Интенсификация процесса пропитки волокнистых материалов путем их предварительного запаривания

• Автор: Козлов, Виктор Васильевич
• Шифр специальности: 05.17.08, 05.19.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 192 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Состояние изучаемого вопроса и постановка задач исследования Ю

1.1. Волокнистые материалы как объект жидкостных обработок отделочного производства

1.2. Теоретические основы пропитывания пористых и волокнистых систем

1.3. Массоперенос в волокнистых материалах

1.4. Методы интенсификации процессов жидкостной обработки текстильных материалов и применяемое оборудование

1.5. Выводы и постановка задач исследования

2. Исследование и оценка эффективности различных способов пропитки волокнистых материалов

2.1. Анализ методов оценки качества пропитки

2.2. Разработка и экспериментальная проверка критерия качества пропитки волокнистых материалов
2.2.1. Методика и лабораторное оборудование для определения критерия качества пропитки
2.2.2. Экспериментальная проверка критерия качества пропитки
2.3. Оценка эффективности способов интенсификации пропитки текстильных материалов
2.3.1. Описание экспериментальных установок и методики проведения исследований
2.3.2. Анализ результатов исследований
2.4. Выбор метода интенсификации процесса пропитки низкокапиллярных волокнистых материалов
Теоретические и экспериментальные исследования запарного способа интенсификации процесса пропитки волокнистых материалов
3.1. Математическое описание процесса обработки волокнистых материалов в паровой среде
3.2. Исследование влияния условий и параметров предварительного запаривания ткани на качество ее цропитки
3.3. Экспериментальные исследования кинетики обезвоздушивания текстильных материалов в паровой среде
3.3.1. Описание экспериментального стенда и методики проведения исследований
3.3.2. Анализ результатов исследований
3.4. Обработка результатов экспериментальных исследований ЮЗ
3.5. Интенсифицированная пропитка волокнистых материалов
с использованием метода предварительного запаривания Ю
3.6. Разработка метода инженерного расчета процесса пропитки текстильных материалов с предварительным запариванием НО
Разработка и освоение машины пропиточной сзапариванием в различных технологических процессах текстильного производства
4.1. Конструктивная разработка установки предварительного запаривания для интенсификации процесса пропитки текстильных материалов
4.2. Освоение машины пропиточной с запариванием в процессах крашения некапиллярных тканей
4.2.1. Внедрение МПЗ в составе линии сернистого крашения тканей
4.2.2. Внедрение МПЗ в составе линии кубозолевого крашения хлопчатобумажных тканей
4.2.3. Внедрение МПЗ в составе линии кубового крашения тканей
4.3. Машина пропиточная с запариванием в различных процессах жидкостной обработки текстильных материалов
4.3.1. Внедрение МПЗ в технологическом процессе шлихтования хлопчатобумажной цряжи
4.3.2. Интенсифицированный технологический процесс мерсеризации хлопчатобумажных тканей
4.3.3. Внедрение МПЗ в технологии заключительной отделки тканей
4.4. Расширение сферы применения МПЗ для интенсификации
процессов пропитки текстильных материалов
4.4.1. Однованный способ мерсеризации, отварки и крашения хлопчатобумажных тканей кубовыми красителями
4.4.2. Интенсифицированный процесс крашения тканей из смешанных и химических волокон
Литература
Приложения
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Втк поверхностная плотность ткани, кгм
5 ширина ткани, м
Я половина толщины ткани, м аг коэффициент температуропроводности, мс
коэффициент массоотдачи, мс
Д коэффициент массопроводности, мс
термоградиентный коэффициент, 1град
9 потенциал переноса массы
температура, С, К
X воздухогроницаемость ткани, м3мс
коэффициент диффузии воздуха в паре, мс
Т время, с
критерий качества пропитки
Ц влагосодержание материала, кгкг
С концентрация воздуха в ткани, кгкг
кинематическая вязкость, г.тс
С теплоемкость ткани, кДжкг к
У объем воздуха, м
У скорость движения ткани, мс
7 динамическая вязкость, н см
Кп коэффициент проницаемости, .
Р6 давление защемленного воздуха, нм
момент кинетической кривой содержания пара в ткани, с X безразмерная координата
Ч, удельная теплота фазового перехода, кДекг
коэффициент фазового цревращения.
ВВЕДЕНИЕ


