О МЕХАНИЗМЕ ВОЛОКНООБРАЗОВАНИЯ ПРИ ЦЕНТРОБЕЖНО-ВАЛКОВОМ СПОСОБЕ ПРОИЗВОДСТВА МИНЕРАЛЬНОЙ ВАТЫ

Проблеме раскрытия механизма процесса волокнообразования посвящена серия работ отечественных и зарубежных исследователей. Хорошо известны труды А. И. Жилина, П. А. Спераитова, А. В. Тысского, И. А. Школьникова, К. Э. Горяйнова и других. Одни исследователи объясняют образование волокон предварительным расщеплением струи расплава потоком энергоносителя на отдельные части (капли), вытягиваемые затем в волокна, другие — непосредственным вытягиванием нитей из струн расплава под действием силы трения, возникающей между струей расплава и потоком энергоносителя

По мнению Г. Ф. Тобольского : «...во всех известных способах производства минеральной ваты основным фактором, без которого-невозможен процесс волокнообразовання, является не вытяжка, а распад струи на элементарные струйки и фонтанирование расплава из частиц (осколков), образующихся при соударении струй с энергоносителем. Вытяжка волокна в процессе волокнообразования играет второстепенную роль и может происходить только при относительно низких (не выше 15—45 пуаз) вязкостях расплава. Однако нельзя согласиться с тем, что струя расплава распадается на элементарные струйки. Распад струи возможен только на такие части (если они в процессе не меняют своей формы), которые допускают плотную упаковку начального объема жидкости. Если допустить, что элементарные струйки образуются из частиц (осколков) жидкости и процессе их видоизменения, то эта гипотеза ничем не отличается, от ранее известных.

Фонтанирование расплава в виде элементарных струек из слоя (струи, частиц жидкости), во-первых, не противоречит физический сущности процесса, а во-вторых, подтверждено серией экспериментальных работ в области гидромеханики по родственному классу явлений. Для полного раскрытая механизма волокнообразования следует связать фонтанирование элементарных струек расплава с процессом производства и свойствами расплава. Следует установить, почему при одних условиях наступает неустойчивость расплава, а при других— процесса образования струек не происходит. Необходимо связать диаметр и длину волокна со всеми факторами волокнообразования. Без решения этих задач утверждение об образовании волокон благодаря фонтанированию элементарных струек расплава является всего лишь гипотезой.

Для выяснения механизма волокнообразовання рассмотрим несколько задач по механике жидкости, связанных с проблемой устойчивости. Представим себе, что в сосуде, наполненном водои над ее поверхностью расположен тонкий слой ртути (рис. 1). Если поверхность воды и ртути—идеальные плоскости, то ртуть будет в равновесии, но неустойчивой.