книги / Тезисы докладов XXVIII научно-технической конференции ПГТУ по результатам научно-исследовательских работ, выполненных в 1991-1994 гг
..pdfИССЛЕДОВАНИЯ УСЛОВИЙ ОТБЕЛКИ ОРГАНОСОЛЬВЕНТНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ НАДУКСУСНОЙ КИСЛОТОЙ
Ф.Х.Хакимова, М.В.Тешюухова, студентка Н.А.Носкова
В связи с возросшими требования™ защиты окружающей среды в странах с развитой целлюлозно-бумажной промышленностью большое внимание уделяется разработкам экологически безопасных техноло гий. С этой точки зрения несомненный интерес представляет сольволизная варка, позволяющая исключить серосодержащие токсичные выбросы в окружающую средцг, создать замкнутый технологический цикл и получить малоизмененный лигнин.
Особое внимание уделяется созданию бесхлорных технологий получения беленых волокнистых полуфабрикатов. Перспективным считается использование для делигнификации и отбелки целлюлозы пероксидных соединений, в том числе надуксусной кислоты (НУК).
В настоящем сообщении приводятся результаты исследования возможности отбелки осиновой органосольвентной целлюлозы (ОСЦ) без использования хлорсодержащих реагентов.
Для отбелки ОСЦ использовали НУК и пероксид водорода. Изучено влияние условий обработки этими реагентами на эффек тивность делигнификации и качественные показатели целлюлозы.
Показано, что для отбелки ОСЦ без хлорсодержащих реаген тов может быть рекомендована отбелка всего в четыре ступени по схеме НУК-П-НУК-П-К, позволяющая получить белизну 86-89 % при выходе беленой целлюлозы 93-95 % и хороших показателях меха нической прочности. (В схеме отбелки: НУК - обработка целлюло зы надуксусной кислотой, П - обработка пероксидом водорода, К - кисловка соляной кислотой; после каждой ступени обработки проводится промывка целлюлозы водопроводной водой).
ИССЛЕДОВАНИЕ НАКИПЕ0ЕРА30ВАНИЯ В СУЛЬФАТЦЕЛЛШОЗНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
M.S.Постникова, студентка И.В.Калугина
Проблема накипеобразования характерна для всех отраслей про мышленности, где есть подогреватели, испарители, выпарные и реак ционные аппараты и другое теплоили массообменное оборудование Такая проблема существует и в производстве сульфатной целлюлозы непрерывным способом с применением варочных установок "Камюрп.
Отложения, образующиеся в установках непрерывной варки цел люлозы, вызывают технологические трудности в проведении варки: неравномерное распределение щелока, местный перегар, снижение качества целлюлозы, увеличение расходов тепла и электроэнергии. Периодическое удаление отложений промывкой соляной кислотой при
водит к локальным видам коррозии металла оборудования, |
для вос |
становления которого требуются дополнительные затраты, |
а также |
к снижению производительности оборудования. |
|
С целью снижения минеральных и органических ’отложений на оборудовании сульфатцеллюлозного производства авторами исследо вано влияние технологических факторов варочного процесса. Уста новлено, что главными из них являются качество сырья - щепы (наличие песка, окислов, механических примесей, поступающих с щепой, доля коры в щепе), качество белого и зеленого щелока, режим варки.
Для снижения накипеобразования необходимо следующее: опти мизация процесса варки, каустизации и регенерации, исключение местных перегревов, проведение варки в более мягких условиях, т.б. при пониженной температуре, сокращение избытка щелочи и
регулирование концентрации щелочи в течение варки.
УДК 621.922 ПРОПИТОЧНЫЙ РАСТВОР ДЛЯ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА
М.В.Постникова, студентка Т.В.Даниловская
Для повышения качества и производительности процесса шлифо вания конструкционных и легированных сталей и труднообрабатывае мых материалов может быть использован импрегнированный абразив ный инструмент.
Авторами изучен вопрос получения пропиточного раствора (импрегнатора) для абразивного инструмента на основе побочных про дуктов производства целлюлозы.
В результате исследования разработан состав и режим получе ния пропиточного раствора, а также режим пропитки и закрепления раствора на инструменте. Пропитка абразивного инструмента данным составом позволила целенаправленно изменить эксплуатационные свойства инструмента.
Данный пропиточный состав можно получать на предприятиях целлюлозно-бумажного производства.
