LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Розробка основ ресурсозберігаючої технології глибокої переробки льоноволокна із застосуванням електророзрядної нелінійної об'ємної кавітації

(2)

Оскільки гідростатичний тиск незначний, то його величиною можна нехтувати. Тоді

рн+ рк = рв (3)

При тиску рідини у волоконно-капілярній системі, зовнішньому тиску рв протидіятиме тиск, пов'язаний з подоланням комплексного тертя рідини, що рухається в капілярній системі та із стисненням газової фази, що затиснена в цій системі

рв= Dр + ргд (4)

де Dр - перепад тиску, пов'язаний з опором тертя рідини в капілярі;

ргд - тиск паро-повітряної суміші, затисненої у волоконно-капілярній системі.

Отримано наступне рівняння для часу просунення фронту рідини на повний радіус R:

, (5)

де B=8n/rк2 (n - в'язкість рідини; rк - середній радіус капілярів); R'- просунення фронту за 1 імпульс; r - щільність рідини; U - напруга на обкладинках конденсатора; L - індуктивність розрядного контуру; lp – довжина розрядного проміжку; b1 – відома безрозмірна функція критерію подібності.

Аналіз цього рівняння дозволяє встановити, що величина просування фронту рідини у волокно-капілярному середовищі за один імпульс зростає з підвищенням амплітуди імпульсів тиску і зменшенням відстані фронту від осі розрядного проміжку. З наростанням загальної кількості імпульсів дії на заданий об'єм середовища прибуток просування фронту буде поступово зменшуватися. Це пов'язано із зростанням протитиску, як наслідку зростання комплексного тертя в капілярах і стискання пароповітряної суміші в окремих ділянках капілярів і, відповідно, не видаленої з волокно-капілярного середовища.

Тобто з наближенням фронту рідини, яка рухається до межі R, величина R' зменшується під дією капілярного тиску

У загальному вигляді приріст просунення фронту рідини з наростанням числа імпульсів дії на систему записується як

, (6)

де q - показник ступеня гіперболічного типу.

Інтегруючи рівняння (6) в межах від 0 до n, при q = 0,175, знайденим експериментально, маємо таке рівняння для приросту просунення фронту рідини з наростанням числа імпульсів дії на водо-льоноволоконну систему:

. (7)

Якщо ж розглядувати рух рідини у окремому капілярі, то стверджується, що під дією тиску на відокремлене волокно, що заповнене повітрям, відбувається стиснення зовнішнього шару, а потім, при подальшому розширенні цього шару волокна, воно починає як насос всмоктувати в себе рідину. При дії наступного імпульсу зовнішній шар із рідиною стискається слабо, але більше стискається наступний шар за глибиною маси. І так до тієї пори, поки не просочиться все волокно. З використанням акустичного підходу була зроблена оцінка поведінки межі розділу середовищ, яка дала змогу стверджувати, що межа не повертається в колишнє положення.

Таким чином, під дією інтенсивної кавітації в кожен капіляр льоноволокна швидко просувається активована рідина. Показано гідродинамічний механізм руху рідини в волокно-капілярному середовищі.

Шостий розділ присвячений прикладним дослідженням електророзрядної інтенсифікації льонопереробляючих виробництв, зокрема ватяного і прядивного.

Електророзрядна обробка здійснювалася в порційній розрядній камері (реакторі) при довільному взаєморозташуванні волокон і електродної системи (вертикальної). Варіювалися: енергія в імпульсі, частота посилань імпульсів, кількість імпульсів, обсяг оброблюваного розчину, концентрація оброблюваного волокна.

Експериментальні дослідження електророзрядної інтенсифікації ватяного виробництва показали, що задача отримання лляної вати розв'язується мінуючи стадію лужного відварювання, нейтралізації, кислотної і подальшої промивки. Головним процесом стає електророзрядне вибілювання, якому передує електророзрядна первинна обробка при повній відсутності хімічних реагентів, а укладає процес промивка волокна водою з електророзрядною активацією процесу. Особливо слід зазначити зменшення у 5 разів кількості використовуваних хімічних відбілювачів – гіпохлориту кальцію (концентрація розчину 2 %), а також двократне скорочення часу операції вибілювання. Разом з тим, повністю виключається штучний підігрів робочих розчинів.

Необхідно вказати, що при такій обробці існує оптимальна кількість електричних імпульсів, при якої забезпечуються високі характеристики вати. Подальше збільшення часу електророзрядної обробки призводить до зниження білизни вати, унаслідок реабсорбції забруднень на поверхню волокна. Проте, збільшення часу електророзрядної обробки знижує концентрацію пектинів, що може бути використане в тих випадках, коли вимоги до білизни не особливо великі.

Як результат встановлення оптимальних умов обробки льоноволокна з метою виготовлення лляної вати були одержані наступні параметри (табл. 1).

Таблиця 1


Параметри обробки льоноволокна з метою виготовлення лляної вати



Параметри обробки


Час оброб-ки, хв.

Поча-ткова на-пруга, кВ

Ємність конден-сатора, мкФ

Об'єм раст-вору, л

Час-тота поси-лань імпу-льсів, Гц

Дов-жина розря-дного про-міжку, мм

Кон-цен-трація

Вибі-лювача % *)


Технологічна операція








Попередня

електророзрядна обробка

5

20-25

0,25

2

2

10-15

-

Електророзрядне вибілювання

10

30-35

0,25

2

2,5

10-15

2

Електророзрядна промивка

5

30-35

0,25

6

4

10-15

-

*) в якості вибілювача використовувався кальцію гіпохлорит


За умов дотримання вищенаведених параметрів обробки льоноволокна одержано слідуючи показники обробки волокна: відносний вміст залишкових пектинів – 2 %, білість – 80 %.

Досягнення високих якісних показників лляної вати, отриманої електророзрядним способом разом із зниженням температури, часу обробки і концентрації хімічного реагенту при сумісному використанні хімреагентної та електророзрядної обробки обумовлено сумарною дією всіх чинників електричного розряду на льоноволокно.

Виконувалося також встановлення критеріїв оцінки оптимальної підготовки льону низьких номерів до процесу фізико-механічного котонування, при якому основним засобом дії був підводний електричний розряд. Був зроблений висновок, що волокно, котонізоване за допомогою електричного розряду у воді, близьке по штапельній довжині до бавовняного волокна. Кількість прядомих волокон (від 15 до 45 мм) складає близько 70 %. Таке волокно надалі може бути використане на бавовнопереробних підприємствах у кардній системі прядіння для вироблення пряжі середньої лінійної густини. Середній діаметр котонізованого електричними розрядами лляного волокна, рівний 15 мкм, відповідає поперечному діаметру тонковолокнистої і середневолокнистої бавовни.