Метод расчета подвулканизации резиновых смесей в процессе течения в диссипативных головках экструдеров
Диссертация
При этом в области деформации диссипативной головки происходят сложные гидродинамические и термодинамические процессы, влияющие на качество перерабатываемого материала. Среди многочисленных видов брака при экструзии большое место занимает брак по причине неправильного темпера-турно-временного режима переработки: преждевременная вулканизация (под-вулканизация, скорчинг) резиновой смеси еще… Читать ещё >
Содержание
- глава 1. современное состояние технологий и оборудования для изготовления длинномерных резинотехнических изделМ методом экструзии
- 1. 1. Непрерывные методы получения длинномерных вулканизованных изделий из резиновых смесей
- 1. 1. 1. Основные способы непрерывной вулканизации длинномерных резиновых технических изделий
- 1. 1. 2. Способы интенсификации процесса вулканизации
- 1. 2. Теоретическая и экспериментальная оценка степени вулканизации
- 1. 2. 1. Показатели степени вулканизации резиновых смесей
- 1. 2. 2. Экспериментальная оценка степени вулканизации
- 1. 2. 2. 1. Химические методы определения степени вулканизации
- 1. 2. 2. 2. Физико-химические методы определения степени вулканизации
- 1. 2. 2. 3. Механические (специальные) методы определения степени вулканизации
- 1. 1. Непрерывные методы получения длинномерных вулканизованных изделий из резиновых смесей
- 1. 3. Математическое моделирование сложно-сдвигового течения в кольцевом цилиндрическом канале
- 1. 4. Оптимизация процесса диссипативного разогрева резиновых смесей при профилировании в сдвиговых головках
- 2. 1. Формулировка задачи теоретического исследования
- 2. 2. Уравнения математической модели
- 2. 2. 1. Математическая модель двумерного течения вязкой жидкости в кольцевом канале диссипативной головки
- 2. 2. 2. Математическая модель теплообмена при течении аномально-вязкой жидкости в сдвиговой головке
- 2. 2. 3. Математическое описание процесса подвулканизации в зоне деформации диссипативной головки
- 2. 3. Метод и алгоритм решения математической модели
- 2. 4. Анализ результатов расчета
- 2. 5. Результаты и
- 3. 1. Формулировка задачи экспериментального исследования
- 3. 2. Исследование процесса неизотермического винтового течения материала в диссипативной головке к экструдеру
- 3. 2. 1. Описание экспериментальной установки
- 3. 2. 1. 1. Устройство и принцип действия
- 3. 2. 1. 2. Средства измерения и контроля
- 3. 2. 2. Методика проведения эксперимента по определению температуры и энергосиловых характеристик процесса диссип
- 3. 2. 3. Результаты экспериментальных исследований
- 3. 2. 3. 1. Исследование влияния конструктивных параметров головки на температуру заготовки на выходе из зоны диссипации
- 3. 2. 3. 2. Влияние частоты вращения цилиндра диссипативной головки на температуру заготовки
- 3. 2. 3. 3. Исследование зависимости энергосиловых характеристик процесса от режимов переработки и геометрических параметров головки
- 3. 2. 4. Оценка сходимости теоретических и экспериментальных данных
- 3. 2. 4. 1. Обработка результатов наблюдений и оценка погрешности результатов измерений
- 3. 2. 4. 2. Сопоставительный анализ теоретических и экспериментальных результатов
- 3. 2. 1. Описание экспериментальной установки
- 3. 3. 1. Описание экспериментальной установки
- 3. 3. 2. Методика проведения экспериментальных исследований
- 3. 3. 3. Определение вулканизационных характеристик экструдируе-мых заготовок
- 3. 3. 3. 1. Обработка полученных кинетических кривых вулканизации
- 3. 3. 3. 2. Анализ результатов
- 4. 1. Расчет полезной мощности привода вращения цилиндра диссипа-тивной головки
- 4. 2. Оптимизация процесса диссипативного разогрева резиновых смесей, склонных к подвулканизации
- 4. 2. 1. Постановка задачи оптимизации
- 4. 2. 2. Определение пределов варьированья управляющими параметрами процесса диссипативного разогрева
- 4. 2. 3. Метод расчета оптимальных параметров экструзионного оборудования для получения длинномерных заготовок заданного профиля с использованием диссипативных головок
- 4. 3. Особенности построения совмещенной характеристики червячной машины с диссипативной головкой
Список литературы
- Бекин Н.Г., Шанин Н. П. Оборудование заводов резиновой промышленности. — JL: Химия, 1978. -400 с.
