצעות פרוטוקול בסעיף 3 כדי להשלים את המדידה הראשונה טיפה איזור 1 X.</li>
		<li>באמצעות הדוגמה של צעד 2.3.7, חזור על שלבים 2.3.1 כדי 2.3.6 ולמדוד את יחס הגובה-רוחב באמצעות פרוטוקול בסעיף 3 כדי להשלים המדידה טיפה השני המיועד 2 X.</li>
		<li>חזור על השלבים שלעיל כדי להשלים עד 5 X ושחרר 10 X מדידות. הערה: אחד יכול לבחור לדלג על המדידות ביניים יחס מאז יחס הגובה-רוחב משתנה מעט רק אחרי מספר טיפות.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. יחס גובה-רוחב זרז
<ol><li>
הכנת הדוגמא יחס גובה-רוחב
	<ol>
<li>ודפדף המדגם זרז לעניין גודל נציג של 50 עד 250 חלקיקים. השתמש ספינינג riffler או הרובה-סוג הדגימה המחיצה מדגם מייצג.</li>
		<li>ניפוי איפה ופירושה L האורך של extrudate כאשר D מציין את הקוטר של extrudate המדגם מוכן כדי להימנע חלקיקים קטנים עם L/D פחות או שווה ל- 1.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
יחס גובה-רוחב תוכנה והתקנה
	<ol>
<li>פתח את התוכנה ובחר לחצן סרגל הכלים "סרוק" בחלק העליון של המסך.</li>
		<li>נגב את הכוס עם מטלית מיקרופייבר כדי להסיר את כל האבק. במקום סדין נקי שקיפות על הסורק.</li>
		<li>מפזרים את extrudates על השקיפות ולהימנע חלקיקי נוגעים אחד בשני. מקם את החלקיקים בתוך אזור מלבני מדידה מרבי 10 ס מ על ידי 20 ס מ.</li>
		<li>באופן אקראי להפיץ את extrudates על פני האזור שיסרק. השתמש זוג מלקחיים להחליק החלקיקים רחוקים אחד מהשני או כדי למקם אותם בשטחים פתוחים יותר.</li>
		<li>סגור את מכסה הסורק.</li>
		<li>בחר את הצורה של החלקיק</li>
		<li>הפעל ההודעה לתפקד בתוכנה הגדרת, נוגע חלקיקים (מודגשים באדום על המסך), חלקיקים שאינם חופפים (או צחצוח) בקצה אזור הסריקה ואת אלה נמצאים באופן אוטומטי הוסר, כל חלקיקים עם עקמומיות מוגזמת, בכל חלקיקים הם גם קטנים (למשל אבק כתמים) ולאחר כל חלקיקי כי הם נוגעים אחד בשני.</li>
		<li>לחץ על לחצן סרגל הכלים "סרוק". הערה: הסורק יתחיל לסרוק את החלקיקים. זה ייקח בין 2-3 דקות. תוצאות ייערכו התמונה הסרוקה שטיחות מוצגים על המסך.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
ניתוח יחס גובה-רוחב
	<ol>
<li>לבחון את התוצאות שנסרקו ולהבטיח כי כל החלקיקים חוקי כלולים במהלך הסריקה. הערה: חלקיקים חוקי יש ו- L/D > 1, לנוח בעמדה הטבעי עבור הסריקה ואל תגעו extrudates אחרים.</li>
		<li>סקור כל חלקיק חשד של נגיעה חלקיק השכן אלגוריתם חישוב אינה מושלמת.</li>
		<li>לסלק חלקיקים לנוח כראוי עקב המתגודדים (נגיעה או משקר אחד על השני) עם חוסלה עם התוכנה. לחלופין, להתאים את המיקום של החלקיק עם פינצטה, המדגם כולו יכול להיות סריקה חוזרת.</li>
		<li>לשמור את התוצאות ולהקליט את הפרטים הבאים: ממוצע קוטר אורך ממוצע, את מספר החלקיקים.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4.. צובר למחוץ בדיקות
<ol><li>
הכנת הדוגמא למחוץ בצובר
	<ol>
<li>הדוגמה extrudate זרז עניין צריך riffled כדי להשיג נציג מתאים של הסכום הכולל.</li>
		<li>Heat-treat המדגם catalyst ב 538 ° C עבור מינימום 1 h בתנור לעמעם או דומה למקם אותו חם desiccator ומאפשרים לה להתקרר לתנאי הסביבה.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
הליך למחוץ בצובר
	<ol>
<li>להקרע המכולה מדגם זרז (כוס) ולמלא אותה בעבים עם הזרז, שהוא זרז עודף בתוך המיכל.</li>
		<li>בזהירות ברמה בגביע עם קצה מתכת ישר ללא אריזה יתר על המידה את המיטה.</li>
		<li>Reweigh המכולה עם זרז מפולס כדי להשיג את המשקל של המדגם.</li>
		<li>בזהירות המקום המדגם באסיפה לחסום ו בוכנה עומס. מקם את הבלוק עומס על המדגם ללא ריסוק הזרז.</li>
		<li>למקם את מיסב כדורי במרכז הרחוב עומס ולהתאים את נעילת הזרוע לגובה המתאים באופן שווה מעל מיסב כדורי שימוש של נגר קטן ברמת. לנעול את הזרוע במקום.</li>
		<li>בדוק כי וסת הלחץ מוגדר-הלחץ שצוין על-ידי המשתמש שיוחל המדגם זרז. הערה: בדרך כלל, זה בטווח kPa 5-1, 000, זה בדרך כלל נמצא על ידי ניסוי וטעייה עבור יישום מסוים.</li>
		<li>בדוק שסתום בקרת עומס של שסתום לחץ פתוחים ולאחר מכן סגור את השסתום לדמם. הערה: הרחוב עומס יעלו ללחץ קבוע שלה.</li>
		<li>מחכים 60 s עבור הדגימה equilibrate.</li>
		<li>לשחרר את הלחץ על ידי השסתום בליד וסוגר את שסתום הלחץ. צפה את הבלוק עומס חוזר למקומו המקורי.</li>
		<li>נעילת הזרוע מתכווננת מנעול, קח את הכדור מיסב וטען לחסום בקפידה.</li>
		<li>למדוד ולהקליט את הכניסה של המדגם לאחר הבדיקה מעוך.</li>
		<li>ניפוי את הקנסות. להקליט את הקנסות ולמדוד את יחס הגובה-רוחב של המדגם על פי פרוטוקול בסעיף 3.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Le Page, J. F. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLe+Page%2C+JF+%22Applied+Heterogeneous+Catalysis%22">Applied Heterogeneous Catalysis</a>. , Institut Français du Pétrole publications, Éditions Technip. Paris. (1987).</li>
<li>Woodcock, C. R., Mason, J. S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWoodcock%2C+CR+%22Bulk+Solids+Handling%3A+An+Introduction+to+the+Practice+and+Technology%22">Bulk Solids Handling: An Introduction to the Practice and Technology</a>. , Chapman & Hall. New York. (1987).</li>
<li>Bertolacini, R. J. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/bk-1989-0411.ch034">Mechanical and Physical Testing of Catalysts.</a> ACS Symposium series. , Washington D.C. 380-383 (1989).</li>
<li>Wu, D. F., Zhou, J. C., Li, Y. D. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263876206730039">Distribution of the mechanical strength of solid catalysts.</a> Chem Eng Res Des. 84 (12), 1152-1157 (2006).</li>
<li>Li, Y., Wu, D., Chang, L., Shi, Y., Wu, D., Fang, Z. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ie980360j?journalCode=iecred">A model for bulk crushing strength of spherical catalysts.</a> Ind Eng Chem Res. 38, 1911-1916 (1999).</li>
<li>Li, Y., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S003259100000231X">Measurement and statistics of single pellet mechanical strength of differently shaped catalysts.</a> Powder Technol. 113, 176-184 (2000).</li>
<li>Staub, D., Meille, S., Le Corre, V., Chevalier, J., Rouleau, L. <a target="_blank" href="https://ogst.ifpenergiesnouvelles.fr/articles/ogst/abs/2015/03/ogst130158/ogst130158.html">Revisiting the side crushing test using the three-point bending test for the strength measurement of catalyst supports.</a> Oil Gas Sci Technol. 70, 475-486 (2015).</li>
<li>Bridgwater, J. Chapter 3, Particle Breakage due to Bulk Shear. <a target="_blank" href="https://www.elsevier.com/books/book-series/handbook-of-powder-technology">Handbook of Powder Technology, 1st ed</a>. 12, Elsevier B. V. (2007).</li>
<li>Heinrich, S. Multiscale Strategy to Describe Breakage and Attrition Behavior of Agglomerates. Frontiers in Particle Science & Technology Conference, Houston, TX. , Available from: 
 <a target="_blank" href="www.aiche.org/conferences/frontiers-particle-science-and-technology">www.aiche.org/conferences/frontiers-particle-science-and-technology</a> (2016).</li>
<li>Wassgren, C. Discrete Element Method Modeling of Particle Attrition. Frontiers in Particle Science & Technology Conference, Houston, TX. , Available from: 
 <a target="_blank" href="www.aiche.org/conferences/frontiers-particle-science-and-technology">www.aiche.org/conferences/frontiers-particle-science-and-technology</a> (2016).</li>
<li>Potyondy, D. Bonded-Particle Modeling of Fracture and Flow. Frontiers in Particle Science & Technology Conference, Houston, TX, 2016. , Available from: 
 <a target="_blank" href="www.aiche.org/conferences/frontiers-particle-science-and-technology">www.aiche.org/conferences/frontiers-particle-science-and-technology</a> (2016).</li>
<li>Potapov, A. Approaches for Accurate Modeling of Particle Attrition in DEM Simulations. Frontiers in Particle Science & Technology Conference, Houston, TX, 2016. , Available from: 
 <a target="_blank" href="www.aiche.org/conferences/frontiers-particle-science-and-technology">www.aiche.org/conferences/frontiers-particle-science-and-technology</a> (2016).</li>
<li>Carson, J. Particle Attrition: The Bane of many Industrial Plants - Problems, Solutions and Red Flags. Frontiers in Particle Science & Technology Conference, Houston, TX, 2016. , Available from: 
 <a target="_blank" href="www.aiche.org/conferences/frontiers-particle-science-and-technology">www.aiche.org/conferences/frontiers-particle-science-and-technology</a> (2016).</li>
<li>Farsi, A., Xiang, J., Latham, J. P., Carlsson, M., Stitt, E. H., Marigo, M. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/320085255_Does_shape_matter_FEMDEM_estimations_of_strength_and_post_failure_behaviour_of_catalyst_supports">Does Shape Matter? FEMDEM Estimations of Strength and Post Failure Behaviour of Catalyst Supports.</a> 5th International Conference on Particle-Based methods. , Hannover, Germany. (2017).</li>
<li>Beeckman, J. W. L., Fassbender, N. A., Datz, T. E. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aic.15231/full">Length to Diameter Ratio of Extrudates in Catalyst Technology, I. Modeling Catalyst Breakage by Impulsive Forces.</a> AIChE J. 62, 639-647 (2016).</li>
<li>Beeckman, J. W. L., Fassbender, N. A., Datz, T. E. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aic.15231/full">Length to Diameter Ratio of Extrudates in Catalyst Technology, II. Bending strength versus Impulsive Forces.</a> AIChE J. 62, 2658-2669 (2016).</li>
<li>ASTM D7084-04, Standard Test Method for Determination of Bulk Crush Strength of Catalysts and Catalyst Carriers. , ASTM International. Conshohocken, PA. Available from: 
 <a target="_blank" href="www.astm.org">www.astm.org</a> (2004).</li>
<li>Beeckman, J. W. L., Cunningham, M., Fassbender, N. A., Datz, T. E. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ceat.201600550/full">Length-to-Diameter Ratio of Extrudates in Catalyst Technology: III. Catalyst Breakage in a Fixed Bed.</a> Chem. Eng. Technol. , 1844-1851 (2017).</li>
</ol>

