Процес екструзії полімерів на каскадному дисково-шестеренному екструдері

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorШвед, Дмитро Миколайович
dc.contributor.degreedepartmentМашин та апаратів хімічних і нафтопереробних виробництвuk
dc.contributor.degreefacultyІнженерно-хімічнийuk
dc.contributor.degreegrantorНаціональний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»uk
dc.date.accessioned2017-04-25T09:52:52Z
dc.date.available2017-04-25T09:52:52Z
dc.date.issued2017
dc.description.abstractenIn this wirk the power saving system of cascade disk-gear-type extrusion is designed on the basis of physical and mathematical modeling of processes wich take place during polimer material extrusion. The aplication of disk type extruder with dosing feed for melting and homogenization processes and gear-type pump for pressure generation and dosing is substantiated. The physical and mathematical models of mass and heat transfer processes in gear-type pump on the basis of equation of mass, impulse and energy conversation are created. The characteristics are defined and calculation technique and appropriate software for determination of main parameters of gear-type pump during pumping of high viscosity polymer liquid melt are designed. The adequacy of created models is validated by the results of experimetals researches wich have been carried out. The modes of combined action of aggregates of cascade disk-gear-type extruder are determinated experimentally and proposed for practical using. Also it is determinated that using of such type of extruder in technological lines for polymer processing allows save up to 4% of raw materials and energy.en
dc.description.abstractruВ работе на основании моделирования физических процессов, которые происходят при экструзии полимеров, разработана ресурсоэнергосберегающая система каскадной дисково-шестерённой экструзии. Обосновано использование дискового экструдера с дозированным питанием для процессов плавления и гомогенизации, а для процессов создания давления и дозирования - шестерённого насоса. Анализ технических условий на изготовление полимерных труб, пленок, профильно-погонажных изделий показывает, что допуски на геометрические размеры во многих случаях составляют 10-15 % от номинального значения. Обусловлено это тем, что в используемых для этих целей червячных экструдерах взаимосвязанные процессы питания, плавления, гомогенизации и дозирования выполняются одновременно одним рабочим органом – червяком, что усложняет возможность оперативного управления процессом экструзии. К тому же процесс дозирования выполняется вязкостным червячным насосом, который имеет недостаточно «жесткую» напорную характеристику, поэтому нестабильность процессов в предыдущих зонах питания и плавления создает колебания давления и производительности на выходе и, соответсвенно, геометрических размеров изделий. Разработанная система каскадной дисково-шестерённой экструзии разделяет весь процесс экструзии на отдельные операции или их группы с автономным управлением, что позволяет выбирать рациональные режимы для каждой из выделенных операций и выполнять весь процесс экструзии в оптимальном режиме. Использование для создания давления и дозирования шетеренного насоса с высоким внутренним гидравлическим сопротивлением позволяет отсечь колебания параметров на входе в насос и стабилизировать давление и производительность на выходе из него. Это позволяет уменьшить допуски на геометрические размеры изделий и повысить качество выпускаемой продукции. Сформулированы основные положения моделирования процессов каскадной дисково-шестеренной экструзии и процессов переноса массы и энергии в дозирующем шестерённом насосе. На основании уравнений сохранения массы, импульса и энергии, с учетом высокой вязкости неньютоновских псевдопластичных расплавов полимеров, значительных температур и давлений, а также необходимости гарантированного смазывания поверхностей трения расплавом полимера предложены физическая и математическая модели процессов переноса в шестеренном насосе. Проведена классификация зазоров шестеренного насоса и предложен механизм переноса расплава из зоны низкого давления в зону высокого давления, который состоит из дискретного переноса основной части расплава межзубными впадинами шестерень, переноса части расплава граничной поверхностью за счет вязкости и переноса расплава вследствие градиента давлений. При этом направления градиентов переноса массы в разных зонах насоса не всегда совпадают, поэтому фактический перенос массы определяется их суммой. Дискретный перенос массы определяется на основании теории эвольвентного зацепления, а два последних вида переноса определяются решением системы уравнений неразрывности и движения. Энергия в шестеренном насосе расходуется на создание давления и на вязкостное трение в зазорах, а также при циркуляции расплава по высоте и ширине межзубных впадин шестерень Получены зависимости для определения основных параметров шестерённого насоса при дозировании высоковязких расплавов полимеров, а также разработаны методика расчета и соответствующее програмное обеспечение. Адекватность созданных моделей и полученых зависимостей подтверждена результатами проведенных экспериментальных исследований. Экспериментально определены и предложены режимы совместной работы агрегатов каскадного дисково-шестерённого экструдера в составе технологических линий для переработки полимерных материалов, а также установлено, что использование такого екструдера позволяет экономить до 4 % сырья и енергии.ru
dc.description.abstractukУ роботі на основі моделювання фізичних процесів, що відбуваються при екструзії полімерів, розроблена ресурсоенергоощадна система каскадної дисково-шестеренної екструзії. Обгрунтовано використання дискового екструдера з дозованим живленням для процесів плавлення та гомогенізації, а для процесів створення тиску та дозування - шестеренного насоса. Створено фізичну та математичну моделі процесів перенесення маси та енергії в шестеренному насосі на основі рівнянь збереження маси, імпульсу та енергії. Отримані залежності та розроблено методику розрахунку і відповідне програмне забезпечення для визначення основних параметрів шестеренного насоса при перекачуванні високов’язких розплавів полімерів. Адекватність створених моделей підтверджено результатами проведених експериментальних досліджень. Експериментально визначені та запропоновані режими сумісної роботи агрегатів каскадного дисково-шестеренного екструдера, а також встановлено, що використання такого екструдера в складі технологічних ліній для переробки полімерних матеріалів дозволяє заощаджувати до 4 % сировини та енергії.uk
dc.format.page26 с.uk
dc.identifier.citationШвед, Д. М. Процес екструзії полімерів на каскадному дисково-шестеренному екструдері : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.17.08 – процеси та обладнання хімічної технології / Швед Дмитро Миколайович. – Київ, 2017. – 26 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/19318
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.status.pubpublisheduk
dc.subjectекструзія полімерівuk
dc.subjectдисковий екструдерuk
dc.subjectшестеренний насосuk
dc.subjectрівняння збереженняuk
dc.subjectдозуванняuk
dc.subjectресурсоенергозбереженняuk
dc.subjectpolymer extrusionen
dc.subjectdisk-type extruderen
dc.subjectgear-type pumpen
dc.subjectequation of conversationen
dc.subjectdosingen
dc.subjectresourse and power savingen
dc.subjectэкструзия полимеровru
dc.subjectдисковый экструдерru
dc.subjectшестерённый насосru
dc.subjectуравнения сохраненияru
dc.subjectдозированиеru
dc.subjectресурсоэнергосбережениеru
dc.subject.udc66.02.011:678.057.3](043.3)uk
dc.subject.udc66.02.011:678.027.3](043.3)uk
dc.titleПроцес екструзії полімерів на каскадному дисково-шестеренному екструдеріuk
dc.typeThesisuk
thesis.degree.levelcandidateuk
thesis.degree.nameкандидат технічних наукuk
thesis.degree.speciality05.17.08 – процеси та обладнання хімічної технологіїuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Shved_aref.pdf
Розмір:
1.44 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.8 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Автореферати (МАХНВ)
Автореферати (вільний доступ)