- Карпов В.Н. Оборудование предприятий резиновой промышленности. М.: Химия, 1988. -386 с.
- Стелла Г. ЭПДК, полимер специального назначения, с уникальной способностью к переработке //Материалы и технология резинового производства:/ Межд. Конф. По каучуку и резине, Москва, окт. 1984.- Препр. С 25.
- Бекин Н.Г., Захаров Н. Д., Пеунков Г. К. и др. Оборудование и основы проектирования заводов резиновой промышленности. — JL: Химия, 1985.-504 с.
- Барсков Д.М. Машины и аппараты резинового производства. М.: Химия, 1979. -288 с.
- Вострокнутов Е.Г., Новиков М. И., Новиков В. И., Прозоровская Н. В. Переработка каучуков и резиновых смесей. -М.: Химия, 1980. -280 с.
- Губер Ф.Б., Тамаркин В. Ф., Говша А. Г. Проблемы оптимизации процесса шприцевания в промышленности РТИ. М.: ЦИНТИ химнефте-маш, 1981.-76 с.
- Скачков А.С., Левин С. Ю. Оборудование предприятий резиновой промышленности. М.: Высшая школа, 1968. -347 с.
- Прогрессивное экструзионное оборудование. Progresivini vytlacovaci technica // Plasty a kauc. -1999. -№ 4. c.124.
- Dofosse Matthew Т., Colvin Robert. Improvements are subtle but solid in pipe and profile extrusion units // Mod. Plast. Int. 1998. -28, N 12. — c. 71.1 l. Granulierung mit Extruder // Chem.-Ing.-Techn. -2000. -№ 1−2. c. 55.
- Лукач Ю.Е. Некоторые тенденции развития экструзионного оборудования для переработки полимеров // Процессы и аппараты производства полимерных материалов, методы и оборудование для переработки их в изделия: Тез. Докл. -Москва, 1986. -с.63−64.
- Grefenstein A. Reaktive Extrusion und Aufbereitung. -Mtinchen: Hanser, 1996.
- Торнер P.B. Основные процессы переработки полимеров. -М.: Химия, 1972.-456 с.
- Ломов А.А. Интенсификация процессов каландрования резиновых смесей посредством использования вибрационных устройств и методы расчета оборудования: Дис.. канд. техн. наук.- Ярославль, — 1982. -230 с.
- Ломов А.А., Гончаров Г. М., Бекин Н. Г. Исследование влияния вибрационного воздействия на производительность процесса каландрования резиновых смесей. // Химическое и нефтяное машиностроение, 1981, № 7, С. 19−20.
- Пат.3 871 810 США, МКИ В29 В 3/012. Extruder and roller-die combination/ Geyer F.
- Пат.4 304 539 США, МКИ B29 F 3/012. Extruder with roller die / Haglwara K., Nahagawa K.
- A.C. 619 088 СССР, МКИ B29 D 7/02. Устройство для изготовления листов из полимерных материалов / Зейде А.
- Пат.4 372 736 США, МКИ В29 Н 5/2. Adjustable roller head extrusion die / Gooch K.J., Scharer H.R., Winter W.
- Бернхард Э. Переработка термопластичных материалов. -М.: Химия, 1965.-747 с.
- Рождественский О.И. и др. Теплофизические и вулканизационные характеристики резиновых смесей и их использование в расчетах режимов вулканизации. Обзор. Сер. Производство резинотехнических и ас-бестотехнических изделий,-М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1972. -81с.
- Eckenberg D., Folie G. Технологическая линия экструдирования для непрерывного производства резинового профиля // Kautsch. und Gummi. Kustst.-1997.-Bd.50, № 2.- S. 132−136.
- Лукомская А.И., Баденков П. Ф. Кеперша Л.М. Тепловые основы вулканизации резиновых смесей.- М.: Химия, 1972. -358с.
- Любартович С.А., Генендер М. М., Любашевская В. Г., Гинзбург Л. Р. Виброшприцевание резиновых смесей // Каучук и резина. 1978.- № 1.-с. 18−20.
- Любартович С.А. Методы расчета и конструирование вибрационного оборудования для переработки полимеров: Дисс. докт. техн. наук.-М.: МИХМ, 1992. -571 с.
- Басов Н.И., Любартович С. А., Любартович В. А. Виброформование полимеров.- Л.: Химия, 1979. -160 с.
- Kardaschew G.A. u.a. Einwirkung von Ultraschall auf die Verarbritungspro-zesse einiger Polymeres // Plaste und Kautschuk.- 1977.- Bd.24, № 1.- S.46−48.
