ВВЕДЕНИЕ

Улучшение экономического и социального положения страны может быть достигнуто, если главной задачей становится повышение темпов эффективности развития экономики на базе ускорения научно-технического прогресса, технического перевооружения и реконструкции производства. В связи с этим особая роль отводится науке и технике в качественном преобразовании производительных сил, переводу экономики на рельсы всесторонней интенсификации. Эти задачи касаются и производства резиновых нитей из латекса.

Учитывая относительную обособленность латексного производства в народном хозяйстве, на данном этапе целесообразным является использование математического моделирования и оптимизации основных процессов латексной технологии как для целей проектирования необходимого оборудования, так и для его оптимизации при эксплуатации. Успех распространения метода математического моделирования объясняется возможностью с его помощью исследовать практически любые системы, даже те, которые изучать другими способами невозможно или очень трудно. Многолетняя практика доказала, что математическое моделирование -одно из основных методологических достижений научно-технической революции. В производстве резиновых нитей из латекса большинство научных разработок технологического и конструктивного характера решались традиционными методами и на основе имеющегося практического опыта. Поэтому трудно проводить глубокий анализ технических решений проектируемого оборудования из-за отсутствия математических моделей технологических процессов, лежащих в основе разрабатываемых проектов.

Исследованиями вопросов латексной технологии занималось достаточно большое число отечественных и зарубежных ученых. Большой вклад в исследование латексов и технологии внесли В. В. Черная, П. Д. Трофимович, Б. А. Майзелис, Ю. В. Грубман, Е. А. Горелик, М. С. Силонова, Т. Н. Каменщикова, В. В. Верхоланцев, В. Л. Кузнецов, Р. Э. Нейман, А. В. Лебедев, Р. Дж. Нобль, В. Шютц, Е. Б. Бредфорд, И. В. Вандерхофф и многие другие. Проведенные исследования показывают, что свойства латексов и их смесей существенно влияют на характер протекания технологических процессов и определяют необходимые параметры этих процессов.

Знание закономерностей протекания процессов латексной технологии позволяет разрабатывать оптимальные варианты аппаратурного оформления этих процессов при качественном получении необходимых изделий. Поэтому с целью разработки промышленного оборудования, его оптимальных режимов эксплуатации в данной работе изложены результаты исследований тепло- и массообменных закономерностей основных технологических операций процесса изготовления резиновых нитей из латекса и предложена методология их использования для практического применения.

Актуальность проблемы. Ускорение научно-технического прогресса невозможно без интенсификации технологических процессов. Это касается и производства резиновых нитей из латекса. Разработки технологического и конструктивного характера для данного производства проводились опытным путем, а применяемое оборудование характеризуется завышенными массогабаритными показателями. До настоящего времени не разработаны методы расчета основных параметров технологического процесса изготовления резиновых нитей из латекса: коагуляции, промывки и вытяжки, сушки, получения лент из нитей. В связи с этим актуальными являются комплексные задачи по теоретическому и экспериментальному исследованию основных процессов изготовления резиновых нитей из латекса как базы для оптимального проектирования необходимого оборудования, поиск и внедрение новых высокоинтенсивных технологий.

Целью работы являлось: исследование кинетики и аппаратурнотехнологическое оформление процесса получения резиновых нитей из латекса, включающего новую технологическую операцию - синерезис латексных гелей в жидких теплоносителях. Для достижения указанной цели поставлены и решены следующие задачи:

• 1) теоретически и экспериментально обоснована возможность использования синерезиса латексных гелей в жидких теплоносителях для повышения эффективности процессов производства резиновых нитей;
• 2) экспериментально определен тип жидкого теплоносителя для процесса синерезиса латексных гелей - глицерин, обеспечивающий повышение интенсивности тепло- и массообменных процессов и качества получаемых нитей;
• 3) составлено математическое описание основных технологических операций процесса производства резиновых нитей из латекса: нитеобра-зования в ваннах коагуляции, синерезиса латексных гелей в жидком теплоносителе, воздушно-тепловой сушки резиновых нитей;
• 4) разработана лабораторная установка для непрерывного получения резиновых нитей из латексных гелей, проведены экспериментальные исследования процессов коагуляции, синерезиса, промывки нитей от глицерина, воздушно-тепловой сушки и образования лент из нитей, а также влияния режимных переменных на интенсивность тепло- и массопереносных процессов и качество получаемой продукции;
• 5) сформулированы и решены задачи оптимизации режимных переменных и конструктивных параметров процесса производства резиновых нитей из латекса, обеспечивающих минимальные массогабаритные показатели технологической линии при заданном качестве продукции и максимальной производительности оборудования;

6) разработаны рекомендации по аппаратурному оформлению линии для производства резиновых нитей диаметром до 0,6 мм и оборудованию для производства из них резиновых лент.

Научная новизна заключается в следующем: разработана новая технология процесса получения резиновых нитей из латекса, отличительной чертой которого является синерезис латексного геля в глицерине.

Проведены экспериментальные исследования основных технологических операций при производстве резиновых нитей из латекса. На их основе предложено математическое описание следующих процессов: коагуляции струи латекса в растворе уксусной кислоты, синерезиса латексного геля в жидком теплоносителе - глицерине и конвективной сушки.

Сформулирована и решена задача оптимизации режимных переменных и конструктивных параметров производства резиновых нитей из латекса.

Практическая ценность заключается в следующем: теоретически и экспериментально обоснована эффективность введения технологической операции синерезиса латексного геля в глицерине в процессе производства резиновых нитей и лент. Разработана инженерная методика и пакет программ для расчета режимных переменных и конструктивных параметров оборудования для производства резиновых нитей из латекса. Разработан проект линии по производству резиновых нитей диаметром до 0,6 мм, основанный на использовании новой технологической операции синерезиса латексного геля в глицерине. Сформулирована и решена задача оптимизации режимных переменных и конструктивных параметров производства резиновых нитей из латекса.

С использованием полученных в работе данных проведены расчеты процессов отложения латексного геля на стенках трубопроводов с целью определения периодичности профилактических работ, определена эксплуатационная надежность и оптимальная численность обслуживающего персонала линии. Габаритные размеры линии на 30% меньше существующих аналогов.