Определение оптимальных размеров ванны коагуляции

ВАННЫ КОАГУЛЯЦИИ

При проведении процесса коагуляции необходимо полное формирование нити из латекса в виде геля. Это происходит при значениях концентрации коагулянта с > 0,9. Математическая модель процесса коагуляции рассмотрена в п. 3.1. Результаты расчета минимально возможных размеров ванн коагуляции до момента достижения с > 0,9 для различной скорости подачи геля и диаметра нити показаны на рис. 3.5.

Согласно расчету, например, при диаметре нити d = 0,6 мм и максимальной скорости и = 0,2 м/с длина ванны равна Д опт - 1,3 м (см. рис. 3.5).

4.3. РАСЧЕТ ОПТИМАЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ ВАНН

Расчет оптимальных размеров ванн для синерезиса латексных гелей в глицерине

При проведении процесса синерезиса в глицерине оптимальным считается достижение равновесных значений концентрации каучука в геле с точностью ±5% при ограничениях на температуру среды, вызванных явлениями, ухудшающими качество готовых изделий.

Математическая модель процесса синерезиса представлена в п. 3.2. При расчетах длительности процесса в зависимости от диаметра нити эти значения составляют единицы секунд, что свидетельствует о значительной интенсивности процесса удаления влаги, чем при воздушно-тепловой сушке. Процесс синерезиса целесообразно вести на уровне ограничения температуры, т.е. при t = ПО °C, что приводит к более высоким показателям средней концентрации каучука в геле.

Из данных, представленных на рис. 3.7, следует, что, например, при диаметре нити d = 0,6 мм длительность процесса синерезиса составляет тс - 5,5 с, при этом достигается средняя концентрация каучука с - 72,8%. Таким образом, для обеспечения максимальной производительности линии при vmax = 0,2 м/с длина ванны синерезиса составляет

^2опт = Vmax " %ин = О»255 ~ 11 м-

Определение размеров ванн промывки

Экспериментальные исследования, представленные в п. 3.3, показали, что для удаления глицерина с поверхности резиновой нити достаточно двух секунд нахождения в ванне с водой вне зависимости от диаметра исследуемых нитей. Контрольная проверка нитей на наличие на ее поверхности следов глицерина после промывки с помощью фильтровальной бумаги показала полное их отсутствие. Оптимальная длина ванны промывки в воде при максимальной производительности линии составляет

^Зопт = vmax " %ром = 0>22 “ °>4 м-

Расчет оптимальной длины камеры сушки

Совмещение процессов синерезиса и сушки значительно сократит длительность последнего. Расчеты по уравнениям (3.3.3), (3.3.4) математической модели, представленной в п. 3.3, при условии ведения процесса на максимально возможном уровне температуры t = 120 °C и необходимости достижения конечного среднего влагосодержания wK0H позволяют определить необходимое время сушки и длину камеры сушки. Например, для нити диаметром d = 0,6 мм при конечном влагосодержании wK0H = 1,7% длительность сушки составляет тсуш = 165 с (рис. 3.8, п. 3.3). Таким образом, для данного диаметра нити необходимая длина камеры сушки составляет

?4опт = vmax - %уш = 0,2-165 = 33 М.

Сравнение базового варианта технологического процесса с предлагаемым

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА С ПРЕДЛАГАЕМЫМ

Оптимальная длина предлагаемого варианта технологического процесса с синерезисом геля в глицерине без учета расстояния между ваннами и сушилкой составляет

Дэпт = Д + -^2 + ^3 +^4 »

?опт = 1,3 +1,1 + 0,4 + 33 = 35,8 м.

Эксплуатируемая линия имеет следующие размеры.

Длина ванны коагуляции L = 2,7 м, длина двух ванн промывки ?2 = 3,0 м, камеры сушки-вулканизации = 50 м. Общая длина линии ?э = 55,7 м. Следовательно, уменьшение проектируемой линии по сравнению с эксплуатируемой составляет более 30%.

Выводы по главе

  • 4
  • 1. Сформулирована задача оптимизации линии изготовления латексных нитей на стадии проектирования.
  • 2. Изложен алгоритм решения задачи оптимизации.
  • 3. Приведен пример расчета оптимальной длины линии изготовления латексной нити диаметром d = 0,6 мм по предложенной технологии с использованием синерезиса геля в глицерине. При этом длина проектируемой линии по сравнению с эксплуатационной уменьшается более чем на 30%, а получаемые нити имеют более высокое качество.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >