Содержание к диссертации
стр.
ВВЕДЕНИЕ 5
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО ЛИТЕРАТУРНЫМ ДАННЫМ
И ПОСТАНОВКА ЗАДАЛИ
Ассортимент текстильных полотен фильтровального назначения и их классификация 12
Качественные показатели фильтровальных тканей, методы их определения 16
Фильтрационные характеристики и методы их оценки 16
Влияние волокнистого состава и структуры
ткани на ее фильтрационную способность . . 31
Выносливость ткани при фильтровании ... 32
Факторы, влияющие на износостойкость тканей 34
Методы оценки качества тканей 41
2. ВЫБОР,.ОБЪЕКТОВ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЛЬТРОВАЛЬНЫХ
ТКАШЙ
Способ производства масла из семян хлопка в Египте 48
Условия эксплуатации масляных фильтров и требования, предъявляемые к фильтровальным тканям ... 50
Выбор объектов исследования 52
Методика исследования фильтрационной способности тканей ..... 53
Аппаратура и методика исследования формоустойчи-вости тканей при однократном растяжении 64
Аппаратура и методика исследования формоустойчи-вости тканей при многократном пространственном растяжении 68
Аппаратура и методика исследования износостойкости тканей 70
Методика опытной эксплуатации масляных фильтров . 72
3. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ФИЛЬТРОВАЛЬНЫХ ТКАНЕЙ ДЛЯ
ОТШМА МАСЛА
Исследование фильтрационной способности тканей . . 77
Исследование формоустойчивости тканей при однократном растяжении 85
Исследование формоустойчивости тканей при многократном пространственном деформировании 94
Определение напряжений в масляных фильтрах .... ИЗ
Исследование фильтровальных тканей при однократном и многократном изгибе
Зависимость стрелы прогиба масляных фильтров от гидростатического давления и структуры тканей в условиях эксплуатации .... 118
Исследование выносливости фильтровальных тканей при многократном изгибе 120
Исследование устойчивости фильтровальных тканей к истиранию по сгибам 123
3.6. Прогнозирование долговечности фильтровальных
тканей при отжиме масла из семян хлопка
3.6.1. Оценка долговечности масляных фильтров
при растяжении до разрыва 127
3.6.2. Оценка долговечности масляных фильтров
при многократном изгибе 131
3.6.3. Оценка долговечности масляных фильтров
при истирании по сгибам * . . . 133
4. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ЛАБОРАТОРНОГО ИЗНАШИВАНИЯ
ФИЛЬТРОВАЛЬНЫХ ТКАНЕЙ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ИХ
износ остЖости
Исследование изнашивания тканей в условиях промышленной эксплуатации фильтров 138
Разработка метода лабораторного изнашивания фильтровальных тканей 154
Исследование взаимосвязи между показателями формоустойчивости тканей по результатам лабораторного изнашивания и эксплуатации фильтров. . . 165
Прогнозирование износостойкости масляных фильтров к различным воздействиям 169
5. КОМШШЖАЯ И СМЕШАННАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА МАСЛЯНЫХ ФИЛЬТРОВ
Выбор номенклатуры показателей свойств для оценки качества фильтровальных тканей 184
Экспертная оценка значимости выбранных показателей фильтрационной способности и износоустойчивости
тканей . 186
Комплексные оценки фильтрационной способности и износоустойчивости фильтров 193
Разработка метода сравнительной смешанной оценки качества фильтров для отжима масла 197
6. ОПТИМИЗАЦИЯ СТРУКТУРЫ ФИЛЬТРОВАЛЬНЫХ ТКАНЕЙ. ^
ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ НАДЕЖНОСТЬ В ЭКСПЛУАТАЦИИ И КАЧЕСТВЕННЫЙ
ОШМ МАСЛАИЗ СЙІН ХЛОПКА
Обоснование выбора сырьевого состава и структуры нити при проектировании тканей из полиэфирных нитей для масляных фильтров с учетом размеров фильтруемых частиц . 205
Оптимизация структуры фильтровальных тканей для
отжима хлопкового масла . 212
6.3. Экономическая эффективность от замены фильтров из
нейлоновых тканей на полиэфирные ткани на заводах
маслоделия 238
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ 242
ЛИТЕРАТУРА 247
ПРИЛОЖЕНИЯ 259
Введение к работе
Актуальность работы. В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года", утвержденных ХХУІ съездом КПСС, указывается на необходимость "значительно повышать качество всех видов выпускаемой продукции, расширять и обновлять ассортимент изделий в соответствии с требованиями развития народного хозяйства и научно-технического прогресса" [1-і]»
Египет является крупнейшей хлопководческой страной, занимающей шестое место в мире по производству хлопка. На этой базе в Египте построена большая сеть заводов по производству масла из семян хлопка для пищевой промышленности. В связи со все более расширяющимся экспортом масла в другие страны ставится задача повышения его качества, которое во многом определяется качеством технологического процесса его производства и, в первую очередь, качеством фильтрации из семян.
