Эффект «текучего клина»

Эффект «текучего клина» — естественный процесс самоорганизации коррелированно движущихся частиц сыпучих материалов (смеси твердых частиц вещества с воздухом и влагой) в локальной зоне, имеющей клиновидную форму.

В природе эффект можно наблюдать, например, при образовании «нагонной» волной на песчаном пляже у края воды плотной дорожки, именуемой «заплеском».

Открыт инженером Н. Е. Королёвым в 1971 году и искусственно воспроизводится для целей материального производства.

Схема действияПравить

 

Эффект «текучего клина» (фото)

 

Эффект «текучего клина» (схема)

Искусственно эффект воспроизводится следующим образом. Под постоянно качаемый на уровне верхней поверхности формы, но не заходящий в неё штамп подается материал. Каждая вновь поступающая в форму порция материала образует слой, который давит на образовавшийся ранее и вынуждает последний в свою очередь воздействовать на предыдущий. Уплотненные слои вынужденно движутся друг за другом сверху вниз, вытесняя менее плотные слои. Когда плотность нижних слоев сравняется с плотностью верхних, образуется «текучее» ядро клиновидной формы с предельным уплотнением обрабатываемого материала. Это и есть «текучий клин».

«Текучий клин» образуется только в том случае, если уплотняемая среда открыта хотя бы с одной стороны. Момент полного образования этого клина под штампом на всю глубину (до дна формы) характеризуется эффективным обратным выдавливанием материала из-под штампа в сторону незаполненной части формы и вверх. При этом выдавливаемый материал имеет вид волны.

Можно вывести образовавшуюся упорядоченную структуру в сторону, противоположную выдавливаемому избытку материала, или переместить штамп вслед за волной, не опережая её.

ПрименениеПравить

На эффекте «текучего клина» базируется технология «Русские качели» по обработке разнообразных сыпучих материалов: земли (грунта), щебня, песка, бетонных и асфальтобетонных смесей, опилок, угольной и рудной мелочи, керамических, огнеупорных, металлических порошков и др.

ЛитератураПравить

• Королёв Н. Е. Технология самоуплотнения. — Наука и жизнь, 1981, № 11, с. 28-32
• Федин Э. Куда ни кинь, везде клин. — Изобретатель и рационализатор, 1999, #10, с.7 — 8.
• Коновалов В. М. Зубкин В. Е., Королёв Н. Е. Универсальная технология. — Наука в России, 2001, № 5, с. 33-38.
• Алексеев С. Живой червяк в текучем клине. — Химия и жизнь, 2005, № 2, с.48 — 49.

СсылкиПравить

• Статья в журнале «Эксперт»