книги из ГПНТБ / Николай Александрович Шилов [сборник]

ковского образца. Это изменение угля настолько характерно и настолько значительно, что, как показывает статистический материал, оно обыкновенно покрывает собою все другие со­ бытия в жизни противогаза, вызывая, вообще говоря, паде­ ние защитного действия противогаза по мере его службы на фронте. Даже увлажнение угля не задерживает обыкновенно падения защитного действия противогаза, напротив, как это показывает непосредственное сопоставление статистического материала, большая влажность угля отвечает меньшему за­ щитному действию противогазов; это объясняется, очевидно, тем, что причины, вызывающие увеличение влажности угля, еще в большей степени вызывают увеличение его окатки (пользование при газовой атаке, окуривание, тренировка и проч.), что подтверждается также и цифрами. Старость пет­ роградских противогазов, таким образом, характеризуется оп­ ределенным коллективным признаком и зависит прежде все­ го от раструски угля, причем, однако, чем старше и окатан* нее уголь, тем он становится более устойчивым и более про­ тивостоит дальнейшему механическому воздействию.

2. В противогазах московского образца уголь, как бол плотный, окатывается с самого начала значительно медлен­ нее, а потому в жизни их приобретает большое значение дру­ гой фактор, а именно: увлажнение угля, которое во многих случаях не только компенсирует влияние раструски, но даже ведет к повышению динамической активности угля с возрас­ том и службой противогаза. Именно, благодаря отсутствию резкого коллективного признака, понижающего защитное действие угля в одинаковом смысле для всех противогазов, для каждого из них выступают его индивидуальные особен­ ности и на каждом отзывается его собственная судьба на фронте: газовая атака, тренировка, окуривание — все то, что может влиять как на окатку, так и на увлажнение угля. При этом даже в противогазах, бывших в употреблении во время газовой атаки, при неполном их использовании и особенно после некоторого отдыха, благоприятное влияние влажности может повести к повышению динамической активности угля. Поэтому статистическое исследование противогазов москов­ ского образца не дало и не могло дать того определенного и простого результата, как изучение противогазов петроградс­ кого образца. «Старость» московских противогазов не имеет резко выраженного признака, зато можно сказать, что от­ влекаясь от случайных колебаний, старость московских про­ тивогазов наступает значительно медленнее, чем петроградс­ ких, так как в большинстве случаев раструска угля компен­ сируется его увлажнением — уголь московских противогазов, если можно так выразиться, при службе на фронте не столь­ ко «стареет», сколько «вызревает». Поэтому московские про­ тивогазы выбывают из строя и попадают в брак очень часто

154

благодаря случайным и внешним повреждениям коробки и шлема, тогда как петроградские, кроме того, дают значитель­ ный процент брака на основании очевидного уменьшения об­ щего количества угля.

Заведующий Химической лабораторией Западного фронта статский советник

профессор ШИЛОВ

С подлинным верно:

помощник заведующего средствами химической борьбы на Западном фронте капитан БАТАШЕВ

Вся экспериментальная часть этого отчета выполнена са­ мостоятельно младшим лаборантом Химической лаборатории Западного фронта Церевитиновым.

Одним из вопросов теории действия угольного противога­ за является вопрос о том, в какой постепенности по времени и в какой относительной мере участвуют различные слои про­ тивогазового угля в поглощении удушливого газа, иными сло­ вами, как распределяется динамически поглощаемый углем газ между явлением адсорбции с поверхности и диффузии в более глубокие слои.

Чтобы подойти к ответу на этот вопрос нами был постав­

длине противогаза, мы следили за постепенным изменением температуры во время поглощения газа угольной массой. По­ казателем хода поглощения служил, таким образом, его теп­ ловой эффект.

2. После использования защитного действия противогаза количество поглощенного хлора измерялось отдельно для каждого определенной длины участка угольной массы путем постепенного выдувания хлора и количественного его опре-

155

деления. Показателем хода явления в этом случае служило

впаяны пять узких и коротких трубочек, через них вводились и закреплялись термометры для измерения хода температу­ ры во время поглощения хлора и через них же после дина­ мического насыщения угля выдувался хлор последовательно из отдельных отрезков трубки. Выдувание продолжалось для каждого отрезка 5 мин, причем для сравнения в некоторых опытах оно начиналось с входного конца противогаза, в дру­ гих—с выходного, в третьих—последовательно и попарно от одной трубки к непосредственно за ней следующей. Выдува­ емый хлор поглощался раствором йодистого калия и количе­ ство выделявшегося иода определялось титрованием. Наблю­ дение за ходом температуры начиналось для всей серии тер­ мометров каждую минуту и производилось в определенной последовательности, так что промежутки между двумя на­ блюдениями для каждого термометра были постоянными и равными одной минуте.

