Исследование тепломассопереноса при сушке клеевых покрытий гуммированных изделий на поточной линии в камерах с сопловым обдувом

• Автор: Иванова, Светлана Владимировна
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Вологда
• Количество страниц: 206 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ КЛЕЕПРОМАЗОЧНОГО И СУШИЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОМАССООБМЕНА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБАХ ПОДВОДА ТЕПЛОТЫ К ВЫСУШИВАЕМОМУ МАТЕРИАЛУ

1.1 Клеевые соединения и способы нанесения клеевых составов на

рулонные материалы

1.2 Способы сушки клеевых покрытий

1.3 Традиционные устройства для сушки клеевых покрытий полимерных материалов.

1.4 Теория тепломассообмена при конвективной сушке влажных материалов.

1.5 Математическое моделирование процесса сушки клеевого покрытия на резиновой подложке

1.6 Выводы по главе и постановка задач исследования.

2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СУШКИ КЛЕЕВОГО ПОКРЫТИЯ ГУММИРОВОЧНОГО ПОЛОТНА
2.1 Математическое моделирование процесса массопереноса при сушке клеевого покрытия на резиновом полотне.
2.2 Математическое моделирование процесса теплопереноса при сушке клеевого покрытия на резиновом полотне.
2.3 Математическое моделирование процесса теплопереноса при сушке клеевого покрытия на резиновом полотне в камерах с сопловым обдувом.
2.4 Выводы по главе.
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОНВЕКТИВНОЙ СУШКИ КЛЕЕВОГО ПОКРЫТИЯ
3.1 Экспериментальные установки и методика проведения опытов
3.2 Экспериментальные исследования процессов сушки клеевых покрытий
3.3 Анализ экспериментальных данных по кинетике сушки клеевого покрытия.
3.4 Исследование влияния режима сушки на качественные показатели клеевого покрытия
3.5 Выводы по главе
4 ИНЖЕНЕРНЫЙ РАСЧЕТ КОНВЕКТИВНОЙ СУШИЛЬНОЙ КАМЕРЫ С СОПЛОВЫМ ОБДУВОМ
4.1 Методика расчета конвективной сушильной камеры с сопловым обдувом
4.2Пример расчета конвективной сушильной камеры с сопловым обдувом непрерывного действия
4.3Модуль управления участком сушки поточной линии по производству гуммировочных покрытий.
4.4Выводы по главе.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
ПРИЛОЖЕНИЯ
АКТЫ О ВНЕДРЕНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ.
ВВЕДЕНИЕ.
В современной промышленности и в сельскохозяйственном производстве широко используются гуммированные и резинометаллические изделия. Это связано с тем, что резина обладает комплексом полезных технических свойств стойкостью к воздействию агрессивных сред, эластичностью, вибростойкостью, способностью выдерживать мощные гидродинамические удары, водо и газонепроницаемостью, тепло и морозостойкостью. Гуммирование является одним из основных способов защиты оборудования от коррозии, кавитационных, эрозионных и других видов воздействия, которое позволяет сократить расход дорогостоящих материалов ,4,9.
В настоящее время в промышленности гуммируются готовые металлические изделия. Внедрение в производство поточных линий для изготовления гуммированного металлического полотна сделает возможным использовать скоростные технологические режимы, механизировать и автоматизировать основные и вспомогательные операции.
Для формирования многослойного гуммировочного покрытия в поточную линию включен участок нанесения и сушки клея. Сушка клеевых слоев происходит в воздушном потоке. Во время этого процесса может произойти неравномерное удаление растворителя из клея и образование поверхностной корки, что негативно скажется на качестве покрытия, то есть режим сушки оказывает существенное влияние на формирование физикомеханических свойств готового продукта. Выбор наиболее рационального теплового режима сушки клея способствует возрастанию прочности адгезии между слоями гуммировочного покрытия, что оказывает существенное влияние на качество готовых изделий.
Скорость протекания процесса сушки и качество гуммировочного покрытия сильно зависят и определяются закономерностями переноса вещества и энергии во взаимодействующих фазах. При моделировании процесса сушки используется теория тепломассопереноса, которая учитывает взаимную связь между тепломассопереносными характеристиками обрабатываемого материала и теплоносителя. Совершенствование производственных технологий при сушке клеевых слоев связано с интенсификацией процессов тепло и массопереноса, со снижением расхода энергии на единицу выпускаемой продукции и повышением показателей ее качества.
В результате сушки в окружающей среде накапливаются взрыво и пожароопасные вещества, отсюда возникает необходимость соблюдения повышенных требований техники безопасности и противопожарной безопасности на производстве. Выделенные в процессе сушки летучие соединения загрязняют производственную сферу и ухудшают экологическую обстановку.
Актуальность