המחברים אין לחשוף.

שבירה בידי כוחות אימפולסיבי בעקבות התנגשות: הקטנת יחס גובה-רוחב extrudate בעקבות התנגשות כנגד משטח ניתן למדוד בבדיקה טיפה מעבדה. במבחן הזה, extrudates משתחררים לעקוד, ליפול, להאיץ בשל כוח המשיכה, גם לחוות גרירה עם אויר.
השיטה שפורטו לעיל זמינה עד כה רק בספרות כפי שמתואר15,Beeckman16. עד לאחרונה, רמה גבוהה של tediousness לעשות מדידות ידניות על ידי caliper עבור מספר רב של extrudates הוא כנראה גורם מסייע בשביל זה. זמן חשיפה טמפרטורת האוויר, ומכאן לחות צריך להיות ממוזער במהלך, בין מדידות. במידת הצורך, הפרוטוקול עבור הבדיקה טיפה ייתכן שתצטרך לבצע עם הטיהור2 N או הטיהור יבש-אוויר לתוך הגליל. אחד לבחור גם לתת את הזרז equilibrate באוויר פתוח למשך הלילה לפני נטילת כל המידות לבצע איסוף לחות פחות בעיה. הפרוטוקול ואת שיטת מועסק כאן יש יתרון זה מניב במהירות את יחס הרוחב-גובה מעל 100-300 extrudates, ומכאן שנדרש רוב ההשתנות זה יכול להיות שנצפו עם דוגמאות קטנות הוכו.
זה חשוב כי extrudates עם אורך של יחס קוטר פחות מאשר אחדות להסיר מן המדגם מאז תכנת זיהוי הצורה יכול להקצות באורך וקוטר חתיכות כאלה זרז בטעות. לכן חשוב גם כדי למזער, עדיף לחסל את מספר extrudates קצר כזה. לכן, מומלץ לעבוד עם extrudates בעלות יחס גובה-רוחב גדול מספיק בתחילת הבדיקה וכדי להגביל את חומרת הפגיעה הבדיקה.
עבודה בעתיד, מנקודת מבט מהותי, זה יהיה מאוד מעניין ללמוד ההתנגשות של extrudates יחיד כפונקציה של אורך שלהם, כפונקציה של גובה טיפה, כפונקציה של זווית הפגיעה, כפונקציה של תנע זוויתי להזכיר j רק כמה משתנים. על שבירה, זה יהיה מעניין לקבוע את המיקום של surface(s) קרע לאורכו של extrudate המקורי. מתודולוגיה זו ייתכן החלים על חומרים אשר הם לא extruded אך מעדיף מתקבלים על ידי לחיצה על או על כדורי כדורית ולכן ייתכן יישומים עבור תעשיית התרופות, תעשיית המזון.
שבירה בשל הלחץ במיטה קבועים השיטה שפורטו לעיל זמינה עד כה רק בספרות כפי שמתואר Beeckman18. כוח למחוץ בתפזורת, חשוב לעקוב בתקן הפועלים הפרוטוקול כפי שמתואר בספר ASTM D7084-0417 מסיבה של הדיר.
זמן חשיפה טמפרטורת האוויר, ומכאן לחות צריך להיות ממוזער במהלך, בין מדידות. במידת הצורך, הפרוטוקול ייתכן שתצטרך לבצע בקופסת הכפפות עבור היישום של כוח למחוץ בצובר.
כמו במקרה של התנגשות, מתודולוגיה זו ייתכן גם שתגלה הישימות לחומרים לא extruded אך מעדיף מתקבל על ידי לחיצה לטופס גלולה או כדורי שלג שהושג באמצעות טפטוף או פרור.