А. Опыты измерения хода температуры. Опыты повторя­ лись многократно, причем большинство из них было постав­

которые опыты были произведены для сравнения при других условиях скорости общего тока и концентрации хлора и ока­ залось, что картина явления в общих чертах сохраняется од­ на и та же для различных условий.

Чтобы не приводить полностью длинного ряда цифр и таб­ лиц, при этом отчете прилагаются диаграммы нескольких опытов, причем каждая точка кривых отвечает непосредст­ венному отсчету. Диаграммы дают наглядное представление об общем ходе явления.

Наиболее важно отметить следующие пункты:

1. Каждый термометр последовательно показывает посте­ пенный подъем температуры, точку максимума и дальнейшее падение температуры.

2. При отсутствии случайного преждевременного проско­ ка хлора термометр, расположенный последним по направле­ нию тока, успевает нагреться приблизительно до той же наи­ высшей температуры, как и все остальные, и окончательный проскок хлора после динамического насыщения всей уголь­ ной массы наблюдается или при самом максимуме, или даже после этого максимума. Это показывает, что последний учас­ ток угля, хотя он и находится в непосредственной близости к выходному концу трубки, в смысле теплового эффекта, ока­ зывается одинаковым с другими участками, т. е. наравне с

156

ними он успевает выполнить именно ту часть процесса пог­ лощения хлора, которая связана с резким тепловым эффек­ том.

80

3 2 3 4 5 6 7 8 9 ЮП 12 1314!5 №1718 IS20 212223742526 272S24ЗОН32 333435.3637383^4041

Рис. 1. 6 л воздуха, 0,3 л хлора

Рис. 2. б л воздуха, 0,3 л хлора

3. Ход постепенного нагревания различен для различны термометров. Первый от входного конца трубки нагревается до максимума очень быстро в течение 4—б ,мин, дальнейшие

158

термометры достигают максимума в течение 10—12 мин, счи­ тая даже от момента начала подъема температуры для каж­ дого из них и несмотря на то, что все они получают воздух уже нагретый в предыдущих участках угля. Факт этот в свя­ зи со сложным характером температурных кривых, вполне точно повторяемом для всех отдельных термометров, указы­ вает на сложное течение процесса адсорбции, которое про­ должается, очевидно, в тех участках угля, которые прошли через максимум теплового эффекта; поэтому последующие участки лишь постепенно получают ту порцию хлора, погло­ щение которой отвечает максимальному тепловому эффекту.

Б. Опыты с выдуванием поглощенного хлора приводят к совершенно иной общей схеме, чем предыдущие опыты. Если тепловой эффект распределяется равномерно по всей массе угля и по всей длине трубки, то распределение поглощенного хлора в различных его частях оказывается настолько нерав­ номерным, что это никоим образом не может быть следстви­ ем ошибок или неточности наблюдений: участки угля, лежа­ щие первыми по пути газа, обычно поглощают в десятки раз

ным выделением тепла, и другого, продолжающегося дольше по окончании первого, совершающегося постепенно с малым тепловым эффектом.

Такой вывод вполне укладывается в общую схему явле­ ний адсорбции, высказанной неоднократно в предыдущих от­ четах Химической лаборатории Западного фронта. Явление, протекающее быстро и со значительным выделением тепла, обусловлено, очевидно, адсорбцией газа на поверхности угля, тогда как дальнейшее постепенное поглощение отвечает диф­ фузии газа в более глубокие слои; причем как сама диффу­ зия, так и возобновление газа на поверхности уже не сопро­ вождается резким нагреванием, так как тепло выделяется постепенно и медленно. Полученный результат имеет значе­ ние не только как наглядное подтверждение теоретических взглядов, но представляет также практический интерес. Ход поглощения газа в угле указывает, бесспорно, на то, что в ра­ боте противогаза в его целом участвуют оба явления, из ко­ торых слагается явление адсорбции: поглощение газа поверх­ ностью угля и диффузии его вглубь. Однако роль того и дру­ гого явления в различных частях противогаза различна: близ входного отверстия выступает главным образом роль диффу­

зии газа в глубь угля, близ выходного—роль поглощения га­ за на поверхности угля. ,

159

Таким образом, все факторы, влияющие различно на ско­ рость диффузии газа и на его адсорбцию поверхностью угля, должны оказывать весьма сложное влияние на защитное дей­ ствие противогаза в целом. Таково, например, на основании полученных ранее экспериментальных данных влияние влаж­ ности угля на его защитное действие (см. отчет № 19А), та­ ким же, рассуждая теоретически, должно быть влияние тем­ пературы среды во время поглощения, влияние длины уголь­ ного слоя, концентрации газа, общей скорости тока и прочее.