Сушка клеевых слоев происходит в воздушном потоке. Во время этого процесса может произойти неравномерное удаление растворителя из клея и образование поверхностной корки, что негативно скажется на качестве покрытия, то есть режим сушки оказывает существенное влияние на формирование физикомеханических свойств готового продукта. Выбор наиболее рационального теплового режима сушки клея способствует возрастанию прочности адгезии между слоями гуммировочного покрытия, что оказывает существенное влияние на качество готовых изделий. Скорость протекания процесса сушки и качество гуммировочного покрытия сильно зависят и определяются закономерностями переноса вещества и энергии во взаимодействующих фазах. При моделировании процесса сушки используется теория тепломассопереноса, которая учитывает взаимную связь между тепломассопереносными характеристиками обрабатываемого материала и теплоносителя. Совершенствование производственных технологий при сушке клеевых слоев связано с интенсификацией процессов тепло и массопереноса, со снижением расхода энергии на единицу выпускаемой продукции и повышением показателей ее качества. В результате сушки в окружающей среде накапливаются взрыво и пожароопасные вещества, отсюда возникает необходимость соблюдения повышенных требований техники безопасности и противопожарной безопасности на производстве. Выделенные в процессе сушки летучие соединения загрязняют производственную сферу и ухудшают экологическую обстановку. Актуальность темы. Возникает необходимость исследования тепломассопереноса в процессе сушки клеевой пленки на резиновом полотне с помощью математической модели этого процесса и экспериментов, разработать инженерную методику расчета сушильной камеры как одного из составляющих участков поточной линии по производству гуммированного металлического полотна. Цель работы интенсификация и совершенствование процесса тепломассообмена при сушке клеевых покрытий гуммированных объектов путем применения их термообработки на поточной линии и устройств для ее реализации, позволяющих улучшить качество и степень вулканизации, химическую стойкость и прочность крепления слоев и обеспечивающих повышение производительности. Научная новизна работы. Разработана математическая модель процесса тепломассопереноса в клеепромазанном резиновом полотне при сушке клеевого слоя на поточной линии. В модели учтены следующие процессы теплоперенос в клеепромазанном резиновом полотне, теплоотдача с окружающей средой, диффузия растворителя в резиновое полотно диффузия растворителя в клеевую плнку и испарение летучих соединений из клеевой плнки в окружающую среду. Впервые получены конечные аналитические решения задач массопереноса и теплопереноса рассматриваемого процесса. Получены расчетные зависимости для вычисления коэффициента теплоотдачи при сопловой сушке адгезива на резиновом полотне. На основе экспериментальных исследований получены коэффициенты массоотдачи и диффузии растворителя в резиновую подложку. Практическая ценность результатов работы заключается в том, что внедрение предложенной математической модели процесса сушки клеевого слоя на резиновом полотне и разработанной на е основе инженерной методики расчета сушильной камеры позволяет повысить эффективность тепломассообменных процессов, автоматизировать участок сушки поточной линии по производству гуммировочных покрытий, повысить качество продукции, уменьшить энергозатраты, улучшить экологическую обстановку производственной среды. Реализация результатов исследования. Практическая реализация результатов исследования осуществлена при увеличении эффективности тепломассообменных процессов, используемых в производственном цикле предприятий Вологодской области ООО Лесное предприятие Нюксеница ООО Предприятие Агропромэнерго ООО Сухонский ЦБК ООО Интерлес. Апробация работы и публикации. III Всероссийской научнопрактической конференции Защитные покрытия в машиностроении и приборостроении Пенза, . По материалам диссертации опубликовано печатных работ, в том числе одна в журнале, входящем в перечень ВАК.