ייצור הזרז הוא עמוד השדרה התומכת בתעשייה הפטרוכימית, תעשיות נלוות. זרזים מסחרי, לראות Le עמוד1, הם בדרך כלל extruded לפי מתכונים השמור היטב סודות מסחריים או כי פטנט שיטות הייצור. Catalyst טיפוסי מידות נע בין 1 מ מ כ- 5 מ"מ קוטר ובאים במגוון צורות כמו גליל, trilobe או quadrulobe יחד עם מגוון רחב של מקביליהם חלול. בעוד הקוטר של חתך הרוחב של זרזים מעוקם נשלטים לעיתים קרובות מאוד גם, אורך extrudates בודדים יש את Gaussian יותר כמו הפצה ו המרחק בודדים בדרך כלל בטווח שבין כמעט שווים קוטר אחד לכמה קטרים. יוצאת דופן היא זרזים עם הבלטה של קוטר גדול מספיק, המאפשר להם להיות חתוך כשהם יוצאים הפנים למות, ויש אלו הדוק יותר התפלגות אורך הרבה. ההתפלגות באורך 1 ממ ' קטן עד 3 מ מ קוטר extruded זרזים האופייניים לתעשייה הפטרוכימית מתקבלים בדרך כלל על ידי שבירה טבעי או מאולץ שבירה בהתאם כוחם מהותי.
Le עמוד1, וודקוק2, Bertolacini3, וו4 ו Li5 מראים מאפיינים זרז טיפוסי המורכבות של המדידות כוח. מדדים טיפוסי בספרות, בהגדרות מסחרי מהווים כוח למחוץ הממוצע של extrudates יחיד, הנפח לרסק כוח. שני מאפיינים נמצאים בשימוש כדי לשפוט אם זרז יש כוח מספיק כדי לשרוד את טעינת ולהשתמש בתהליכים. לעתים קרובות גם מבחן התשה נוסף כדי לשפוט את ההתנגדות התשה זרז בתהליך. למרות מסד נתונים גדול מאוד קיים בצמחים מסחרי על הזרז כוח ושימוש, מידע זה נגיש רק לעתים נדירות בספרות פתוח. כמו כן, רבים מהמתכונים זרז אד הוק, הוקמו לאחר הרבה ניסוי וטעייה. הדגמים של היבט זה של זרז הייצור הוא עדיין מאתגר בלשון המעטה.
חלה כאן הוא הכוח flexural של הזרז המתקבל מדידה של המודולוס אוילר-ברנולי של קרע אשר מתקבל בדרך כלל בבדיקה כיפוף 3 נקודות. Li6 ו סטאוב7 תגובה על הכוח flexural של זרזים אבל העבודה שלהם נעשית על extrudates בקוטר גדול יחסית, אין יישום ישיר ניתנת דגם זרז שבירה. הכוח flexural לעיתים רחוקות נמדדים וישנה דיווחו בספרות לגדלים זרז מסחרית טיפוסית. עוד יותר, הכוח flexural לעתים קרובות אינו מוחל להדרכה בייצור זרז
מדידה, מידול הנזק של זרזים במהלך בייצורו או במהלך השימוש בו התהליך קשה. לעיתים קרובות האורך extrudate זרז יחס הקוטר הוא המודל מבוסס על שיטות אמפירי ולקישורה כוח באמצעות חוקים כוח, עם זאת, זה במקרים רבים עדיין יש רכיב אד הוק חזקה. Bridgwater8 מספק סקירה מקיפה של חלקיקים שבירה בשל ההטיה אבל אורך extrudates יחס קוטר מחוץ לטווח מסחרי של extrudates שבהם דן מאמר זה. שיטות רכיב דיסקרטית (DEM) ושיטות סופיים (FEM) עכשיו משמשים גם כדי לחקור שבירה של גרגירים, שיטות אלה לגשת לבעיה ברמה הבסיסית. ההפניה ניתנת היינריך9, Wassgren10, Potyondy11, Potapov12, קרסון13ופרסית14 לפרטים על גישה זו. השיטות והטכניקות המועסקים במסמך זה לנסות לשפר את מידול זרז שבירה בעקבות התנגשות באמצעות החוק השני של ניוטון כדי לקבוע את כוח ההשפעה ואיזון זה עם הכוח לידי המודולוס אוילר-ברנולי של קרע. לשבירה על ידי מתח טעינה מיטה קבוע, איזון של עומס כוח ומיטה flexural כוח מוחל, זה מאפשר לחזות את יחס הגובה-רוחב של המיטה כפונקציה של העומס. חשוב מאוד הן שיטות מדידה עצמן עליך להחיל תחת תנאים מבוקרים היטב, היבט זה נמצא כאן, מאמר מפורט באופן מקיף. למשל, ידוע כי הכוח זרז חזק מושפעת על ידי טיפול חום שמוחל וכן על ידי לתנאי השימוש כאשר הזרז יכול להרים לחות. טיפול תרמי שהטמפרטורות בדרך כלל לחזק את הזרז בזמן איסוף לחות גבוהה בדרך כלל מחליש אותו. זה, לכן, חשוב כי העוצמה נמדדת על פי זרז שראתה את היחס הראוי של חום, כי הלחות הוא נשלט שם הוא הכרחי כדי להפוך אותו נציג לשימוש של הזרז גם במהלך בייצורו או במהלך השימוש בתהליך. מעט מצוי בספרות במיוחד מודד, מודלים של יחס קוטר אורך extrudates זרז האופייניים לתעשייה הפטרוכימית. לאחרונה,15,Beeckman16 השתמשה כוח כיפוף של הזרז לחזות כפייה שבירה של זרזים בשל ההתנגשות ושביר טבעי. כאן ניתנת תשומת לב מסוימת יחס הגובה-רוחב זרז (L/D) אשר מוגדר של הממוצע החשבוני של האורך עד קוטר יחסי extrudates בודדים catalyst ב מדגם מייצג. ניסיוני בשיטות המתוארות בזאת פשוטים יחסית ומאפשרים ללמוד ולהשוות מדידות ניסיוני עם טיפולים תיאורטית ביסודה.
המודולוס של קרע (מור) של הזרז הוא מידת עוצמתה כיפוף. לאונרד אוילר, דניאל ברנולי התפתחה הגישה תיאורטית קול הראשונה התנהגות אלסטי, חוזק קרע פנימה 1750's. איור 1 מראה סכימטי של הבדיקה כיפוף ואת הכוח קרע Fr. לתיק ספציפי של extrudate גלילי, המודולוס של קרע ניתן לחשב:
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/57163/57163eq1.jpg">(1)
איפה σ נקרא המודולוס של קרע והוא בעל מידות מתח (Pa). ד עומד על הקוטר של extrudate בעוד w הוא המרחק בין שתי נקודות תמיכה. ה- s משתנה הגורם צורה, שווה ל- 8/π על גליל. לקבלת הסבר מקיף של כוחות, מדגיש בהישג יד במהלך הניסוי גם איך להתמודד עם שונה חתך הרוחב מעצב את ההפניה ניתנת Beeckman16. באופן ספציפי, הוא הלחץ מתיחה-קרע בניצב להפנות את חתך של extrudate, הממוקם סיבים קיצוני באמצע בין שתי הנקודות תמיכה. 
התנגשות של extrudate עם משטח, מציג Beeckman15 asymptotes שני קיים לגבי יחס הגובה-רוחב extrudate. אסימפטוטה הראשון נקרא באופן כללי∞ נגיש על השפעות רבות חוזרות ונשנות. התנהגות אסימפטוטית זו מובנת בקלות מאז, לאחר שבירה בעת התנגשות, זרזים קצר יותר יש פחות מומנטום וניסיון ולכן פחות כוח בעת הפגיעה. במקביל, זרזים קצר גם דורשים יותר כוח כדי לשבור מנקודת מבט של מומנט כוח ומכאן הזרז צפוי להגיע באופן כלליאסימפטוטית יחס∞ על השפעות רבות. אסימפטוטה השני נקרא באופן כלליα הוא הגיע לאחר השפעה יחיד, כאשר extrudates מבוטלות שאינן ארוכה דיה. Extrudates ארוך ויש באופן פרופורציונלי יותר תנופה הפסקה על ההשפעה הראשונה בכמה מקומות לכל אורכם ומגיעה ההתנגשות פוסט יחס גובה-רוחב של אסימפטוטה השני המיועד באופן כלליα. שני asymptotes ניתן למצוא על ידי רגרסיה של נתונים התנגשות המודדים יחס הגובה-רוחב כפונקציה של מספר השפעות חוזרות ונשנות מן:
<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/57163/57163eq2.jpg">(2)
כאשר באופן כללי0 הוא יחס גובה-רוחב הראשונית ובאופן כלליj הוא יחס הגובה-רוחב אחרי j טיפות. הפרמטרים באופן כללי∞ וגם באופן כלליα יש משמעות פיזית-מכני אשר קשור לחומרת הפגיעה והעוצמה של הזרז. יכולים להיות מגוונים את חומרת הפגיעה על ידי שינוי הגובה טיפה למרות ירידה גדולה לגבהים הזרז מתקרבת למהירות ומכאן לחומרת התאזן. בדיוק.
חלקיק לאורכה של חלקיקים בקוטר הן תכונות חשובות של הזרז במהלך ייצור שלה ולהשתמש. הגודל והצורה של חלקיקי הזרז גם קביעת הגורמים המאפיינים האריזה שלהם ולהשפיע על הירידה בלחץ לרוחב המיטה זרז. ימים קודם לכן, מאפיינים אלה לעיתים קרובות נמדדו ביד וזה הליך מייגע מאוד. עכשיו, מאפיינים אלה ניתן בקלות לקבל הראשון שטיחות סריקה מדגם גדול של זרז extrudates. לאחר מכן, imaging התוכנה משמשת כדי לקבוע את גודל החלקיקים בודדים. דבר זה מאפשר מספר רב של חלקיקים לנתח במהירות ובדייקנות, ראה Beeckman15. מערכות אלו מכוונים לזהות ביעילות למדוד חלקיקים בקוטר בטווח של 0.8 עד 4.0 מ"מ ועם אורכי שניתן זמן במספר קטרים. שיטה זו משתמשת תצוגה "מלמעלה למטה" של הזרז ותשואות ולכן קוטר "אופטי". לקבלת צורות מסוימות, עליך ללחוץ טיפול כאשר משווים את הקוטר אופטי עם קוטר ערכים לקבוע ידנית עם מחוגה.
המבחן כוח למחוץ בתפזורת עבור זרזים ונושאי זרז, ASTM D7084-0417 הסעיפים הינה שיטת המבחן הסטנדרטי המקובל. הזרז טעון בתא גלילי, לחץ (stress) חלה בדרך כלל בטווח kPa 5-1, 000 ומותר לו equilibrate. לאחר כל נקודה לחץ, הזרז מתבטלת. הקנסות זרז מוקרן מן המדגם זרז, שקל בעוד עיקר המדגם הזרז הוא riffled כדי לקבל מדגם מייצג כדי למדוד במדויק את יחס הגובה-רוחב. בעוד ההליך מבחן כוח התאהבות רגילה בתפזורת נוסטלגית כמות הקנסות אשר נוצר על מנת להעריך את חוזק זרז, כתב יד זה נוסטלגית ההפחתה של יחס הגובה-רוחב לאחר שבירה כפונקציה של העומס, ראה גם Beeckman18 .

