模擬方法研究蜂窩板清洗工藝

許文強(qiáng)　趙剛　張志平

摘 要：對含有有用物料的蜂窩板的清洗難度較大，為保證物料取出，須嚴(yán)格控制清洗工藝，文章針對吸附有無色透明溶液的蜂窩板，采用硝酸鈉溶解的模擬方法對清洗工藝進(jìn)行了研究，證明了此模擬方法的優(yōu)越性，使用新工藝對蜂窩板進(jìn)行清洗，可以極大減少清洗液體積，降低后續(xù)處理難度，降低實(shí)驗(yàn)成本。

關(guān)鍵詞：蜂窩板；硝酸鈉；清洗工藝

引言

在日常工作中，經(jīng)常用到蜂窩板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中蜂窩板會接觸含有有用物料的溶液，蜂窩結(jié)構(gòu)會將溶液吸附，很難排出，須用水經(jīng)過多次清洗才能洗凈。此過程會形成較大體積的清洗液，需要濃縮至一定體積方可保存，處理難度很大。清洗過的蜂窩板中殘留物料量難以確定，蜂窩板不能重復(fù)使用，提高了實(shí)驗(yàn)成本。

含有有用物料的溶液為無色透明狀，性質(zhì)與水相似，用水清洗后清洗效果難以判斷和測定，無法確定含物料溶液的殘留量。文章采用模擬的方法有效解決了上述問題，對清洗液體積、清洗次數(shù)、排液效果等清洗工藝進(jìn)行了研究。

1 實(shí)驗(yàn)原理與方法

含有溶液的蜂窩板，其清洗過程實(shí)質(zhì)上是溶液的稀釋與排出過程。由于固態(tài)硝酸鈉極易溶于水，溶解度很高，溶解速度很快，只要與水接觸便可迅速溶解，與溶液稀釋的過程極為相似。因此，文章用溶解固態(tài)硝酸鈉的方法模擬研究溶液稀釋效果。

上述方法的操作過程如下：首先使用分析純硝酸鈉固體配制近似飽和的硝酸鈉溶液，將干凈的不銹鋼蜂窩板稱重后放入溶液中充分吸附，取出后蜂窩板的小孔會充滿硝酸鈉溶液，置于干燥箱內(nèi)在100攝氏度條件下進(jìn)行烘干，水完全蒸干后即可得到粘滿硝酸鈉固體的蜂窩板。

由于硝酸鈉呈白色，使用此種方法制備的硝酸鈉蜂窩板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，清洗效果一目了然，沒有明顯白色固體殘留時(shí)才能達(dá)到較好的清洗效果。使用此種方法可以通過稱重法測定硝酸鈉在蜂窩板上的殘留量，操作簡單數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

經(jīng)過清洗的蜂窩板，其小孔內(nèi)仍會充滿溶液，不能有效排出，這是影響清洗效果和增加清洗液體積的另一原因。文章采用立式旋轉(zhuǎn)的清洗方式，減小了單次清洗液的體積，通過高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的巨大離心力可以使溶液從小孔內(nèi)有效排出，減少清洗次數(shù)。

2 實(shí)驗(yàn)裝置

文章采用滾筒洗衣機(jī)作為實(shí)驗(yàn)裝置。由于原洗衣機(jī)內(nèi)筒尺寸與蜂窩板尺寸不符，重新設(shè)計(jì)加工了內(nèi)筒，新內(nèi)筒安裝后運(yùn)動平穩(wěn)，蜂窩板可均勻擺放并固定于內(nèi)筒內(nèi)。通過各程序的空運(yùn)轉(zhuǎn)，使用轉(zhuǎn)速測速儀測定各程序轉(zhuǎn)速，總結(jié)出各程序的運(yùn)動方式，選擇合適的程序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

通過空運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)洗衣機(jī)內(nèi)進(jìn)水量低于某固定值時(shí)，無法正常運(yùn)行各程序，內(nèi)筒按固定轉(zhuǎn)速低速往復(fù)運(yùn)動，正好符合清洗時(shí)對于轉(zhuǎn)速的低速要求。溶液排出效果實(shí)驗(yàn)使用洗衣機(jī)原有脫水程序，可以實(shí)現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速下的排液效果實(shí)驗(yàn)。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

首先進(jìn)行了溶液排出效果實(shí)驗(yàn)，充滿水的蜂窩板經(jīng)過洗衣機(jī)甩干后，通過稱重法測定蜂窩板內(nèi)液體的滯留率，每種轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)驗(yàn)5次取平均值，表1是不同轉(zhuǎn)速下的滯留率均值。

由表1可以看出，旋轉(zhuǎn)排液的效果非常好，轉(zhuǎn)速增加，滯留率降低。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到800rpm時(shí)，滯留率已經(jīng)很小，通過兩次清洗和排液后，蜂窩板內(nèi)溶液滯留率將達(dá)到0.734%的平方，約為0.0054%，此時(shí)蜂窩板內(nèi)有用物料的殘留極小，蜂窩板可重復(fù)使用。形成的清洗液體積為單次清洗液體積的兩倍，得到有效控制。

清洗效果實(shí)驗(yàn)采用硝酸鈉蜂窩板模擬方法進(jìn)行，變量為單次清洗液體積，即使用不同體積的水對硝酸鈉蜂窩板進(jìn)行清洗，每次實(shí)驗(yàn)15分鐘，清洗后采用1200rpm的甩干轉(zhuǎn)速進(jìn)行排液，取出后觀察清洗效果，烘干后稱重計(jì)算滯留率。圖1是實(shí)驗(yàn)前后的蜂窩板照片，左圖是粘滿白色硝酸鈉固體的蜂窩板，右圖是清洗后的蜂窩板。

實(shí)驗(yàn)后稱重得出硝酸鈉滯留率隨清洗液體積的變化規(guī)律見圖2?？梢詫⑾跛徕c蜂窩板洗凈的最小單次清洗液體積為5升，使用4.5升或更小體積清洗時(shí)，無法將蜂窩板洗凈，可以明顯看到殘留有白色固體，滯留率數(shù)值也較高。

4 結(jié)束語

文章利用硝酸鈉溶解的模擬方法對清洗效果進(jìn)行研究，驗(yàn)證了此方法的優(yōu)越性，降低了清洗工作的操作量，準(zhǔn)確的測定了滯留率數(shù)據(jù)。確定了新的清洗工藝，使用兩次清洗，在保證清洗效果的前提下，極大的降低了清洗液體積和后續(xù)處理的難度，清洗后的蜂窩板可以重復(fù)使用，降低了實(shí)驗(yàn)成本。

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