Словом, полученные нами и изложенные выше данные должны быть приняты во внимание и лечь в основу всякой теории действия угольного противогаза в era целом.

Химическая лаборатория Западного фронта

Иоктября 1917 года

№208

О Т Ч Е Т № 22

Исследование жизни респираторов Зелинского—Кумман- та на фронте привело нас к выводу, что среди факторов, влияю­ щих на величину защитного действия респираторов, боль­ шую роль играет увлажнение угля. Это увлажнение является следствием поглощения влаги, выдыхаемой владельцем рес­ пиратора, и по отношению к хлору значительно способствует увеличению величины защитного действия респиратора.

Мы задались целью экспериментально подтвердить наши выводы изучением влияния искусственного увлажнения угля на его динамическую активность, причем сочли необходимым проверить влияние влаги на изменение динамической актив­ ности угля не только по отношению к хлору, но и фосгену. Параллельно мы пытались выяснить влияние влаги на окатку угля и изменение динамической активности угля от окат-

полученных цифр мы подождем делать до получения некото­ рых новых данных. В особенности это относится к фосгену.

160

Влияние влаги на динамическую активность угля по отношению к хлору

Методика определения динамической активности угля бы­ ла совершенно такая, какая применялась нами ранее (отчет *№ 16). Уголь, тщательно перемешиваемый, увлажнялся во­ дой при помощи пульверизатора, дающего очень мелкое раз­ брызгивание. Увлажненный уголь оставался лежать в закры­ тых кристаллизаторах в течение суток и только тогда посту­ пал для исследования в трубках и определения процента вла­ ги в нем. Половина увлажненного угля встряхивалась в же­ стяном цилиндре в течение 20 мин. При этом уголь окаты­ вался. Таким образом окатанный уголь оставался лежать пе­ ред испытанием его в течение суток.

Ток воздуха был скоростью 5 л/мин при концентрации хлора 0,1%, трубка диаметром 40 мм и длиной в 14 см.

Из приведенных цифр видно, что влага значительно увели­ чивает динамическую активность угля. Максимум такого уве­ личения лежит около 23—25% содержания влаги. Динамиче­ ская активность окатанного, как и неокатанного, угля увели­ чивается при этом содержании влаги более чем вдвое. Лишь

при полном насыщении водою угля (влажность около 70%) динамическая активность его упала на 20—25% от актив­ ности нормального угля.

При сравнении динамической активности окатанного и пр­ окатанного угля можно заметить тенденцию к тому, что окатка понизила активность при всех степенях увлажнения. Пар­ ные цифры при определении динамической активности ока­ танного угля неудовлетворительны и сильно колеблются. Тем не менее явная тенденция увеличения динамической ак­ тивности угля от увеличения содержания влаги в нем ясна.

Активный уголь мы исследовали через сутки после окатки. Свежеокатанный уголь имеет несколько повышенную ак­ тивность.

ваются новые слои угля, еще не стоящие в равновесии с воз­ духом, что способствует увеличению динамической активно­ сти.

Опыт с влагой был повторен. Увлажненный уголь оставал­ ся стоять в раскрытых кристаллизаторах в течение пяти дней. Влага прошла, очевидно, в более глубокие слои, и максимум увеличения влагой динамической активности передвинулся.

Такой увлажненный уголь имеет максимум динамической активности при 40% содержании влаги. 60% влаги еще не очень понижает динамическую активность угля, и она была еще высока по сравнению с наиболее сухим углем (вдвое больше).

Увлажнение и свежая окатка повышают активность угля в двух направлениях: ее повышает влага и освежение поверх­ ности окаткой. Со временем последняя причина исчезает, ибо мало-помалу вновь освеженная поверхность начинает прихо­ дить в равновесие с воздухом.

162

Влияние влаги на динамическую активность по отношению к фосгену

Исследование влияния влаги на динамическую активность угля по отношению к фосгену нам пришлось вести в несколь­ ко отличных условиях, нежели в опытах с хлором. В виду возможности применения в газовой волне более высокой кон­ центрации мы исследовали уголь, применяя ток воздуха ско­ ростью 5 л/мин при концентрации фосгена около 2%.

Уголь, исследованный нами, был углем клапанных респи­ раторов, очень однородный с величиной зерна не выше 6 мм. Уголь, взятый из нескольких респираторов и затем смешан­ ный, увлажнялся водой при помощи распылителя. Увлажнен­ ный уголь оставался стоять в течение суток и только после