<table><tbody><tr><td>מודול קרע (MOR)</td><td>INSTRON</td><td>דגם 5942 שולחן עמודה</td><td></td>אחת</tr><tr><td>מודול קרע (MOR)</td><td>INSTRON</td><td>10 תא עומס</td><td></td>ניוטון</tr><tr><td>מודול קרע (MOR)</td><td>INSTRON</td><td>50 תא עומס</td><td></td>ניוטון</tr><tr><td>מודול קרע (MOR)</td><td>מסנן תוכנה</td><td></td>INSTRON <td>BLEUHILL 3</td></tr><tr><td>מסנן</td><td></td> <td>VWR</td><td>BUCHNER</td></tr><tr><td>יחס גובה-רוחב (ממוצע L / D)</td> <td>EPSON</td><td>PERFECTION V700 PHOTO INSTRUMENT</td><td></td></tr><tr><td>Software</td><td>CASCADE DATA SYSTEMS</td><td>ALIAS 3-4 SOFTWARE</td><td></td></tr><tr><td>Riffling</td><td>HUMBOLDT MFG. Co</td><td>SPINNING RIFFLER</td><td></td></tr><tr><td>Riffling</td><td>HUMBOLDT MFG. Co</td><td>RIFFLE -TYPE SAMPLE DIVIDER</td><td></td></tr><tr><td>מסך מסננת</td><td>VWR</td><td>US MESH מסננת, # 16</td><td></td></tr></tbody></table>

שבירה extrudate זרז נבואה על סמך המודולוס של קרע

Predicting Catalyst Extrudate Breakage Based on the Modulus of Rupture

חוזק מכני רב, זרזים מעוקם, שלהם שבירה טבעי או מאולץ או התנגשות כנגד משטח או על ידי עומס compressive במיטה קבועים הם תופעה חשובה בטכנולוגיית זרז. חוזק מכני רב, הזרז נמדד כאן על ידי כיפוף שלה כוח או כוח flexural. טכניקה זו היא חדשה יחסית מנקודת המבט של החלתה זרזים מסחרי בגדלים טיפוסי בתעשיית. Catalyst שבירה על ידי התנגשות כנגד משטח נמדד לאחר ירידה של extrudates באוויר הסביבה בתוך צינור אנכי. לכימות את כוח ההשפעה נעשית באופן תיאורטי, על-ידי החלת החוק השני של ניוטון. מדידה של זרז שבירה בשל הלחץ במיטה קבועה נעשית בעקבות הליך רגיל של הבדיקה כוח למחוץ בצובר. הרומן כאן הוא המוקד על מדידת הקטנת אורך extrudates יחס קוטר כפונקציה של המתח.

