Исследование и оптимизация процесса и оборудования экструзии резиновых смесей

• Автор: Соколов, Михаил Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 118 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 .ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1.Анализ состояния описания процесса течения аномально-вязких жидкостей в канале нарезки червяка
1.2.Современные задачи оптимизации процесса и оборудования экструзии полимерных материалов

1.3.Прочностные расчеты червяков экструзионных машин

1 АМетоды оптимизации

1.5.Постановка задачи исследования

2.РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ЭКСТРУЗИИ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ

2.1 .Математическое моделирование процесса экструзии резиновых смесей с учетом уравнения описывающего качество

экструдата
2.2 Проверка адекватности математической модели процесса

экструзии резиновых смесей
2.2.1 Описание экспериментальной установки
2.2.2 Объект исследования
2.2.3 Описание экспериментов
3.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ЭКСТРУИИ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ И ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ УПРАВЛЕНИЯ
3.1. Теоретические исследования влияния технологических и конструктивных параметров на процесс экструзии резиновых смесей
3.2. Выбор параметров управления
4.ТЕ0РЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ
ОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМНЫХ И КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ОБОРУДОВАНИЯ НА ПРОЦЕСС ЭКСТРУЗИИ
4.1 .Математическая постановка задачи оптимизации процесса и оборудования экструзии резиновых смесей при условии минимизации полезной мощности и получении качественного экструдата
4.2. Теоретические исследования влияния оптимальных режимных параметров процесса и конструктивных параметров оборудования на полезную мощность
4.3. Проверка адекватности решения задачи оптимизации процесса и оборудования экструзии резиновых смесей.
4.3.1 Описание экспериментов
4.3.2 Экспериментальные исследования на установке для

измерения полезной мощности механическим методом
5. МЕТОДИКА ИНЖЕНЕРНОГО РАСЧЕТА ПРОЦЕССА И
ОБОРУДОВАНИЯ ЭКСТРУЗИИ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Производство резинотехнических изделий (РТИ) в промышленности является одним из старейших и важнейших в народном хозяйстве.
Резина обладает следующими свойствами: высокая эластичность; способность к большим обратимым деформациям как в условиях статического, так и динамического нагружения; прочность; стойкость во многих агрессивных средах; малая водо- и газопроницаемость; тепло- и электроизоляционные и многие другие ценные качества.
Такие свойства резины дали возможность ее применения во всех областях промышленности.
Важное место в переработке полимерных материалов занимают длинномерные РТИ, массовое производство которых характеризуется повышенными требованиями к качеству.
Технология получения длинномерных изделий на заводах РТИ заключается в использовании метода экструзии и вулканизации изделий в вулканизационных котлах. При таком методе существует проблема нерационального использования экструзионного оборудования с точки зрения значительных энергозатрат на пластикацию перерабатываемого материала, ухудшения физико-механических показателей экструдата, и иногда брака изделий за счет термодеструкции при изменении режимных параметров процесса.
В условиях рыночной экономики и конкурентной борьбы требуется более совершенная технология производства и оборудование для успешной работы того или иного предприятия. Основным путем совершенствования является оптимизация технологических (режимных) и конструктивных параметров процесса и оборудования при минимизации технологической мощности и получения качественного экструдата.

к сужению области квазидопустимости. И процедура минимизации /(х) отделяется от этапов, служащих для выполнения ограничений (1.46).
Систему уравнений (1.45) можно решать относительно одного параметра х, [остальные хк (к Ф Г) фиксированы] с заданной точностью:
где 8 - сколь угодно малое число. Для этого используют итерационный метод, основанный на формуле:
где р - номер итерации; г - параметр, определяющий сходимость итерационного процесса.
В первом приближении решение системы (1.45) позволяет определить параметры, с помощью программы "ITERA" (см. блок-схему прилож. 1)
В окончательном виде решение системы (1.45) позволяет определить параметры, по методу скользящего допуска с помощью программы "Optimization" (см. блок-схему прилож. 3).
В работе [102] обсуждаются общие подходы к решению задач по оптимальному проектированию в химическом машиностроении.
В работе [103] предлагается применение нового алгоритма поиска с использованием непрерывных функций для оптимизации технологических процессов в химическом машиностроении.
1. Существующие математические модели процесса экструзии резиновых смесей не содержат уравнений, описывающих качество экструдата, в частное при переработке резиновых смесей - подвулканизацию. Поэтому методики инженерного расчета процесса и оборудования для экструзии резиновых смесей не содержат разделы, учитывающие качество получаемых изделий.
|^/(х,)-1|<е
(1.48)
Выводы