Содержание к диссертации
Стр.
ВВЕДЕНИЕ 5
Глава І. ЛИТЕРАТУРНБ ОБЗОР 10
1*1. Качественная характеристика хлопка-сырца ...... 12
1*2« Гигроскопические свойства компонентов
хлопка-сырца 17
1*3« Особенности влияния технологии процесса
сушки хлопка-сырца на свойства его компонентов 18
Влияние величины нагрева и обезвоживания хлопка-сырца на качественные показатели его компонентов 18
Влияние параметров процесса сушки на изменение структуры волокна 21
Глава 2* ШЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ ПРИ СУШКЕ ХЛОПКА
2.1. Сущность процесса сушки хлопка-сырца в среде 24
высоких потенциалов
Механизм сушки хлопка-сырца 25
Инженерное решение вопроса сушки хлопка-сырца
в среде высоких потенциалов 28
2.2« Исследование характера физических явлений
процесса сушки 32
Анализ закономерностей испарения влаги со свободной поверхности 34
Анализ специфики и закономерностей продвижения влаги в летучке 38
Глава 3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
3*1* Методика проведения экспериментальных иссле
дований в лабораторных условиях 44
3*2* Методика проведения экспериментальных иссле
дований в производственных условиях 47
3*3* Методика исследования структуры хлопковых
волокон , 48
3.3.1. Микроскопические исследования волокон 48
3*3*2« Физико-химические методы исследования волокон.... 49
3*4* Методика исследования физико-механических
свойств волокон 51
3*5« Методы исследования физико-механических
свойств пряжи 55
3.6. Математическая обработка результатов испытания... 56
Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛШЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Исследование процесса сушки в лабораторных
условиях 61
4.І.І. Исследование закономерности испарения свободной
влаги в среде высоких потенциалов 66
Экспериментальные исследования в производственных условиях 71
Результаты исследования структуры и физических свойств хлопкового волокна 84
Исследование ориентации и кристалличности хлопковых волокон 84
Результаты микроскопического исследования хлопковых волокон 86
Изучение структуры поверхности волокон .......... 89
Результаты оценки изменения степени белизны
волокон 91
4*3*5« Результаты исследования набухаемости целлюлозных
волокон ... 93
4.4. Результаты исследования химических свойств
хлопковых волокон 95
4.4.1. результаты оценки изменения содержания жировос-
ковых веществ в волокне 95
4.4.2. Оценка вязкости медноаммиачных растворов
целлюлозы 96
4.5. Изучение многоцикловых характеристик хлопкового
волокна ...................... 100
4.5.1. Изучение выносливости волокон при многократных
растяжениях 100
4.5*2. Изучение выносливости волокон при многократных
изгибах 102
Глава 5. ПРЯдаЛБНО-ТЕХНОЛОІИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ ХЛОПКОВОГО
ВОЛОКНА ; 105
Рекомендации по оптимальному режиму сушки
хлопка-сырца 121
Глава 6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОТ ВНЕДРЕНИЯ
РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИ СУШКЕ
ХЛОПКА-СЫРЦА ВЫСОКО! ВЛАЖНОСТИ 122
ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ 134
ЛИТЕРАТУРА 136
Приложение I .........149
Приложение 2 158
Приложение 3 .......159
Введение к работе
Коммунистическая партия Советского Союза проявляет постоянную заботу о росте производства товаров для народа. Так, Основными направлениями развития народного хозяйства СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года предусматривается увеличение производства хлопка-сырца до 10 млн.тонн [і]. Намечен целый ряд экономических и организационных мероприятий по значительному повышению эффективности хлопководства. Предусмотрено значительное укрепление материально-технической базы хлопкосеющих хозяйств и предприятий хлопкоочистительной промышленности. Это позволит довести машинную уборку до 90% всего урожая хлопка-сырца.
Хлопок-сырец машинного сбора (особенно при неблагоприятных погодных условиях) имеет повышенную влажность и засоренность зелеными примесями, что резко усложняет задачи хлопкоочистительной промышленности. С одной стороны, необходимо обеспечить своевременную приемку и сохранность такого сырья, поступающего в весьма сжатые сроки, с другой стороны, так построить технологический процесс хлопкозавода, чтобы его продукция отвечала всем требованиям потребителей.
Для решения указанных задач в настоящее время заготовительные пункты и хлопкозаводы оснащены сушильно-очистительными цехами, где сушка является важнейшим звеном технологического процесса и от которой в значительной степени зависит сохранность качества волокна и семян. Задачами сушки являются: доведение влажности хлопка-сырца до нормированной с целью сохранения природных свойств волокна и семян и создания оптимальных условий для его очистки от посторонних примесей и джинирования [2, 3, 4, 5].