שבירה על ידי התנגשות: כדי לתת לקורא מושג על המורכבות של השפעה של extrudate על גבי משטח, חשבו להיות מועיל לספק כמה תמונות בזק במהירות מסגרת הגבוה ביותר היה לנו זמין בזמנו (מסגרות לשנייה 10,000). איור 2 מציג צילום במהירות גבוהה כל כך, לוכדת את שבירת extrudates בודדים כפי הם משפיעים משטח פוליקרבונט. משטח זה יש יתרון נוסף כי זה מראה הגישה של extrudate לפני להשפיע על ידי השתקפות מעל פני השטח ומאפשר להגדיר בבירור את המופע של איש הקשר. משך הזמן של הנזק על ידי ההשפעה נראה פחות מ- 10-4 s בזמן ההשפעה המלאה ההיסטוריה מראה להיות מורכב מאוד. כוחות שחווים extrudate כפונקציה של זמן במהלך ההתנגשות הם מחודדים מאוד לא סדיר. ההאטה הממוצע כהגדרתו את מהירות ההשפעה על הזמן קשר הוא רק הערכה גסה של מה שקורה. כאשר מוכפל המסה של extrudate זה שוב רק הערכה גסה של הכוח.
באופן כללייחס הגובה-רוחב אסימפטוטית∞ נקבע על 25 סוגי זרזים שונים, המאפיינים שלהם מקבלים Beeckman16. מודל פרמטר באופן כללי∞ עבור כל זרז התקבל על ידי רגרסיה ליניארי באמצעות הציוד (2) שמוצג במבוא.
איור 3 מראה הפחתת יחס הגובה-רוחב של זרז טריים טיפוסי מאותה אצווה זרז ירד שוב ושוב מ בגבהים שונים. רצף זה מראה בבירור את הקו-יציאה לכיוון יחס הגובה-רוחב אסימפטוטית, באופן כללי∞ עבור שחרור שונים הייטס כלומר. severities שונות. Beeckman16 מראה כי ההבדל יחס גבהים ירידה גדולה הופכת לקטנה קטנות יותר עקב לגרור את טמפרטורת האוויר בסתיו אשר מאט את התאוצה של extrudates ומגיע לבסוף למהירות על ירידה גדולה הגולן. זה הוצג גם extrudates בצע של-הפסקה החוק השני סדר, מה שמסביר את צורת העקומה מגמה של יחס הגובה-רוחב עם מספר טיפות רצופים. איור 4 מראה על היחס של הזרז אותו כמו איור 3 אבל עכשיו מתחילה עם הגדילים זרז רב בחר לאחר השפעה בודד (כל נקודת נתונים מופק extrudate יחיד). הסמלים מוצק מייצגים ממוצעים של יחס הגובה-רוחב עבור כל קבוצה של גדלים. זה מראה הנוכחות של השני אסימפטוטה באופן כלליα וגם הערכה של הבר שגיאה המעורב כאשר אורך קוטר יחס מתקבל מספר מוגבל מאוד של extrudates.
ניתן למצוא את כוח אימפולסיבי שפועל על extrudate בזמן ההתנגשות על-ידי החלת החוק השני של ניוטון. הוא הראה כי- באופן כלליאסימפטוטית יחס∞, לבין הכוח קרע לכוח אימפולסיבי מוביל המתאם הבא:
<img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/57163/57163eq3.jpg">(3)
עם הקבוצה שהוא מנורמל שניתן על-ידי:
<img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/57163/57163eq4.jpg">(4)
איפה σ, ענבל, p, D ו- g הם בהתאמה המודולוס זרז של קרע, הגורם צורה זרז, צפיפות זרז, הקוטר זרז את תאוצת הכובד. חומרת הפגיעה S∞ שהוא מנורמל ניתן לבטא:
<img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/57163/57163eq5.jpg">(5)
איפה v שמהירות פגיעה, Δt הוא משך התנגשות ו- C היא גורם אינטראקציה התנגשות. זה עוד יותר הוכיח כי עבור סכום כולל של 25 זרזים גודל שונים, צורה והרכב כימי שנבדקו בתיבה הנפתחת מבחן זה קירוב ראשון, הקבוצה <img alt="Equation 5b" src="/files/ftp_upload/57163/57163eq5b.jpg"> הוא בעצם קבוע.
שבירה על ידי מתח במיטה קבוע: חמש זרזים שמוצג בטבלה 1 נחקרות עם המבחן למחוץ בתפזורת עבור לחצים שונים. מתחת לחץ מסוים, כאן בשם הלחץ קריטית, אין שינוי מהותי מתרחשת יחס זרז של המיטה. ברגע הלחץ עולה מעל ערך קריטי זה, extrudate הזרז מתחיל לשבור, יחס הרוחב-גובה המיטה מתאימה באופן טבעי עד הכוח flexural של המיטה שוב מסוגל לעמוד הלחץ יישומית. דוגמה של השוואת תוצאות הניסוי ותוצאותיו החזוי מוצגים באיור5. הערכים החזויים מוצגים העקומה מוצק ולא מתקבל על ידי החל ההתחלה יחס באופן כללי0 של extrudates זרז הנותרים על ערך זה עד הלחץ קריטית Pc . לאחר מכן, הערך של יחס הגובה-רוחב פוחתת עם הכוח שליש השליליות של הלחץ עומס.
המתודולוגיה למצוא את עומס מקסימלי מותר עבור מיטה לעמוד בפני שבירה זרז מנצל איזון של הכוח לטעון לחוזק של המיטה זרז-קרע.
Beeckman18 מראה כי יחס הגובה-רוחב של הזרז באיזון עם הכוח העומס יכול להיות מתואר על ידי:
<img alt="Equation 6" src="/files/ftp_upload/57163/57163eq6.jpg">(6)
שבו באופן כללי הוא יחס הגובה-רוחב extrudate בזמן להיותr היא קבוצה שהוא נתון על ידי:
<img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/57163/57163eq7.jpg">(7)
Σ, איפה המודולוס של קרע, s היא הגורם צורה extrudate אותו כמו התנגשות, ו- P מייצג הלחץ. הערך עבור ענבל נקבעת על-ידי האריזה במיטה ליד המיטה חלקיקים כדי חלקיק כוח אינטראקציות, המחברים לתת ערך תיאורטי של 61/6 או כ 1.35 Ψ.