- Анисик Л. Непрерывный метод вулканизации технических резиновых изделий с нагревом в экструзионной головке за счет сдвиговых напряжений материала //Межд. Конф. по каучуку и резине, Москва, окт. 1984.- Препр. С77.
- Галлизия А. Головки шприцмашин с регулируемыми характеристиками для различных материалов с различными реологическими свойствами //Материалы и технология резинового производства:/ Межд. Конф. по каучуку и резине, Москва, окт. 1984.- Препр. С17.
- Попов А.В. и др. Повышение эффективности процессов непрерывного формования и вулканизации длинномерных резиновых изделий.- М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1986. 86 с.
- Niehus Guenther Н. Экструзионная головка с использованием сдвигового напряжения //Rubber Chemistry Technology.-1984.-N2.- р.300−391.
- Rudolf К., Breil J., Menges G. Оптимизация экструзии профильных изделий//Ind.-Anz.- 1986.- 108, N62.-p. 14−18.
- Mosievic J. Течение вязкой жидкости в узкой щели при наличии диссипации энергии //Proc. 5th Conf. Fluid Mach. V.2, Budapesht acad Riado.-1975.- p.705−714.
- Винокурова E.A., Ломов A.A., Гончаров Г. М. Исследование процесса экструзии резиновой смеси через диссипативную головку// САПР оборудования для переработки полимерных материалов в изделия: Меж-вуз. сб. научн. тр./ЯрПИ.- Ярославль, 1989.- с.15−17.
- Винокурова Е.А., Ломов А. А., Сахаев А. И., Гончаров Г. М. Исследование и расчет тепловых процессов при экструзии через диссипативную головку// Каучук и резина: — 1992.- № 1.- с. 11−13.
- Говша А.Г., Бастрыкин В. В., Остроухое А. В. Состояние, перспективы применения и развития одночервячных резиноперерабатывающих машин.- М.: ЦИНТИ химнефтемаш, 1986.- 42с.
- Jonson P. S. Development in extrusion science and technology // Rubber Chemistry and Technology.- 1981. -№ 56.-p.575−593.
- Лукомская А.И., Баденков П. Ф. Кеперша Л.М. Расчеты и прогнозирование режимов вулканизации резиновых изделий.- М.: Химия, 1978.280 с.
- Леонов А.И., Шварц А. И. О температурно-временной зависимости процесса подвулканизации резиновых смесей. Высокомолекулярные соединения, 1972, T. XIV, N3, с.695−699.
- Лукомская А.И., Евстратов В. Ф. Основы прогнозирования механического поведения каучуков и резин.- М.: Химия, 1975.-360 с.
- Шварц А.И., Кангаров Г. С. Литьевое формование резиновых технических изделий.- М.: Химия, 1975.- 167 с.
- Кулезнев В.Н., Шершнев В. А. Химия и физика полимеров.- М.: Высшая школа, 1988.- 312 с.
- Догадкин Б.А. Химия эластомеров.- М.: Химия, 1972.- 392 с.
- Тугов И.И., Кострыкина Г. И. Химия и физика полимеров.- М.: Химия, 1989.- 432 с.
- Резниковский М.М., Лукомская А. И. Механические испытания каучука и резины.- М.: Химия, 1968.- 528 с.
- Виноградов Г. В., Малкин Ф. Я. Реология полимеров. М.: Химия, 1977.-440 с.
- Виноградов Г. В., Малкин Ф.Я.//Высокомолекулярные соединения.-1972.-А.- т.14.- N 11.- С2425−2442.
- Прокунин А.Н., Фридман М. Л., Виноградов Г. В. Винтовое течение неньютоновских полимерных сред //Механика полимеров.-1971.-N3/-с.497−505.
- Прокунин А.Н. Теоретические и экспериментальные исследования вяз-коупругих эффектов при растяжении и сдвиге полимерных жидкостей: Дисс.. канд. техн. Наук.- М.: ИНХС АН СССР, 1974.- 166с.
- Фридман М.Л. Технология переработки кристаллических полиолефи-нов.- М.:-Химия, 1977.-398с.
- Фридман М.Л. Регулирование реологических свойств термопластов и композиций на их основе с целью интенсификации процессов формования: Дисс. докт. тех. наук.- М.: ИНХС АН СССР, 1981.-195с.
- Файтельсон JI.A., Циприн М. Г. //Механика полимеров. -1968.-N3.-с.515−519.
