|
Отношение динамических вязкостей двух газов при любых температурах является величиной постоянной; по значению газопроницаемости, найденной, например, для воздуха комнатной температуры, может быть рассчитана газопроницаемость для любого другого газа с любой заданной температурой.
Если структура формовочной смеси не изменяется при нагреве, то соотношение величин абсолютного коэффициента проницаемости двух различных образцов будет сохраняться постоянным при различных температурах. С изменением структуры материала указанное постоянство соотношения величин абсолютного коэффициента газопроницаемости нарушается. Особенно сильное влияние оказывают на абсолютный коэффициент проницаемости значительные количества кристобалита в смеси [11]. Если структура неизменна, газопроницаемость формовочной смеси, как правило, уменьшается с ростом температуры вследствие повышения вязкости газа. Изменение вязкости газа в зависимости от температуры, согласно кинетической теории газов, объясняется увеличением скорости движения и числа столкновений молекул по мере повышения температуры. Значения для различных газов приведены в табл. 3.1. Используя зависимость вязкости газа от температуры и газопроницаемости от вязкости газа, можно определить значения газопроницаемости формовочных смесей при различных температурах. По данным А. С. Беркмана [11]. при пропускании азота через керамический материал повышение температуры от 283 до 1623 К снижает величину газопроницаемости примерна втрое, что объясняется повышением вязкости азота (см. табл. 3.2) и увеличением сети мелких разветвленных каналов. В результате повышения вязкости увеличивается трение газа о стенки пор. Одной из причин снижения газопроницаемости формовочных смесей с ростом температуры является расширение зерен кварца от нагревания, особенно при полиморфном превращении а—р, протекающем при 846 К [3]. С ростом температуры газопроницаемость формовочных смесей падает, поэтому при комнатной температуре она должна иметь достаточно высокие значения, обеспечивающие выход газов из литейной формы (рис. 3.3) [58]. При заливке металла в форму и последующем формировании отливки меняются значения газопроницаемости материала формы. В момент соприкосновения жидкого металла с поверхностью формы происходит процесс испарения воды. Пока вода полностью не испарится, температура смеси не поднимается выше 373 К. В глубинных слоях формы, имеющих температуру ниже 373 К, происходит конденсация паров воды. Так как процесс конденсации паров воды сопровождается выделением известного количества теплоты, то форма в соответствующих местах нагревается (рис. 3.4) [28]. Максимальное содержание воды и соответствующая этому минимальная газопроницаемость смеси называются критическими. Критическая газопроницаемость является одной из важных характеристик формовочной смеси, так как этот параметр определяет поведение формочной смеси при высокой температуре. |