כדי לסכם, אם מצע extrudates טעון בכמויות לרסק כוח בדיקה של הלחץ ש-p מוחל, אז extrudates ישברו לאורך כל המיטה כולה תחת הלחץ יישומית P לערך הממוצע שניתן על ידי הציוד (6). ומכאן מיטה עם התחלה יחס באופן כללי0 יש לחץ קריטית Pc זה יכול לעמוד שניתן על-ידי:
<img alt="Equation 8" src="/files/ftp_upload/57163/57163eq8.jpg">(8)
<table fo:keep-together.within-page="1"><tbody>
<tr>
<td>זרז</td>
			<td>צורה</td>
			<td>D, קוטר</td>
			<td>באופן כללי0 , יחס הראשונית</td>
			<td>s, גורם צורה</td>
			<td>Ρ, צפיפות</td>
			<td>מור Σ</td>
			<td>Pc, מתח קריטי</td>
		</tr>
<tr>
<td></td>
			<td></td>
			<td>m</td>
			<td>(-)</td>
			<td>(-)</td>
			<td>kgm-3
</td>
			<td>MPa</td>
			<td>kPa</td>
		</tr>
<tr>
<td>A</td>
			<td>QUADRULOBE</td>
			<td>1.43E-03</td>
			<td>3.18</td>
			<td>2.20</td>
			<td>1250</td>
			<td>0.81</td>
			<td>27.9</td>
		</tr>
<tr>
<td>B</td>
			<td>גליל</td>
			<td>9.50E-04</td>
			<td>5.92</td>
			<td>2.55</td>
			<td>750</td>
			<td>1.38</td>
			<td>6.4</td>
		</tr>
<tr>
<td>C</td>
			<td>גליל</td>
			<td>8.30E-04</td>
			<td>7.48</td>
			<td>2.55</td>
			<td>1870</td>
			<td>2.83</td>
			<td>6.5</td>
		</tr>
<tr>
<td>D</td>
			<td>TRILOBE</td>
			<td>2.89E-03</td>
			<td>2.28</td>
			<td>2.28</td>
			<td>970</td>
			<td>0.76</td>
			<td>69.3</td>
		</tr>
<tr>
<td>E</td>
			<td>גליל</td>
			<td>1.55E-03</td>
			<td>3.54</td>
			<td>2.55</td>
			<td>נה</td>
			<td>1.37</td>
			<td>39.7</td>
		</tr>
</tbody></table>טבלה 1: זרזים והמאפיינים שלהם המועסקים עיקר ריסוק המחקר. טבלה 1 מציגה את המאפיינים זרז ולרסק מתח נגזר מאפיינים המאפשרים לחשב הקטנת יחס בזמן הדחיסה בכמות גדולה כוח מדידה. מ. ואח 2017 Beeckman18
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57163/57163fig1.jpg"> איור 1 : 3 נקודות כיפוף זרז Extrudate על ידי כוח חיצוני פ ייצוג סכמטי של הזרז ואת המיקום של הכוח חלה באמצע שתי נקודות תמיכה מצפני המודולוס של קרע. הכמות של כיפוף היא מוגזמת מאוד. על פי תורת האלסטיות, הלחץ צירית compressive בחלק העליון של extrudate והוא הלחץ צירית מתיחה בחלק התחתון של extrudate. ומכאן יש ציר עם לחץ אפס, זה נקרא את centroid. כאשר הלחץ מתיחה בחלק התחתון מגיע חוזק מתיחה של החומר או מודולוס של קרע, extrudate הפסקות סיבים קיצוני ממוקם בתחתית מאוד והפצת מהר מאוד להשלמת extrudate כשל. חיבור מקורי Beeckman. ואח 2016 16. <a href="/files/ftp_upload/57163/57163fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57163/57163fig2.jpg"> איור 2 : השפעת Extrudates על פני השטח פוליקרבונט ריק. צילום במהירות גבוהה מציג רצף של שני impingements extrudate זרז כנגד משטח פוליקרבונט. פרחה ms 0.1 אחד מהשני... חיבור מקורי Beeckman. ואח 2016 16. <a href="/files/ftp_upload/57163/57163fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57163/57163fig3.jpg"> איור 3 : היחס כפונקציה של גובה טיפה ואת המספר של השפעות. יחס גובה-רוחב כפונקציה של גובה ירידה או חומרתה ואת המספר של השפעות. גבהים טיפה גבוה, יחס הרוחב-גובה אסימפטוטית משתנה רק מעט מאז extrudates להגיע למהירות שלהם. חיבור מקורי Beeckman. ואח 2016 15. <a href="/files/ftp_upload/57163/57163fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57163/57163fig4.jpg"> איור 4 : יחס אחר טיפה 1 של זרז A עם יחס רוחב-גובה הגדול הראשונית- יחס גובה-רוחב אחרי טיפה אחת extrudates בעלות יחס גובה-רוחב גדול לפני המסירה. עבור extrudates ארוך כזה, אסימפטוטה השני הופך לגלוי בפשטות אפילו בנוכחות שגיאה ניסיוני משמעותי בגלל מספר מוגבל של extrudates בשימוש. חיבור מקורי Beeckman. ואח 2016 15. <a href="/files/ftp_upload/57163/57163fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57163/57163fig5.jpg"> איור 5 : זרז יחס לעומת עומס הלחץ על הזרז א הפחתת יחס הגובה-רוחב כפונקציה של מתח טעינה יישומית במדידה כוח למחוץ בצובר לפי שיטת ASTM D7084-04. יחס הגובה-רוחב נשאר קבוע עד הלחץ קריטית whereafter הזרז שברים קטנים ו קטן הערכים כפי מגביר הלחץ. כל נקודת נתונים הוא מידה נפרד עם זרז טריים מן ההתחלה. מ. ואח 2017 Beeckman18<a href="/files/ftp_upload/57163/57163fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>