- Coleman B.D., Markowitz Н., Noll W.I. Viscometric Flows of New-Newtonian Fluids // Spinger Tracts of Natur. Phylosophy.-N.Y.-London.-1966.-413 p.
- Coleman B.D., Noll W.I., Helical Flow of General Fluids //J. Appl. Phys.-1959.- v.30, No. 10.- p. 1508−1512.
- Bruin S. Распределение температуры при течении Куэтта с добавочным градиентом давления и без него //Heat & Mass. Transfer.- 1972.- v. 15.-p.341−349.
- Поздеев А.А., Шакиров Н. В. Послефильерное разбухание струи //4 Межд. симп. по хим. волокнам.• Калинин, 1986: Препринт докл. ТЗ.-Калинин, 1986.- с.28−33.
- Бортников В.Г., Кузнецов Е. В., Тябин Н. В. Экструзия полиэтиленовых труб с использованием вращающихся формующих элементов //Переработка пластических масс.- 1967.- N8.- с.48−51.
- Виноградов Г. В. Исследование в области реологии консистентных смазок: Дисс. .докт. хим. наук.- М., 1950, — 359с.
- Meuric О., Wakeman R., Chiu Т. Численное моделирование течения вяз-копластичной жидкости в кольцевом зазоре // Can. J. Chem. Eng. -1998.76, № 1.- С. 27−40.
- Янков В.И., Первадчук В. П., Боярченко В. И. Процессы переработки волокнообразующих полимеров (методы расчета).- М., Химия, 1989.-320с.
- Винокурова Е.А. Метод расчета сдвиговых головок для диссипативно-го разогрева резиновых смесей при экструзии: Дисс.. кан. тех. наук.-Ярославль, 1996.-137с.
- Седов Л.И. Механика сплошной среды.- М.: Химия, 1970.- 89с.
- Ломов А.А. Интенсификация процессов экструзии и повышение качества длинномерных заготовок в производстве резинотехнических изделий: Дисс. докт. тех. наук.- Иваново, 2003.-286с.
- Кафаров В. В. Глебов М.Б. Математическое моделирование основных процессов химических производств. -М.:Высш. школа, 1991. -372 с.
- Сахаев А.И. Исследование неизотермического процесса каландрова-ния резиновых смесей: Дисс.. канд.тех. наук.- Ярославль, 1973.-168с.
- Торнер Р.В. Исследование механики экструзии полимеров: Дисс.. док. тех. наук.- М, 1968. -351с.
- Чиркин B.C. Теплофизические свойства веществ.- М.:-Физматгиз, 1951.- 200с.
- Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. Изд. 9-е, испр, М.: Химия, 1972.-752 с.
- Астарита Дж. Марручи Дж. Основы гидродинамики неньютоновских жидкостей.-М.: Мир, 1978.-309с.
- Леонов Е. Г. Исаев В.И. Определение критических чисел Re для течения неньютоновских жидкостей в круглых трубах и кольцевых каналах. Редк. Журнала Изв. Вузов. Сер. Геология и разведка, 1978.-17с.
- Ryau N.W. Jonson М.М. Transistion from Laminar to Turbulent Flow in Pipes. A.I.Ch.E.Journal, 1959, v5, N4, pp433−435.
- Бекин Н.Г. Валковые машины для переработки резиновых смесей (основы теории работы). -Ярославль, 1969. -80с.
- Хан Ч. Д. Реология в процессах переработки полимеров. М.: Химия, 1979.-366 с.
- Мак-Келви Д. М. Переработка полимеров. -М: Химия, 1965.-442 с.
- Изотов М.О. Метод расчета двумерного течения аномально-вязкой жидкости между вращающимися цилиндрами и оптимизация процессов листования и разогрева резиновых смесей: Дисс.. кан. техн. на-ук.-Ярославль, 1982.-278с.
- Гончаров Г. М., Ломов А. А., Бадаева Н.В.Создание оптимальных конструкций диссипативных головок к экструдерам для переработки резиновых смесей.- Москва, 1994, — с.511−515.
- Бадаева Н.В., Ломов А. А., Гончаров Г. М. Метод прогнозирования подвулканизации резиновой смеси при экструзии через диссипатив-ную головку // Каучук и резина.-1995.-№ 3.-с.25−27.
- Бадаева Н.В., Ломов А. А., Моднов С. И., Гончаров Г. М. Теоретический анализ и методы расчета течения полимерных материалов в диссипативных головках к экструдерам // Химия и химическая техноло-гия.-1997.-т40.-вып.5.-с. 131−133.