Технический способ сушки хлопка-сырца осуществляется в конвективных прямоточных сушилках барабанного типа [б]. Эти сушилки хорошо себя зарекомендовали при работе в потоке завода на хлопке-сырце влажностью до 16%. Однако в последние годы хлопок-сырец, особенно низких сортов, поступает на заготовительные пункты с влажностью, превышающей 40$, это характерно для Ферганской долины, Сырдарьинской, Джизакской, Самаркандской, Хорезмской областей, ККАССР, Азербайджанской ССР. Для снижения влажности до нормированной требуется трех-четырехкратная сушка [7], что снижает производительность сушилок, приводит к ухудшению технологических свойств волокна и увеличению отходов (потере прядо-мого волокна). Поэтому в настоящее время ведутся исследовательские работы по созданию новых способов и оборудования для высокоэффективной сушки хлопка-сырца высокой влажности с влагоотбо-ром до 40$ и выше И.
Хлопок-сырец относится к термочувствительным материалам, поэтому обезвоживать его компоненты следует таким приемом, чтобы при любой интенсивности испарения влаги ее удаление из волокна и семян происходило пропорционально без термической деструкции их структуры [9]« Одним из таких приемов является разделение процесса сушки на две стадии: интенсивное нагревание материала в первом периоде и достаточно эффективное обезвоживание во втором [Ю].
На первой стадии обеспечивается кратковременная сушка в режиме идеального вытеснения, что позволяет применять сушильный агент высоких потенциалов, не опасаясь перегрева материала и структурных изменений из-за резкого перепада температурного градиента. Во второй стадии процесса происходит пропорциональное удаление влаги из компонентов хлопковой массы при однозначных градиентах температуры и влагосодержания внутри материала без
опасения перегрева волокна выше допустимой температуры. Дремя пребывания материала в зоне сушки достаточно для удаления оставшейся внутренней влаги, когда преобладает внутридиффузионное сопротивление, в настоящее время в промышленности находятся в эксплуатации сушилки, в которых использован указанный прием сушки. В ближайшее время предполагается их широкое использование в хлопкоочистительной промышленности. Для качественной эксплуатации этих сушилок необходимо исследовать влияние процесса сушки хлопка-сырца на структуру волокна, его физико-механические и прядильно-технологические свойства и на качество пряжи.
В соответствии с выбранным направлением в настоящей работе поставлена цель: Изучить влияние среды высоких потенциалов температуры и влагосодержания сушильного агента при сушке хлопка-сырца в сушилке поточно-противоточного типа на структуру, физические, механические и химические свойства хлопкового волокна и вырабатываемой из него пряжи.
Для достижения этой цели в работе решались следующие задачи:
анализ влияния механизма процесса сушки хлопка-сырца с ускоренной диффузией влаги в среде высоких потенциалов на показатели качества волокна;
исследование влияния параметров среды высоких потенциалов температуры и влагосодержания сушильного агента на изменение структуры и свойств хлопкового волокна средневолокнистых сортов хлопчатника;
установление оптимальных параметров сушки хлопка-сырца
в сушилке поточно-противоточного типа, гарантирующих сохранность природных свойств хлопкового волокна;
- разработка рекомендаций по оптимальным параметрам процес
са сушки хлопка-сырца в среде высоких потенциалов на сушилке
поточно-лротивоточного типа.
Научная новизна. В работе впервые:
получена математическая модель, характеризующая изменение физико-химических свойств хлопкового волокна от интенсивности обезвоживания хлопка-сырца в процессе сушки;
установлен характер влияния среды высоких потенциалов температуры и влагосодержания сушильного агента на структуру и физико-механические свойства волокон;
установлен характер влияния среды высоких потенциалов температуры и влагосодержания сушильного агента на износоустойчивость волокна;
установлен допустимый предел нагрева хлопка-сырца в среде высоких потенциалов, превышение которого приводит к деструкции целлюлозы и ухудшению качества волокна и пряжи.
Практическая значимость. На основе полученных в работе зависимостей изменения структуры, геометрических, физических и механических свойств хлопкового волокна под влиянием среды высоких потенциалов разработаны рекомендации по оптимизации параметров сушки хлопка-сырца в зависимости от его исходной влажности, позволяющие сохранить исходное качество хлопка-сырца, снизить образование безвозвратных отходов, увеличить выходы полуфабрикатов в прядильном производстве благодаря сохранению природных свойств волокна.
Эффект от внедрения рекомендуемых параметров только за счет снижения кратности оушки составляет 19,1 тыс.руб. на одну сушильную установку.
реализация результатов. Разработанные в работе рекомендации использованы ЩИИХпромом в технологии поточно-противоточной сушки высоковлажного хлопка-сырца и внедрены на двух заготпунктах УзССР.
Объем работы, результаты исследования изложены на 148 страницах машинописного текста, содержат 31 таблицу, 16 рисунков, список использованной литературы из 105 наименований и 3 приложения.
Похожие диссертации на Влияние среды высоких потенциалов температуры и влагосодержания на свойства хлопкового волокна после машинного сбора хлопка-сырца
