Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Математическое моделирование процесса охлаждения провода с пластмассовой изоляцией Широких, Дмитрий Иванович

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Широких, Дмитрий Иванович. Математическое моделирование процесса охлаждения провода с пластмассовой изоляцией : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.13.16 / Пермский гос. техн. ун-т.- Пермь, 1998.- 13 с.: ил. РГБ ОД, 9 98-8/358-4

Введение к работе

Актуальность темы. В последние годы производство термопластичных материалов и изделий из них достигло значительных объемов. Особенно большое развитие получила переработка полиэтилена (ПЭ). Обладая хорошими диэлектрическими свойствами, ПЭ активно используется в кабельной промышленности. При производстве кабелей и проводов с ПЭ изоляцией широкое распространение получили экструдеры. Экструдер является основным устройством, обеспечивающим' наложение изоляции на токопроводящую жилу (ТПЖ). Преимуществом процесса экструзионной переработки ПЭ является его непрерывность. В состав экструзионной линии, кроме экструдера, входит ряд устройств, необходимых для осуществления качественного изолирования. Одним из таких устройств является ванна, обеспечивающая охлаждение разогретой ПЭ изоляции. В процессе охлаждения происходит формирование внутренней структуры, диэлектрических, механических и химических свойств изоляции. Заданные технологические условия проведения охлаждения влияют на перечисленные свойства ПЭ изоляции. Необходимость наложения жестких требований к диэлектрическим свойствам изоляции обусловлена рядом причин. В частности:

- ростом потребности в качественных кабельных изделиях,

- стремлением снизить себестоимость готового изделия за счет
сокращения расхода материалов, входящих в состав провода (кабеля).
При этом, конструктивные особенности кабельного изделия
определяются условиями эксплуатации (электрическое поле,
температурные воздействия и механические нагрузки).

Одним из мероприятий по улучшению свойств изоляции является
оптимально заданный режим ее охлаждения. При неравномерном
охлаждении возможно появление опасных технологических

напряжений в изоляции и, как следствие, нарушение ее сплошности, отсутствие адгезии к жиле. Быстрая скорость охлаждения приводит к недостаточной закристаллизованности ПЭ, что ведет к снижению электрической прочности изоляции. В связи с этим, актуальными являются исследования и анализ причин, вызывающих изменения эксплуатационных характеристик изоляции во время охлаждения, а также выявления закономерностей влияния параметров режима охлаждения на эти процессы.

Тема диссертационной работы совпадает с одним из направлений научных исследований, проводимых на кафедре Конструирование и технология электрической изоляции Пермского государственного технического университета и является составной частью хоздоговорной работы для АО "Камкабель".

Цель работы:

- изучение влияния условий проведения охлаждения изоляции из полиэтилена низкого давления (ПЭНД) на распределение температурных полей в объеме провода, степени кристалличности и величины технологических напряжений в объеме полимера,

,: - определение оптимальных условий охлаждения изоляции с точки зрения электрической прочности и механической сплошности ПЭНД на основании просчитанных вариантов.

Задачи исследования.

1. Анализ литературных источников, существующих систем
охлаждения, а также методов определения температурного поля и
остаточных напряжений в изоляции. Изучение работ, касающихся
определения зависимости диэлектрических свойств ПЭ от
температуры.

2. Разработка математической модели расчета температурного и
конверсионного (кристаллизационного) полей в проводе.

3. Проведение экспериментов для определения значений
необходимых констант и зависимостей свойств конкретного полимера
от температуры.

4. Построение физических соотношений, описывающих
напряженно - деформированное состояние (НДС) полимера.
Разработка математической модели формирования остаточных
напряжений в ПЭ в процессе его охлаждения.

5. Расчет распределения температуры, степени кристалличности,
перемещения и радиального напряжения по длине ванны для провода с
конкретным марко - размером и технологическим режимом его
изготовления.

6. Подбор условий охлаждения, при которых не возникает
нарушения сплошности изоляции и в конце ванны реализуется
максимально возможное и равномерное по радиусу поле степени
кристалличности.

Научная новизна. Разработана математическая модель процесса охлаждения ПЭ изоляции провода при его производстве, учитывающая внутренние источники теплоты, нелинейность свойств материалов провода и изменение морфологии. С использованием модели исследованы поля температур, степени кристалличности, напряжений, деформаций и перемещений в проводе в процессе охлаждения.

Практическая ценность. Проведенные исследования выполнены по заказу АО "Камкабелъ". Проведены расчеты для конкретного промьшіленного изделия. На основании расчетов даны практические рекомендации по улучшению свойств и качества изоляции изготавливаемого провода. Разработанная модель дает возможность варьировать параметры изделия и условия его охлаждения, тем самым,

решать широкий круг технологических задач, в частности, для действующего технологического оборудования позволяет подобрать рациональный по тем или иным параметрам режим охлаждения. Научные разработки диссертации можно использовать при проектировании нового экструзионного оборудования.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций диссертации обоснованы: теоретическими предпосылками, базирующимися на фундаментальных положениях теории теплопроводности и упругости; удовлетворительной сходимостью результатов теоретических исследований с результатами натурных наблюдений и экспериментов.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы обсуждались на 8 - ой Всероссийской научно - технической конференции "Научно - технические проблемы конверсии промышленности Западного Урала", на 11 - ой Зимней школе (2 - ой международной) по механике сплошных сред, на научных семинарах кафедр: «Конструирование и технология электрической изоляции», «Вычислительная математика и механика», «Прикладная математика», «Математическое моделирование систем и процессов», «Теоретическая механика» Пермского государственного технического университета (1998 г.).

Публикации. Основные положения диссертационной работы отражены в 7 печатных работах.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы (77 наименований) и приложения. Материал изложен на 120 страницах и содержит 98 рисунков, 11 таблиц.

Похожие диссертации на Математическое моделирование процесса охлаждения провода с пластмассовой изоляцией