УДК 676.16:634.982.54
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДРЕВЕСИНЫ ТОПЛЯКА В ПРОИЗВОДСТВЕ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
Т.Н.Ковтун, студентка Н.Ю.Исаева
Наиболее распространенным и дешевым способом доставки дре весного сырья на предприятия ЦЕЛ многие годы был сплав древесины. В водоемах, по которым сплавляли лес, накопилось большое коли чество топлой древесины (топляка). Одним из вариантов расширения сырьевой базы целлюлозно-бумажных предприятий является подъем этой древесины из воды и ее использование для получения целлюло зы и полуцеллюлозы - полуфабрикатов бумажного и картонного про изводства.
Цель данной работы - исследование возможности получения из древесины топляка целлюлозы различными способами варки - суль фитным, бисульфитным и сульфатным.
Исследования показали, что любым из указанных способов дре весина топляка варится без затруднений. Продолжительность суль фитной и бисульфитной варки древесины топляка на 20-30 мин доль ше, чем балансовой древесины березы. Полученная целлюлоза имела более темный цвет и расход химикатов на отбелку увеличен был на 1,0-1,5 %. По всем остальным показателям качества (кроме содержа ния смолы) целлюлоза из топляка удовлетворяет требованиям на все марки целлюлозы из хвойной балансовой древесины.
Сульфатная целлюлоза из топляка была получена с выходом 49-51 % и высокими показателями механической прочности.
Таким образом, древесина топляка может служить сырьем для получения полуфабрикатов бумажного производства.
УДК 681.3.096:66.045.2
ПАКЕТ ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОПЕРЕНОСА В МНОГОСЛОЙНОМ ТЕЛЕ
МЕТОДОМ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА Д.Д.Талин, студентка 0.А.Митина
Рассматриваются вопросы создания математического и программно го обеспечения исследований теплопереноса в многослойных изделиях методом вычислительного эксперимента.
В качестве математического обеспечения взята стандартная сис тема уравнений теплопереноса в частных производных, для решения которой был выбран метод конечных разностей. С позиций обеспечения устойчивости и сходимости выбрана четырехточечная неявная схема, на базе которой написано решение разностной системы уравнений теплопереноса методом прогонки.
Пакет прикладных программ имеет систему меню, создающих "дружественный” интерфейс, и следующий набор программных модулей:
- программа ввода исходных данных, при помощи которой в диа логовом режиме вводятся данные для расчетов, эта же программа фор мирует файл исходных данных. Использование в пакете отдельного файла исходных данных облегчает работу пользователя при исправле нии ошибок ввода или при проведении вычислительного эксперимента,
когда в массиве исходных данных необходимо заменить лишь одну-две величины, что легко осуществляется при помощи экранного редактора;
-программа расчета тепловых полей - основная программа паке та, реализующая расчет нестационарных полей температур в пяти слойном изделии простой формы (пластина, цилиндр) и формирующая файл результатов расчета;
-программы вывода на печать файлов исходных данных и ре зультатов расчетов.
Работоспособность данного пакета прикладных программ провере на в ходе отработки оптимального теплозащитного покрытия.
УДК 541.64:536.7:539.26
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ ПЛАСТИФИКАТОРОВ НА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКУЮ СОВМЕСТИМОСТЬ С КРИСТАЛЛИЗУЩИМСЯ ПОЛИМЕРОМ И ЕГО СТРУКТУРУ
Г.А.Васильева, студент А.И.Афанасьев
Методами ДТА и рентгеновской дифракции в больших углах изу чены структурные изменения кристаллизующегося полимера со сте пенью кристалличности 60 % под влиянием двух пластификаторов - аддуктов адипиновой кислоты с дивиниловым эфиром диэтиленгликоля С-381 и С-382, отличающихся химическим строением и размером мо лекулы.
Обнаружено, что аддукт С-382, имеющий симметричное строение молекулы и больший мольный объем (421,8 см3/моль), при добавлении к исследуемому полимеру постепенно разрушает его кристаллическую структуру. Композиция с 50 % пластификатора С-382 имеет полностью аморфную структуру с нулевой степенью кристалличности. В то же время с аморфными областями полимера пластификатор не совмещается, о чем свидетельствует характер концентрационной зависимости темпе ратуры стеклования полимера. Аддукт С-381, имеющий несимметричное строение молекулы и меньший мольный объем (266,2 см3/моль), лишь частично разрушает исходную кристаллическую структуру полимера, одновременно вызывая образование новой кристаллической структуры, что приводит к возрастанию степени кристалличности композиции с 50 % пластификатора до 60 %.
По экспериментальным данным снижения температуры плавления полимера от содержания в нем пластификатора определены величины параметров энергетического взаимодействия изученных аддуктов с полимером, характеризующие их термодинамическую совместимость.
Сделан вывод, что аддукты адипиновой кислоты с дивиниловым эфи ром диэтиленгликоля являются по отношению к исследуемому кристал лизующемуся полимеру пластификаторами селективного действия, взаимодействующими только с кристаллическими областями полимера.