Это в полной мере относится и к текстильным изделиям технического назначения, среди которых значительный объем занимают фильтровальные ткани, диапазон их использования весьма широк, как например, для улавливания ценных металлов в горнорудной промышленности, при производстве масла, цемента, сажи, в воздухоочистителях санитарно-гигиенического назначения и многих других отраслях народного хозяйства. Поэтому исследования свойств фильтров в конкретных условиях эксплуатации с целью повышения их качества и надежности представляют большой практический и теоретический интерес.
Основным недостатком фильтров, используемых в маслоделии,
является малый срок их службы, что резко снижает производительность труда в связи с необходимостью часто прекращать работу для их замены и приводит к повышенному перерасходу тканей. В решении проблемы повышения качества фильтровальных тканей, используемых для отжима хлопкового масла, важным является рациональное использование различных видов сырья, совершенствование структуры масляных фильтров с учетом требований, предъявляемых к тканям данного назначения. При этом улучшение качества продукции невозможно без знания их свойств и умения правильно и объективно оценивать показатели качества. Однако существующая нормативно-техническая документация (ГОСТ 4.36-73) по оценке качества фильтровальных тканей для пищевой промышленности не учитывает важнейшие показатели свойств, определяющие фильтрационную способность и долговечность тканей, их качество оценивается в основном только по разрывной нагрузке и разрывному удлинению, что не соответствует характеру работы тканей в эксплуатации и поэтому даже высокие значения разрывной нагрузки не гарантируют большого срока службы тканей и высокое качество фильтрации.
Задача заключается в том, чтобы установить минимальный комплекс показателей качества тканей для отжима и фильтрации масла, который позволял бы обеспечить надежное их использование по назначению.
Одной из важных проблем, стоящих перед пищевой промышленностью хлопководческих стран, является улучшение качества тканей, применяемых для отжима и фильтрации масла из семян хлопка. Широко распространенная нейлоновая фильтровальная ткань для производства масла не отвечает предъявляемым требованиям по показателям фильтрационной способности и выходит из строя значительно раньше срока ввиду низкой формо-, износоустойчивости и вслед-
ствие технологического закупоривания структуры. Отсутствие метода проектирования масляных фильтров по заданному размеру фильтруемых частиц, а также методов оценки их свойств в условиях лабораторного изнашивания значительно затрудняет объективную оценку качества и создание тканей с оптимальными свойствами.
В связи с этим тема работы является весьма актуальной и связана как с разработкой методов лабораторной оценки свойств масляных фильтров, так и с вопросами оптимизации и проектирования фильтровальных тканей с повышенной фильтрационной способностью и долговечностью.
Таким образом, исследование поведения тканей фильтровального назначения в эксплуатации, разработка метода оценки их качества представляют собой важную научную и практическую задачу, от решения которой следует ожидать улучшения качества масляных фильтров, их надежности и долговечности, а также социального и экономического эффекта за счет рационального использования сырья, улучшения условий труда и повышения производительности.
В связи с этим целью данной работы является определение комплекса показателей свойств для оценки качества и проектирования ткани для отжима и фильтрации масла из семян хлопка с повышенной фильтрационной способностью, долговечностью и рациональным использованием сырья.
В соответствии с темой и целью в работе были поставлены и решались следующие задачи:
Разработка требований к тканям для масляных фильтров.
Выбор номенклатуры показателей свойств фильтровальных тканей.
Определение взаимосвязи структуры с показателями фильтрационной способности, формо- и износоустойчивости тканей.
Разработка методов лабораторной оценки свойств тканей, приближенных к условиям промышленной эксплуатации масляных фильтров.
Оптимизация структуры масляных фильтров для отжима масла из семян хлопка.
Проектирование фильтровальной ткани по заданному размеру фильтруемых частиц.
Методика исследований. Работа содержит теоретические и экспериментальные исследования, необходимые для решения поставленных задач.
