Введение к работе
Актуальность работы,. Одним из направлений интенсификации це— реработки полимеров и повышения качества получаемых полуфабрикатов а изделий является использование валковых экструдеров. Методом валковой экструзия производят гранулирование пластических масо и резиновых смесей, дегазацию синтетических каучуков.
В последние годы в Волгоградском политехническом институте на кафедра "Процессы и аппараты- химических производств" бнли разработаны и внедрены в промналенность новые типы валковых экструдэров для гранулирования полимеров, изготовления заготовок профильных лент я листов большой толщины из резиновых смесей, что позволяло повысить производительность, улучшить размерное качество экструди-руегах заготовок, улучшить дегазацию перерабатываемого материала. Кроме того, при переработка полимерных отходов обеспечивается возможность загрузки больших кусков материала.
Внедрение валковых экструдэров в промышленное производство требует создания научно обоснованной методики расчета технологических режш.юв, обеспечивающих максимальную производительность и требуемое качество получаешго продукта.
Работа выполнялась в соответствия с координационным агэном АН СССР "Теоретические основы химической технологии" на І98ІГІ986 г.г. (код теш 6І.6Г/06), комплексной научно-технической программой Минвуза РСФСР "Человек" и округающая среда" на I98S-I990 г.г. (код теш 61.ІЗ/OS) и договорами на проведение научно-исследова-. тельсних, опытно-конструкторских и технологических работ .Волгоградского политехнического института с заводом РШРЗ г.Золяекого и научно-исследовательским институтом КазйЖШ, г.Казакь.
Цель работы. Целью настоящей работы является исследование влияния технологических режимов переработки резиновых смесей в валковых экструдерах на качество получаемых заготовок и разработка на основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований методика расчета технологических режимов, обеспечивающих максимальную производительность и исключающих подвулканизацию резиновых смесей.
Научная новизна. Разработана математическая модель неизотер-мического течения аномально-вязкой среда, описываемой степенным реологическим уравнением, в каналах, образованных двумя вращающимися цюшндрическиш валками, а также вращающимся валком а непод-
4 і*
видной стенкой, в случае противодавления, обусловленного наличием сопротивления на Еыходе из каналов. На основе математической модели разработан метод расчета основных характеристик процесса валковой экструзии полимерных материалов и алгоритм численного расчета поля температур в области деформации. Исследовано влияние противодавления на гидродинамику и темаературш-временной регим при течении аномально-вязких материалов мезду валками, а такне между валком и неподвижной стенкой. Разработаны методы определения времени пребывания частиц материала в области деформация и расчета степени подвудканизэции резиновых смесей при переработке в валковых экст-рудерах для оценки качества получаемых заготовок.'Предложена методика расчета рациональных технологических режимов переработки резиновых смесей в одно- и двухвалковых экструдерах.
Практическая ценность. Разработанная методика расчета рациональных технологических режимов дает возможность определить производительность, давление окструзии, температуру разогрева перерабатываемого материала, рассчитать технологические режима, обесдечи-взвдие максимальную производительность при отсутствии шдвулкаки-зации резиновых смесей, я исяользовака пр;і проектировании и внедрении валкового зкструдера для изготовления заготовок профильных лент и листов из резиновых смесей на Волжском регенератно-шиворе-моктном заводе. Экономический арфекг от внедрения составил 42037 руб.в год. Результаты диссертационной работы внедрены также в ка-учко-ксследовательску» и опытно-конструкторскую работы, выполняемые КазНИИлП г.Казань при разработке валкового гранулятора, что даст экономический эффект 41,5 тыс.,руб.в год.
Апробация работы. По результатам выполненных исследований опубликовано 9 работ, получено 2 авторских свидетельства на изобретения. Основные полсг.ения диссертационной работы докладывались на научных конференциях Волгоградского политехнического института в ISbO-ISbS годах, Всесоюзном научно-техническом совещании "Пути совершенствования, интенсификации и повышения кадехности аппаратов в основной химии" г.Сумы, 1980, 19&2 г.г., Ьсасокзной научно-технической конференции "Процессы и аппараты произзодства полимерных материалов, методы и оборудование для переработки их в изделия" г.Москва, 19Ь2 г., Всесоюзном симпозиуме "Теория механической переработки полиморннх материалов" г.Пермь, І&&5 г. * Сгуук'зуга и объем работы, диссертация состоит из введения, пяти глаз, выводов, списка литературы из 114 наименований и прилоке-
іия. Работа изложена на 215 страницах машинописного текста, содер-кяг 97 рисунков, 9 таблиц.