В механизме пропитывания пористых, в частности волокнистых систем, важную роль играют явления, имеющие место на поверхности материала до проникновения жидкости в капилляры. Смачивание является процессом, в котором в системе из трех соприкасающихся фаз жидкость, воздух, твердое тело происходит уменьшение свободной энергии. При смачивании изменяется соотношение поверхностей раздела между твердой, жидкой и газообразной фазами, откуда следует, что баланс энергии смачивания может обусло ливаться различными закономерностями, зависящими от рода и протяженности поверхностей, участвующих в явлении смачивания бб. Величина работы образования поверхности раздела волокнистый материал воздух, как и работы образования поверхности раздела волокнистый материал вода, в точности не известны. Тем не менее, для незагрязненных волокнистых материалов можно принять, что работа образования поверхности раздела волокнистый материал воздух достаточно велика з. Это заключение основано на том, что в молекулах большинства волокон содержится много полярных групп. Наоборот, предполагается, что работа образования поверхности раздела волокно вода невелика. Подобный вывод подтверждается сравнительно большим выделением тепла при сорбции волокнистым материалом паров воды. Вследствии этого значение работы погружения Ут системы волокно вода должно быть сравнительно велико. Согласно Ф. Валько Э. Фрейндлихом, Енслином, Линдау , а также на работы , в которых авторы изучали влияние характера поверхности цилиндрических капилляров на скорость поднятия жидкости в них. Смачивание незагрязненных волокнистых материалов при погружении в чистую воду протекает самопроизвольно. Если волокна плохо смачиваются, то причина того наличие на их поверхности загрязнений, имеющих жировую природу. Другой причиной плохой смачиваемости волокнистых материалов является адсорбированный воздух. Адсорбированный волокном, он замедляет процесс растекания жидкости по твердому телу, так как для вытеснения воздуха с поверхности требуется определенное время. Жидкость, поступая в ткань, вытесняет некоторый объем воздуха из нее, смачивает волокно и вместо границы волокно воздух образует границу волокно жидкость. Однако вытеснение воздуха из ткани при обычных условиях пропитки происходит только частично. В наиболее мелких капиллярах ткани и волокна после пропитывания всегда содержится еще значительное количество защемленного воздуха. Классические представления Е. Уошбурна были применены для интерпретации проникновения воды в почву , бумагу ,,, кожу . Представление о впитывающем теле как о системе пучков капилляров была использована и в работах, проведенных с тканями ,,. В этих исследованиях было получено хорошее совпадение опыта с теорией при использовании концепции эквивалентного диаметра или гидра лического радиуса капилляров. Однако капилляры в волокнистых системах существенно отличаются от цилиндрических трубок и волокнистую систему нельзя рассмат ривать как простую сумму линейных капилляров с одинаковым поперечным сечением. Каналы между волокнами и нитями не имеют круглого сечения, не закрыты с боков и имеют ответвления. А.Н. Браславский , на примере порошковых тел, составленных из элементов различной шероховатости, показал, что шероховатость поверхности капилляра является фактором, весьма сильно влияющим на скорость проникновения жидкости в капилляры. Кроме того, шероховатость стенок капилляров и различный по длине капилляра диаметр в пористых системах обусловливают наличие капиллярного гистерезиса, сущность которого заключается в том, что при отекании жидкости заполнение капилляров больше, чем при подъеме жидкости. При пропитывании не исключается возможность взаимодействия пропитываемого каркаса с жидкостью. У текстильного волокна такое взаимодействие может проявляться в набухании. В таких условиях сама структура пористого тела в ходе процесса пропитывания может изменяться, что усложняет процесс пропитывания. Однако сведений о влиянии набухания волокна на движение жидкости в капиллярах ткани в литературных источниках не обнаружено.