כאן אנו מציגים פרוטוקול למדוד המודולוס של קרע של זרז מעוקם ואת הנזק של זרז אמר extrudates על ידי התנגשות כנגד משטח או דחיסה במיטה קבוע.

שבירה Extrudate זרז נבואה על סמך המודולוס של קרע

The mechanical strength of extruded catalysts and their natural or forced breakage by either collision against a surface or by a compressive load in a ...

המטרה הכוללת של מתודולוגיה זו היא למדוד את חוזק כיפוף הזרז האקסטרודייט ולחזות עד כמה זרזים מתנגדים לשבירה הנגרמת על ידי התנגשות עם משטח או מתח במיטה קבועה. במקור הייתה לי מחשבה שאולי כוח הקרע במצב כיפוף הוא האורך המתאים כדי לקשר את חוזק הזרז לחומרת הטיפול בזרז כדי לתאר שבירת זרז. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שהיא מודדת כיצד שחול זרז מחזיק מעמד עד שבירה בסימולציות כמותיות של אירועים בחיים האמיתיים.טכניקה זו מודדת במדויק את יחס האורך לקוטר של זרז ולכן מודדת כמותית את מידת השבירה הנגרמת מהתנגשויות או מתח. ניתן ליישם את הערכת השיטה הזו של עמידות מוחצנת לשבירה במיטות קבועות גם על צורות אחרות כגון זרז כדורי. קשה לקבוע את חוזק הכיפוף של שחול ללא תמונות בגלל אזורי הלחץ השונים במהלך הכיפוף.כדי להתחיל בהליך, השג לפחות 30 שחול זרז על ידי העלאת דגימת זרז מעניינת שטופלה תרמית כראוי. לאחר מכן הפעל וכייל את מסגרת בדיקת הכיפוף. חבר תא עומס של 10 ניוטון למסגרת בדיקת הכיפוף.לאחר שמסגרת הבדיקה מוכנה לשימוש, בחר מהירות סדן של 0.2 מילימטרים לשנייה וטווח תמיכה של חמישה מילימטרים. בחר מודול קרע וכוח מרבי בכרטיסיית התוצאות. הגדר את הבדיקה כך שתסתיים כאשר כוח העומס יורד במידה מספקת כדי להצביע על שבירת שחול.מלא את כל פרטי הדגימה והדגימה הנדרשים וודא שהתוכנה מוכנה להתחיל את הבדיקה. לאחר מכן מהדקים משפך בוכנר בקוטר חמישה עד שישה סנטימטרים עם מילימטר אחד למעמד מעבדה. כוון זרם של גז חנקן כלפי מעלה דרך משפך המסנן ליצירת שמיכת גז יבשה.העבר את דגימת שחול הזרז מחומר ייבוש למסנן. לאחר מכן הרם דגימה אחת בפינצטה והנח במהירות את הדגימה על פני קורות התמיכה של מסגרת הבדיקה. מרכז את הדגימה בצורה הטובה ביותר האפשרית תוך כדי עבודה מהירה כדי למנוע איסוף לחות.התחל את הבדיקה לאחר שהדגימה נמצאת במקומה. במהלך הבדיקה ודא שהאקסטרודייט לא יתקע בין הסדן לנקודות התמיכה מכיוון שהדבר עלול לזרוק את קריאת כוח הקרע. ודא שראש הצלב חוזר למצב ההתחלה לאחר שחווה ירידה של 40% בכוח העומס.נקה את אזור הדגימה והתומכים בעזרת מברשת רכה לפני הנחת דגימה נוספת על התומכים. כאשר הדגימה החדשה נמצאת במקומה, לחץ על הבא בתוכנה כדי להתחיל את הבדיקה הבאה. לאחר שכל הדגימות נמדדו בדרך זו, סיים את הבדיקה כדי לקבל את הדוח שנוצר אוטומטית של מאפייני חוזק החול.כדי להתחיל בהליך מדידת יחס הגובה-רוחב, ריפף דגימת זרז מעניינת לגודל מייצג של 50 עד 250 חלקיקים. מסננים בעדינות את הדגימה כדי להסיר חלקיקים עם יחס אורך לקוטר של פחות או שווה לאחד. לאחר מכן נגב את זכוכית הסורק במטלית מיקרופייבר כדי להסיר אבק או פסולת.הנח דף שקיפות נקי על משטח הזכוכית של הסורק. מחלקים באופן אקראי את האקסטרודיטים על פני השקיפות בתוך שטח מלבני של לא יותר מ -10 סנטימטרים על 20 סנטימטרים. השתמש בפינצטה כדי להפריד חלקיקים במגע זה עם זה או כדי להעביר חלקיקים לאזורים פתוחים יותר.סגור את מכסה הסורק והכן את תוכנת הסריקה והדמיית החלקיקים. סרוק את החלקיקים וסקור את התוצאות כדי לוודא שכל החלקיקים במידות ובמיקום המתאימים כלולים בסריקה. לאחר שהסריקה משביעת רצון, שמור את התוצאות ורשום את הקוטר הממוצע, האורך הממוצע ומספר החלקיקים.לפני בדיקת הנפילה מדוד את יחס הגובה-רוחב של מדגם של כ-50 דגימות שחול זרז כמתואר קודם לכן. כדי להתחיל בבדיקה, הרכיבו צינור טיפה עם לוחית התנגשות ומחבת התאוששות עשויה נירוסטה מסוג 316. השאירו פער של סנטימטר אחד בין הצינור לצלחת ההתנגשות.הגדר את גובה פריקת מזין הרטט בהתאם לאורך צינור הנפילה ומרכז את יציאת יורה המזין מעל צינור הטיפה. מדוד ורשום את גובה צינור הנפילה כמרחק האנכי מנקודת השחרור של מזין הזרז ללוחית ההתנגשות. לאחר מכן טען את הדגימה לתוך הופר ההזנה.הגדר את תדר המזין ל-250 הרץ או פחות. עקוב אחר לוחית ההתנגשות והתאם את קצב הפריקה לפי הצורך כדי להבטיח שהאקסטרודיטים לא ייפלו זה על גבי זה. אפשר לכל דגימה ליפול בחופשיות לתוך צינור הטיפה, אחת אחת.לאחר מכן כבה את המזין והעביר את החלקיקים מתבנית ההתאוששות למסננת. מסננים בעדינות את הדגימה כדי להסיר את ממצאי הזרז. מדוד את יחס הגובה-רוחב לאחר ההתנגשות של המדגם.חזור על בדיקת הנפילה ומדידות יחס הגובה-רוחב עד 10 פעמים בדרך זו. השווה את התוצאות למדידות ראשוניות. כדי להתחיל בהליך בדיקת ריסוק בתפזורת, מלא מיכל דגימה מזופת עד שעלה על גדותיו עם דגימה מייצגת המתקבלת על ידי ריפול של זרז שטופל בחום כראוי.השתמש בקצה ישר ממתכת כדי ליישר בזהירות את הדגימה מבלי לארוז יתר על המידה את מצע החלקיקים שהתקבל. רשום את מסת הדגימה בכוס. לאחר מכן הנח את הדגימה בבלוק עומס ובמכלול בוכנה.הנח בעדינות את בלוק העומס על גבי הדגימה וודא שהשחול לא יימעך. הנח את מיסב כדור ההרכבה במרכז בלוק העומס. בהנחיית מפלס נגר, כוונן את זרוע הנעילה כך שתהיה מפולסת מעל מיסב הכדור בגובה המתאים.נעל את הזרוע במקומה. ודא שווסת הלחץ מוגדר כראוי עבור דגימת הזרז. ודא ששסתום הדימום פתוח ושסתום הלחץ סגור.לאחר מכן סגור את שסתום הדימום ופתח את שסתום הלחץ. עקוב אחר המכלול כאשר בלוק העומס עולה ללחץ שנקבע. אפשר לדגימה להתאזן בלחץ שנקבע למשך 60 שניות.לאחר מכן סגור את שסתום הלחץ ופתח את שסתום הדימום כדי לשחרר את הלחץ. לאחר שבלוק העומס חזר למקומו המקורי, פתח את זרוע הנעילה והסר בזהירות את מיסב הכדור ואת בלוק העומס. מדוד ורשום את הכניסה של הדגימה.מסננים בעדינות את הדגימה על מיכל רחב כדי לאסוף את ממצאי הזרז. מדוד את יחס הגובה-רוחב של בדיקת הריסוק של דגימת הזרז ורשום את כמות ממצאי הזרז שנאספו. צילום מהיר של שחול זרז הפוגע במשטח פוליקרבונט מצביע על כך שזמני הפגיעה ומכאן הכוחות שחווה האקסטרודייט במהלך הפגיעה כפונקציה של זמן הם דוקרניים ולא סדירים.יחס הגובה-רוחב של דגימות זרז שעברו בדיקות נפילה חוזרות ונשנות, התקרב במהירות ליחס הגובה-רוחב האסימפטוטי עבור השפעות מרובות עבור אותו זרז. ההבדל ביחס הגובה-רוחב הפך קטן יותר בגבהי נפילה גדולים יותר, מה שמצביע על כך שהאקסטרודיטים משפיעים במהירות הסופית שלהם או קרובה אליה. בדיקת טיפה בודדת של extrudates עם יחסי גובה-רוחב גדולים הראתה בבירור את יחס הגובה-רוחב האסימפטוטי עבור טיפה אחת של extrudates ארוכים עבור אותו זרז.בדיקות ריסוק בתפזורת הצביעו על כך ששחול הזרז החל להישבר רק לאחר שהושג לחץ קריטי, ובשלב זה יחס הגובה-רוחב ירד עם עליית הלחץ. הקשר בין יחס הגובה-רוחב ההתחלתי ללחץ הקריטי תואר אז במונחים של מודול הקרע, גורם הצורה האקסטרודיאט ותכונות המיטה. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח לגבי הגדלת הזרז ומאפשרת העברת טכנולוגיה ממעבדה למפעלים מסחריים לגבי יחס האורך לקוטר של זרזים.לאחר שליטה, הטכניקה למדידת מודול הקרע יכולה להיעשות תוך 10 עד 15 דקות אם היא מבוצעת כראוי. בזמן שאתה מנסה הליך זה, זכור ללחוץ על הזרז כדי לבחור מדגם מייצג. לאחר צפייה בסרטון זה אתה אמור להבין היטב כיצד למדוד את יחס הגובה-רוחב של הזרז, מודול הקרע והשבירה על ידי התנגשות ולחץ.אל תשכח שעבודה עם החומרים והציוד המוצגים כאן עלולה להיות מסוכנת. תמיד יש להשתמש בציוד הגנה אישי מתאים להליכים אלה.

