Введение к работе
Актуальность темы. Текстильная промышленность но мере развертывания в нашей стране экономических реформ оказалась в глубоком кризисе. В условиях ухудшения финансового состояния предприятий легкой промышленности, единственный путь развития техники и технологии - это совершенствование имеющегося технологического оборудования, коюрис /іошоліп повысил, конкурсиіосноіооносп. выпускаемой продукции как на внутреннем, так и на внешнем рынке.
Совершенствование технологии в пневмопрядении связано со структурой и свойствами перерабатываемого волокна. Это предопределено особенностями процессов дискретизации, кручения и транспортирования волокон, интенсивными воздушными потоками, снижающими влагосодержание волокон; па полокна действуют шачительные силы и моменты, определяемые модулями продольной и поперечной упругости; интенсивное трение волокон относительно друг друга и стенок камеры, обуславливает важность их фрикционных свойств и процессов электризации.
Самые существенные изменения свойств волокон можно получить, изменяя их влажность. Известно, что чем суше волокна, тем они более жесткие, меньше их прочность и удлинение, выше электризуе-мость. При этом ухудшается формирование пряжи, снижается ее качество, растет обрывность.
Влажность полокна является одним из наиболее значимых параметров, характеризующих его прядильные свойства и влияющих на ход и результаты технологического процесса по производству пнемомеха-нической пряжи.
Повышение качества продукции за счет улучшения физико-механических свойств и структуры перерабатываемого полокна является актуальної! задачей прядения. Применение локальної о доувлажпе-1шя волокон в пневмопрядении позволяет наиболее полно использовать потенциальные возможности волокна, повысить стабильность технологического процесса, увеличить производительность оборудования.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с научно-технической программой "Текстиль России" по заданию Госкомитета Российской Федерации по высшему образованию.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является повышение качества вырабатываемой пряжи на основе целенаправленного изменения физико-механических свойств и структуры волокон путем увеличения их влажности в процессе пневмопрядения.
В соответствии с поставленной целью предусмотрено решение следующих задач:
-
изучение взаимосвязи изменения физических и механических свойств, а также структуры волокон при обработке их в среде пара со свойствами получаемой пряжи;
-
усовершенствование технологии получения пряжи пневмомеханическим способом путем изменения структуры и свойств волокон под действием пара.
Методика исследований. Работа содержит теоретические и экспериментальные исследования. Теоретические исследования проведены на основе теории массо- и теплопереноса для научного обоснования времени и способа увлажнения.
Для обеспечения экспериментальной части работы, создана лабораторная установка по изучению кинетики увлажнения различного вида волокон в среде водяного пара.
Экспериментальные исследования проводили в лабораториях ИГТА, ИвНИТИ и фабрики АО "Балашова".
Обработку результатов осуществляли с применением методов математической статистики с использованием ЭВМ.
Научная новизна. Разработана нелинейная математическая модель тепломассопереноса, в которой константы тепломассообмена взяты в виде линейных функций влагосодержания волокон. Решение полученных уравнений выполнено численным методам и согласуется с экспериментальными данными.
Установлена нетривиальная зависимость между значением различных физических свойств и параметров структуры волокон от времени их запаривания.
Получена зависимость свойств вырабатываемой пряжи, от характеристик перерабатываемых волокон.
Практическая значимость. Усовершенствован способ пневмомеханического прядения и устройство для его осуществления, позволяющее повысить прядомые свойства волокон и, как следствие, повысить удельную разрывную нагрузку хлопчатобумажной пряжи (29 текс) на 20%, показатель качества пряжи на 29,3%, снизить коэффициент вариации по линейной плотности на 21,4%. При этом получаемая пряжа имеет улучшенную структуру.
Показано, что использование таких характеристик волокон как: модули продольной и поперечной упругости и коэффициент тангенциального сопротивления (КТС), позволяет обоснованно решать вопросы определения уровня технологических параметров пневмопрядения, таких как виды смесок, скорость вращения дискретизирующего барабанчика, крутка.
Ожидаемый экономический эффект внедрения разработанного способа и устройства для его осуществления (заявка на изобретение № 94023869/12 от 24.06.94 г. с решением о выдаче патента Российской Федерации от 30.05.96 г.), рассчитанный на основе планово-экономических данных фабрики АО " Балашова" в ценах 1995 года, составил 13810490 руб. в год на одну пневмопрядильную машину.
Реализация работы. Усовершенствованный способ пневмомеханического прядения и устройство для его осуществления, позволяющее увлажнять волокно в зоне его дискретизации, испытаны на фабрике АО "Балашова" г. Иваново.
Основные научные разработки внедрены в учебный процесс ИГТА.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы были доложены и получили положительную оценку на :
-Международной научно - технической конференции "Современные тенденции развития технологии и техники текстильного производства" "Прогресс-93", (Иваново, 1993 г.);
-Международной научно - технической конференции "Проблемы развития малоотходных ресурсосберегающих экологически чистых
технологий в текстильной и легкой промышленности" "Прогресс - 94" (Иваново, 1994 г.);
Международной научно - технической конференции "Проблемы развития малоотходных ресурсосберегающих экологически чистых технологий в текстильной и легкой промышленности" "Прогресс - 95", (Иваново, 1995 г.);
Интернациональной конференции молодых ученых (г. Либерец, Чехия, 1995 г.)
совместном заседании кафедры механической технологии текстильных материалов и кафедры физики Ивановской государственной текстильной академии (1996 г.).
Публикации. Основные результаты выполненной работы освещены в журнале "Известия вузов. Технология текстильной промышленности", четырех тезисах докладов научно-технических конференций, одних тезисах интернациональной конференции молодых ученых и получено решение о вьщаче патента Российской Федерации от 30.05.96 г. по заявке на изобретение № 94023869/12 от 24.06.94 г.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, общих выводов и списка литературы из 225 наименований, а также приложений. Текст диссертации содержит 271 страниц машинописного текста, из них 63 рисунка , 38 таблиц и 7 приложений.
