Автоматизация процесса приготовления эмульсий на базе электрогидравлического преобразователя импульсного действия для технологического оборудования

• Автор: Ефремова, Татьяна Александровна
• Шифр специальности: 05.13.06, 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 214 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

1. Автоматизация технологического процесса приготовления СОТС

1.1 Анализ автоматизации технологического процесса приготовления эмульсий для машиностроения
1.2 Обзор современных технологий с применением эмульсий и требования, предъявляемые к эмульсиям в различных областях промышленности'

1.3 Методы и устройства приготовления эмульсий

1.3Л. Гидродинамический способ приготовления эмульсий

1.3.2. Механический способ приготовления эмульсий

1.3.3. Акустический (звуковой и ультразвуковой) способ эмульгирования

1.3.4. Электрический способ приготовления эмульсий

1.4 Комплексный критерий оценки параметров устройств для приготовления эмульсий

1.5 Постановка задачи исследования
2. Математическая модель электрогидравлического-преобразователя импульсного действия для приготовления технологических сред в машиностроении
2.1 Анализ системы автоматического управления для автоматизации процесса приготовления СОТС
2.2 Физические процессы, происходящие при электрогидравличе-ском разряде в воде
2.2.1 Расчет параметров пульсации парогазовой полости, образованной в результате высоковольтного разряда в воде
2.2.2 Устойчивость эмульсий приготовленных электрогидравличе-ским способом и факторы, влияющие на неё
2.3 Построение математической модели электрогидравлического преобразователя импульсного действия
2.3.1.Расчет статической характеристики ЭГПИД по давлению
2.3.2. Расчет статической характеристики ЭГПИД по скорости
2.3.3. Расчет динамической характеристики ЭГПИД
2.4 Обоснование конструктивных параметров для ЭГПИД

2.4.1. Обоснование выбора электродной системы
2.4.2. Расчёт параметров конструкции кюветы ЭГПИД
2.5 Выводы
3. Экспериментальные исследования электрогидравлического преобра- 120 зователя импульсного действия
3.1 Экспериментальная установка для исследования ЭГПИД
3.2 Экспериментальные исследования статических и динамических ха- 5 рактеристик ЭГПИД
3.3 Экспериментальные исследования ЭГПИД при приготовлении эмуль- ] ] § сий
3.4 Обоснование основных режимных параметров ЭГПИД методом пла- 226 нирования эксперимента
3.4.1 Расчет факторной модели ЭГПИД по давлению в жидкости при раз- 229 ряде.
3.4.2 Расчет факторной модели ЭГПИД по диаметру капель полученной 236 эмульсии
3.5. Выводы
4. Система автоматизированного приготовления эмульсий на базе ЭГ- 242 ПИД
4.1 Синтез системы автоматического регулирования приготовления 242 эмульсий
4.2 Микропроцессорное управление процессом приготовления эмульсий
4.3. Практическое применение САУ на базе ЭГПИД
4.3.1. САУ приготовления СОТС в машиностроении
4.4 Выводы
Заключение
Список литературы
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Бурное развитие информатики и микропроцессорной техники подняло на принципиально новый уровень решение многих задач управления технологическими и производственными процессами. Тенденция перехода к автоматизированному производству затронула многие сферы хозяйства, в том числе и машиностроение. Автоматизация производственных процессов является, на сегодняшний день основным фактором в повышении качественных показателей производства, увеличении производительности труда, интенсификации и рентабельности производства. В , основе автоматизации процессов лежит частичное или полное отстранение человека от непосредственного участия в производственном процессе.
Развитие автоматизации в . машиностроении на ранних этапах характеризовалось отсутствием мобильности и динамичности. При этом' создавались жесткие автоматические линии, предназначенные для массового производства. Срок окупаемости таких линий составляет не менее 8 - 10 лет. Однако единичное и мелкосерийное производство оставались практически неавтоматизированными. Именно поэтому возникла принципиально новая концепция автоматизированного производства - гибкие производственные системы (ГПС). В машиностроении обработка деталей в ГПС означает, что весь процесс производства деталей машин происходит на одном рабочем месте, что значительно уменьшает стоимость продукции.
Повышение экономичности машиностроения неразрывно связано с ростом эффективности металлообработки и снижения; затрат, связанных с износом металлорежущего инструмента. Качество обработки металлов в немалой степени зависит от применяемого смазочно-охлаждающего технологического средства (СОТС) /1/. СОТС представляют собой эмульсии, прямого или обратного типов. Это достаточно устойчивая система из двух жидких фаз, одна из которых распределена в виде мельчайших капелек в другой

перечное, снизить продольное перемещение и получить гидродинамический режим, близкий к идеальному смешению. Поэтому такие установки являются весьма перспективными для проведения в промышленном масштабе процессов эмульгирования, перемешивания и других процессов.

Рис. 1.3. Конструкция вибрационной установки 1 - патрубок ввода жидкостей, 2 - канал прохода смеси, 3 - патрубок отвода смеси, 4 - узел соединения, 5 - основной шток, 6 - пластины, закрепленные на основном штоке, 7 - пластины дополнительного штока, 8 - дополнительный шток, 9 - корпус установки, 10 - вибрационный привод.
Основным недостатком механических устройств для приготовления эмульсий является то, что они создают активное перемешивание с образования воронки на поверхности жидкости, при этом происходит разбрызгивание и повышенное испарение с поверхности жидкости. Также при механическом способе эмульгирования увеличивается время, необходимое для растворения, гомогенизации или диспергирования. Преимущество таких смесителей состоит в упрощении конструкции. К недостаткам установок можно также отнести быстрый абразивный износ рабочих органов, что ограничивает межре-