predicting-catalyst-extrudate-breakage-based-on-the-modulus-of-rupture

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

בדיקת Microtensile לסביבה מבוקרת של nanocomposites הפולימר מכאני-מסתגל ל<em&gt; לשעבר vivo</em&gt; אפיון

המתודולוגיה רומן מוצגת לסנתז ואלסטומרים נוזליים-גבישים עיקרי שרשרת התכנית באמצעות מונומרים מתחילים זמינים מסחרי. מגוון רחב של נכסים טרמומכני היה מותאם על ידי התאמת כמות crosslinker, תוך ביצועי actuation היו תלויים בכמות של מאמץ ליישם במהלך תכנות.

סינתזה של אלסטומרים נוזליים-גבישים לתכנות ראשי-שרשרת באמצעות תגובת תיאול-acrylate שני שלבים

מוצג פרוטוקול לאפיון ריאולוגי חזק ורלוונטי ליישום של תרחיפים מרוכזים מאוד. משחות כסף המשמשות ליישום הדפסת מסך בייצור תאים סולאריים משמשות כמערכות מודל.

אתגרים ראולוגיות אפיון השעיות מרוכזות מאוד - מקרה עבור משחות כסף הדפסת מסך

המטרה העיקרית של המחקר היא לפתח פרוטוקול להכין דגימות עקבית עבור בדיקות מכניות מדויק של חוזק גבוה קופולימר ארמיד סיבים, על ידי הסרת ציפוי disentangling גדילים סיבים בודדים מבלי להציג משמעותית השפלה כימיים או פיזיים.

Disentangling חוזק גבוה קופולימר ארמיד סיבים כדי לאפשר קביעת תכונות מכניות שלהם

מחקר זה מתאר סינטטי מסלולים עבור המסתיימת ב- aminopropyl polydimethylsiloxanes וסופולימרים polydimethyl-מתיל-phenyl-siloxane-בלוק ועבור אלסטומרים רכים מבוססי ששינינו אוריאה (PSU). הוא מציג את היישום של Psu כמו אדיב של העדשה תוך-עיני. גם מתוארת שיטה הערכה עבור במבחנה cytotoxicity.

סינתזה של ששינינו רך-אוריאה אלסטומרי ליישום עדשה תוך-עיני

אנו מציגים את התפוקה הגבוהה כוח המתיחה שיטת המציא עם גומי סיליקון (PDMS). העיבוד החדשני הזה מתאים ללימוד שינויים פיזיים בתהליך ביולוגי ומחלות בתהליכים ביולוגיים וביורפואיים שונים. אנו מדגימים את כלי השירות של שיטה זו על-ידי מדידת העליה התלויה של TGF-β במהלך המעבר האפיתל-למסמצ'אל.

תפוקה גבוהה המתיחה כוח מיקרוסקופ באמצעות PDMS מגלה השפעות תלויי מינון של שינוי מקדם הצמיחה-β על המעבר אפיתל-to-מעבר משנה

במחקר זה מוצג פרוטוקול המתאר את השימוש בהדמיה מכנולומינסנטית (ML) לניטור התפשטות סדקים והתנהגות מכנית במהלך בדיקות הערכת מפרקים דביקים.

הדמיה מכנולומינסנטית של התפשטות סדקים להערכת מפרקים

אנו מציעים פרוטוקול בדיקה שניתן לשלב עם שיטות אנליטיות זמינות באופן נרחב כדי להעריך את התכונות המכניות של מחברי גזירה לשימוש בתכנון לוחות קיר בטון מבודדים כדי לחזות התנהגות לוח מבודד בקנה מידה מלא.

קביעת התכונות המכניות של מחברים גמישים לשימוש בלוחות קיר בטון מבודדים

פיתחנו צינור הדמיה מכנו כדי לחקור את תכונות הרובד הטרשתי ההטרוגני, המבני והמכני. צינור זה מאפשר התאמה של הזווית המקומית הדומיננטית ופיזור כיוון סיבי הקולגן, התנהגות הקרע וטביעות האצבע המאמץ של רקמת הרובד הסיבי.

שיטה לחקר הקשר בין מבנה הקולגן המקומי לבין התכונות המכניות של רובד טרשתי ברקמה סיבית

את הטכניקות שפותחו במעבדה המותאמות אישית שלנו לבנות מערכות מיקרוגל פוטוניקה המבוססת על תהודה גלריות מצב Ultra-Q גבוהה לחישות מוצגות. הפרוטוקולים להשיג ולאפיין תהודה אלה מפורטים, והסבר של חלק מהיישומים שלהם במיקרוגל Photonics הוא נתון.

מיקרוגל Photonics מערכות המבוססות על מהודי לחישות-גלריה של מצב

למד כיצד למדוד את מודול הקרע של זרזי אקסטרודט ולחזות את עמידותם בשבירה. שיטה זו מספקת מדידות כמותיות לחוזק כפיפה ולעמידות בפני התנגשויות ולחץ במיטה קבועה.

שבירה Extrudate זרז נבואה על סמך המודולוס של קרע

גלה סרטונים נוספים