В теоретических исследованиях использованы теория фильтрации жидкостей в пористых средах, теория подобия и анализа размерности, теория упругости и сопротивления материалов Сбезмоментная теория), а также теории надежности, математические модели строения ткани и методы приближенных вычислений.
Основные теоретические положения работы проверены экспериментально.
Экспериментальные исследования проведены на современном оборудовании с применением методов планирования эксперимента и методов математической статистики с обработкой результатов на микро-ЭВМ типа "Casio Zx-120".
Научная новизна работы заключается в следущих теоретических и экспериментальных положениях, впервые полученных автором:
разработаны требования к тканям, предназначенным для отжима и фильтрации масла из семян хлопка;
установлен комплекс свойств, определяющий возможность успешной и длительной эксплуатации тканей для фильтрования хлопкового масла;
установлены теоретические и эмпирические зависимости для прогнозирования формо- и износоустойчивости масляных фильтров при длительной эксплуатации;
получены математические выражения, позволяющие теоретически предсказать релаксационные процессы, возникающие в фильтровальных тканях;
с помощью критерия подобия проведено моделирование показателей формо- и износоустойчивости масляных фильтров в условиях их промышленного изнашивания;
проведена оптимизация структуры тканей и получены номограммы зависимостей от нее показателей фильтрационной способности, формоустойчивости и материалоемкости фильтров;
~ разработан сравнительный смешанный метод оценки качества фильтровальных тканей;
получены формулы расчета диаметра пор и начального сопротивления фильтрованию;
разработан метод проектирования тканей по заданному размеру фильтруемых частиц.
Практическая ценность работы. Разработанный метод смешанной оценки качества масляных фильтров позволяет прогнозировать их поведение при отжиме и фильтрации масла из семян хлопка в промышленных условиях без проведения дорогостоящей опытной эксплуатации.
Полученные регрессионные модели и номограммы показателей фильтрационной способности, формоустойчивости и материалоемкости фильтров целесообразно использовать при проектировании новых высококачественных с рациональной материалоемкостью фильтровальных тканей.
Разработанный метод оптимизации тканей для масляных фильтров позволяет спроектировать более долговечную и экономичную двухслойную полиэфирную ткань для отжима и фильтрации масла из семян хлопка взамен действующей.
Разработана оптимальная структура двухслойной фильтровалъ-, ной ткани из полиэфирных нитей для отжима масла из семян хлопка.
Экономический эффект от внедрения нового разработанного масляного фильтра на заводе "Маср" для маслоделия и мыловарения в Египте (г.Сандуб) составляет 152 тыс.египт.фунтов (125 тыс. руб.) в год, что подтверждено документально. В целом по заводам Египта возможен годовой экономический эффект в сумме 3,05 млн. египт.фунтов (2,5 млн.рублей).
Основное содержание диссертации опубликовано в работах:
Абу-Талеб Х.А. Выбор номенклатуры показателей свойств для оценки качества масляных фильтров. - В кн.: Повышение эффективности процессов создания текстильных материалов. Межвузовский сборник научных трудов молодых преподавателей МГИ, 5 июня 1984 г.
Абу-Талеб Х.А., Кобляков А.И. Стойкость масляных фильтров к многократным механическим воздействиям. - В кн.: Совершенствование методов и приборов, улучшающих оценку качества текстильных материалов. Тез. докл. XI Всесоюзн. науч.конф. по текстильному материаловедению. Москва, 25-27 сентября 1984 г.
Абу-Талеб Х.А., Кобляков А.И. Оптимизация структуры тканей для фильтрования хлопкового масла. Тез. докл. науч. конф. профессорско-преподават. состава, науч. сотруд. и аспирантов
МШ, 20-21 марта 1985 г.
Апробация работы. Результаты исследований доложены и одобрены на:
Ж Всесоюзной научной конференции по текстильному материаловедению. М., 1984 г.;
научной конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов Московского ордена Трудового Красного Знамени текстильного института им. А.Н.Косыгина. М., 1985 г.;
научной конференции молодых ученых МГИ, 1984 г.;
заседании кафедры текстильного материаловедения МТИ,1984-1985 гг.
Объем работы, диссертационная работа состоит из введения, шести глав, общих выводов и рекомендаций. Работа содержит 309 страниц, из- них 52 таблиц, 55 рисунков, список литературы, включающий 106 наименований, 5 приложений.