УДК 62-492.2.002.61:01.099.2
ВЫБОР МЕТОДА КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ МИКРОДОБАВОК В ПРЕПАРАТЕ ПСМ-2
Л.А.Галкина, Б.Л.Дейнека, О.Ю.Калугина, студент А.А.Грачев
Научно обоснованный тип кормления предусматривает хорошую сбалансированность кормов по элементам питания. Биостимулятор сельскохозяйственных животных - препарат ПСМ не решает этой про блемы ввиду отсутствия в нем необходимых элементов Fe ,Си ,Mfi% lit ,Co,NL ,М0.
Скомпонован состав препарата ПСМ-2, содержащего микродобав ки. Введение микродобавок в ПСМ-2 потребовало выбора и отработки метода их раздельного количественного содержания.
Для оценки хлорнокислого аммония (ХКА) и микродобавок оста новились на термогравиметрическом способе с использованием дериватографа системы Ф.Паулик.
Испытаны индивидуальные компоненты - ХКА и микродобавки и их модельные композиции состава 73 % мае. ХКА - 23 % мае. микро добавки.
Полученные результаты для микродобавок показали хорошее совпадение экспериментальных и справочных данных.
Анализ дериватограмм модельных композиций показал, что каж дый компонент в смеси разлагается автономно, не оказывая влияния на другие. Определенное по потере веса содержание компонентов хо рошо согласуется с исходным составом композиции, что позволяет рекомендовать дериватографический метод для внесения в ТУ на ПСМ-2 для оценки количества ХКА и суммы микродобавок.
ИССЛЕДОВАНИЕ В03М0Ш0С1И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ И СМОЛ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТУАЛЕТНОГО МЫЛА
Л.А.Галкина, Б.Л.Дейнека, О.Ю.Калугина, студентки Е.Л.Щубникова, Т.Н.Дорофеева
Впоследние годы мыловаренная промышленность России испытыва ет большие трудности в приобретении импортного сырья (кокосовое, пальмоядровое масла) для производства туалетного мыла. Поэтому на ми сделана попытка заменить импортные компоненты на доступное рас тительное сырье.
Вкачестве компонентов жировой основы выбраны не жирные кисло ты, как это принято на мыловаренных предприятиях России, а нейт ральные жиры (говяжий и свиной), касторовое масло и канифоль.
Собрана лабораторная установка, исследованы свойства сырья на соответствие показателям ГОСТов и отработаны режимы изготовления мыльной основы щелочным способом.
Показано, что использование при диспергировании и омылении компонентов двух рамных мешалок, вращающихся навстречу друг другу от одного двигателя (конструкция типа "Миксер”), не обеспечивает требуемого качества мыла. Для получения мыльной основы, соответ ствующей по содержанию жирных кислот туалетному мылу, рекомендова
но использовать последовательно сконтруированный на кафедре ТППБ эмульгатор ЭЛ-2 и мешалку типа "Миксер".
Отработанный способ получения туалетного мыла на доступном сырье без потери его качества можно рекомендовать для малых пред приятий и фермерских хозяйств.
УДК 681.3.06:678.01
РАСЧЕТ И ОПТИМИЗАЩЯ ПЛОТНОСТИ УПАКОВКИ ФРАКЦИЙ ЧАСТИЦ ДИСПЕРСНЫХ НАПОЛНИТЕЛЕЙ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
А.С.Ермилов, А.М.Федосеев, студентка Т.Г.Стерхова
Рассматривается алгоритмическое и программное обеспечение рас чета и оптимизации гранулометрических составов (ГРС) порошкообраз ное наполнителей полимерных композиционных материалов (ПКМ) по кри-
териго плотности упаковки. Приводится оригинальный метод расчета плотности упаковки, допускающий возможность повышения его точ ности за счет накопления новых экспериментальных данных и адап тации базовой зависимости коэффициента пористости от соотношения размеров частиц фракций.
Программа расчета и оптимизации плотности упаковки фракций частиц различного размера включает два модуля: модуль расчета плотности упаковки и модуль оптимизации гранулометрического состава.
Модуль расчета позволяет вычислить плотность упаковки для любого количества фракций и форм частиц типа: сферическая, ку бическая и цилиндрическая.
Модуль оптимизации представляет собой решение специальной задачи нелинейного программирования и дает возможность опреде лить оптимальные объемные доли фракций наполнителя, обеспечива
ющие максимум плотности упаковки. |
|
Программное обеспечение задач расчета и оптимизации |
плот |
ности упаковки реализовано в системе TURBO-PASKAL для |
пер |
сональной ЭВМ типа IBM PC. |
|
Применение предлагаемого подхода позволяет минимизировать |
|
содержание полимерных либо других связующих компонентов, |
улуч |
шить реологические и механические свойства ПКМ. Разработанное программное обеспечение можот быть использовано в химической, металлургической, строительной и других, отраслях промышленности.