- Леонов А.И., Басов Н. И., Казанков Ю. В. Основы переработки реакто-пластов и резин методом литья под давлением,— М.: Химия, 1977.-216 с.
- Самарский А.А. Теория разностных схем.- М.: Наука, 1983.-616 с.
- Самарский А.А., Гулин А. В. Численные методы.- М.: Наука, 1989.-429с.
- Kannalizany R. Проектирование головок для экструзии резины с учетом характера потока. Rubber Chemistry and Technology.-1986.-v.59, N1.-p. 142−154.
- Niehus Guenther H. Экструзионная головка с использованием сдвигового напряжения Rubber Chemistry and Technology. -1984. N2. -р.ЗОО-391
- Тадмор 3., Гогос К. Теоретические основы переработки полимеров. -М.: Химия, 1984. -632 с.
- Иванова В.М., Калинина В. Н., Нешумова JI.A., Решетникова И. О. Математическая статистика. М.: Высшая школа, 1981. — 368 с.
- ГОСТ 8.207−76 Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений.
- ГОСТ 12 535–84 Смеси резиновые. Метод определения вулканизаци-онных характеристик на вулкаметре.
- Догадкин Б.А., Донцов А. А., Шершнев В. А. Химия эластомеров. -М.: Химия, 1981.-376 с.
- Теплофизические и вулканизационные характеристики резиновых смесей и их использование в расчетах режимов вулканизации. Обзор. Сер. Производство резинотехнических и асбестотехнических изделий,-М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1972. -102 с.
- Винокурова Е.А., Ломов А. А., Сахаев А. И., Гончаров Г.М Исследование и расчет тепловых процессов при экструзии резиновой смеси через диссипативную головку. Каучук и резина, 1992, № 1, с. 11−13.
- Реклейтис Г., Рейвиндран А., Рэгсдел К. Оптимизация в технике: В 2-х кн.-М.:Мир, 1986.
- Бояринов А.И., Кафаров В. В. Методы оптимизации в химической тех-нологии.-М.: Химия, 1975.-575 с.
- Ю0.Лукомская А. И., Пороцкий В. Г. Автоматическое управление технологическими процессами в резиновой промышленности. М.: Химия, 1984. -440 с.
- Губер Ф.Б., Тамаркин В. Ф. Перспективные процессы резиносмешения в производстве РТИ. Темат. обзор. Сер. «Производство шин РТИ и АТИ». М., ЦНИИТЭнефтехим, 1974, с. 25−26.
- Ю2.Вострокнутов Е. Г., Прозоровская Н. В., Смирнова Н. М. и др. Машины и технология переработки каучуков, полимеров и резиновых смесей. Межвуз. Сб. Ярославль, ЯПИ, 1975, с. 14−33.
- ЮЗ.Вострокнутов Е. Г., Новиков М. И., Новиков В. И., Прозоровская Н. В. Переработка каучуков и резиновых смесей. -М.: Химия, 1980. -280 с.
- Koopmans R.J., Molenaar J. The «Sharkshin effect» in polimer extrusion //Polim. Eng. and Sci. 1998. -№ 1. — C. 101−107.
- Малкин А.Я., Леонов А. И. О критериях неустойчивости режимов сдвиговых деформаций упруго-вязких полимерных систем // Докл. АН СССР. -1963 -т. 143, N2. -с.380−383.
- Юб.Ногин В. Д. и др. Основы теории оптимизации.-М.: Высшая школа, 1986.-386 с.
- Ю7.Лесин В. В., Лисовец Ю. П. Основы методов оптимизации.-М.:МАИ, 1995.-344 с.
- Ю8.Банди Б. Методы оптимизации. Вводный курс. -М.: Радио и связь, 1988.-128 с.
- Васильков Ю.В., Василькова Н. Н. Компьютерные технологии вычислений в математическом моделировании. -М.: Финансы и статистика, 2001.-256 с.
- Ю.Моисеев Н. Н., Иванилов Ю. П., Столярова Е. М., Методы оптимизации. М.: Наука, 1978. -352 с.
- Ш. Сухарев А. Г., Тимохов А. В., Федоров В. В. Курс методов оптимизации. М.: Наука, 1986.-328с.
- Немытков В.А. Машины и аппараты заводов резиновой промышленности. Ярославль: ЯрПИ, 1983. -84 с.
- A.C. 1 537 559 СССР. Экструзионная головка / Е. А. Винокурова, А. А. Ломов, Г. М. Гончаров // Открытия. Изобретения.- 1991.- № 16.