УДК 541.126:662.611
АППРОКСИМАЦИЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ТЕПЛОВОЙ ТЕОРИИ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭВМ
А.М.Федосеев, А.С.Ермилов, студентка С.М.Чепчутова
Рассматриваются задачи аппроксимации тепловой теории взрыва и воспламенения, алгоритмическое и программное обеспечение их ре шения на ПЭВМ.
Алгоритмическое и программное обеспечение включает прибли женное решение следующих задач: элементарной теории теплового взрыва; краевой задачи теплопроводности для полуограниченного
тела, неограниченной пластины и граничных условий I, 2 и 3-го ро да; воспламенения на основе аппроксимации основной задачи стаци онарной теории воспламенения Франк-Каменецкого.
Программное обеспечение решения задач воспламенения разрабо тано для следующих частных случаев: вычисление параметра ФранкКаменецкого и периода индукции теплового взрыва; определение критической температуры среды или размера тела для образцов раз личной геометрической формы (плоский, цилиндрический, сферичес кий); определение характеристик очагового воспламенения (крити ческий размер очага разогрева заданной формы: плоский, цилиндри ческий, сферический) и теплового зажигания (температура и время задержки зажигания) при граничных условиях I, 2 и 3-го рода.
Особенностью программного обеспечения, разработанного в сре де TURBO -PASKAL для ЭВМ типа IBM PC, является дружественный интерактивный интерфейс между пользователем и ЭВМ в процессе реше ния задач.
Численное решение различных задач реализовано с позиций еди ного алгоритмического подхода путем решения соответствующих нели нейных трансцендентных уравнений.
Приводятся примеры практических задач из различных предмет ных областей ("Нефтедобыча", "Пороха и ВВ"), показывающие эффектив ность и универсальность предложенного подхода.
УДК 681.3.06:678.01
МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕ0Л01ИЧЕСКИХ И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
А.С.Ермилов, А.М.Федосеев, студентка Т.Ю.Борисова
Рассматриваются структурно-механическая модель, алгоритми ческое и программное обеспечение для прогнозирования реологичес ких и механических свойств полимерных композиционных материалов (ПКМ). Модель позволяет на этапе расчетного проектирования оце нить реологические и механические характеристики как неотвержДенных (в виде суспензии), так и отвержденных (сшитых) эласто мерных композиций, определить функцию напряжение - деформация эластомерного композита в условиях одноосного растяжения (ежа-
тин) в зависимости от основных параметров его рецептуры и темпера турно-скоростных условий деформирования образца.
В качестве рецептурных параметров модель использует: эффек тивную степень объемного наполнения порошкообразными компонентами, степень пластификации, концентрацию поперечных химических связей
вполимерном связующем, температуру стеклования.
Вмодели предусмотрен количественный учет возможности отслое ния частиц одного или нескольких дисперсных компонентов от поли мерного связующего. Кинетика этого процесса описывается с по мощью функции гауссовского распределения. Влияние межмолекулярно го взаимодействия в полимерном связующем, зависящего от химичес кой природы его составляющих, оценивается через температурную уда ленность от температуры стеклования.
Применение предлагаемой модели и программного обеспечения, разработанного для ПЭВМ, позволяет за счет оптимального проекти рования рецептуры обеспечивать требуемые реологические и механи ческие свойства ПКМ с наименьшими затратами времени и других ре сурсов.
УДК 541.64:543.544
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕРМОДШШЧЕСКОЙ С0ШЕСТИМ0СТИ КОМПОНБНТОВ
ВПЛАСТИФИЦИРОВАННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЯХ МЕТОДОМ ОБРАЩЕННОЙ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ
Г.А.Васильева, студентки Н.В.Погоцкая, Т.В.Шилова
В практической деятельности инженеров-технологов, разрабаты вающих рецептуры новых полимерных материалов с заданными свойствами, постоянно возникает вопрос о термодинамической совместимости компонентов и ее влиянии на эксплуатационные характеристики. Од ним из наиболее перспективных экспериментальных методов оценки термодинамической совместимости компонентов полимерных композиций, позволяющих быстро получить достоверную информацию не только о термодинамических, но и о релаксационных и некоторых других их свойствах, является метод обращенной газовой хроматографии (ОГХ).
В настоящей работе исследовалась совместимость кристалличес кого полимера - азидопентона с двумя пластификаторами при различ