Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора
технических наук: 05.19.02 – Технология и первичная обработка
текстильных материалов и сырья; 05.02.13 – Машины, агрегаты и
процессы (легкая промышленность). — Костромской государственный
технологический университет. — Кострома, 2009. — 55 с.
Научный консультант: доктор технических наук, профессор
Корабельников Р.В.
Целью диссертационной работы является разработка
научно-обоснованной, эффективной технологии подготовки хлопка-сырца
к основному этапу переработки – джинированию на основе комплексного
анализа существующих технологических процессов переработки
хлопка-сырца, с учетом специфических свойств новых и перспективных
сортов хлопка, при сохранении природных качеств волокна и
семян.
Научная новизна работы
Новыми являются следующие результаты:
На основе термодинамических исследований определены основные периоды процесса дегидратации хлопка-сырца, что является основой процесса его сушки;
Определены эмпирические зависимости, связывающих теплофизические параметры хлопка-сырца, что позволяет при известном значений одного из параметров конкретного сорта определить значение других параметров другого сорта хлопка;
Рассмотрена механика взаимодействия хлопка-сырца с внутренними устройствами бара-банных сушилок, впервые введено понятие образования кольцевого слоя хлопка внутри барабанной сушилки, при взаимодействии с которым излишков хлопка приводит к образованию жгутов.
Разработаны теоретические основы, раскрывающие механизм зажгучивания хлопка внутри барабанных сушилок;
Разработана методика расчета параметров процесса разрежения потока хлопка-сырца при взаимодействии с колковыми барабанами очистителей хлопка от мелкого сора, определены основные кинематические и геометрические параметры колкового органа, обеспечивающего условия захвата и удержания частицы хлопка-сырца в процессе его очистки;
Разработаны теоретические модели, описывающие динамическое нагружение волокнистых связей между частицами хлопка-сырца, что позволяет совершенствовать конструкции очистителей хлопка от мелкого сора;
Разработан комплексный показатель воздействия очистителя на хлопок-сырец, имеющей корреляцию с качественными показателями волокна и семян. Новый комплексный показатель позволяет анализировать и рекомендовать наиболее рациональные схемы технологии очистки хлопка-сырца на стадии проектирования технологических процессов и при разработке новых конструкций очистителей;
Разработана математическая модель, описывающая изменения структурного показателя хлопка-сырца с учетом взаимовлияющих коэффициентов определяющих состояние и характеристики перерабатываемого материала;
Разработаны математические модели, описывающие изменение цвета волокна и определены основные параметры, влияющие на их градацию.
Практическая значимость и реализация результатов работы
В результате проведенных исследований:
разработаны температурные режимы сушки новых сортов хлопка-сырца с учетом термодинамических, теплофизических и специфических их свойств;
разработаны новые конструкции внутренних устройств для повышения эффективности работы барабанных сушилок;
созданы математические модели, описывающие изменение плотности потока хлопка в процессе его очистки и их зависимость от конструктивных параметров питателя;
созданы математические модели, описывающие степень повреждаемости семян и образования зажгученности волокна в процессах переработки хлопка-сырца;
разработана эффективная установка теплообразователя вырабатывающая чистый теплоноситель, не влияющий на цвет волокна;
разработаны практические рекомендации по режимам сушки и вариантам очистки перспективных сортов хлопка;
разработаны рекомендации по устранению образования жгутов при переработке хлопка-сырца в сушилках;
разработаны практические рекомендации по технологии очистки перспективных сортов хлопка. Установлена кратность очистки и выбрана схема технологического процесса очистки перспективных сортов хлопка-сырца, для повышения качества волокна и снижения потерь хлопковой продукции. Полученные в работе математические модели могут использоваться для расчета и проектирования сушильных устройств, очистителей волокнистых материалов. Полученные технические решения и разработки новых устройств прошли апробацию на многих хлопкозаводах Таджикистана. Разработанная сушилка с утилизацией тепла, сушильный барабан с разделительным насадкам, электрический теплообразователь и сушилка с применением специальных криволинейных лопастей используются на АООТ «Бохам», АООТ «Умед –1», АОЗТ «Бахтиёр» и других хлопкоперерабатывающих предприятий. Метод оценки воздействия рабочих органов очистителя на хлопок-сырец, способ оценки структурного показателя хлопка-сырца используется для выбора количества и места установки очистительных машин и определения качественных показателей хлопка. Результаты исследований используются в учебном процессе ТТУ им. акад. М.С. Осими для специальностей «Технология и оборудование первичной обработки хлопка» и «Технология текстильных изделий».
Научная новизна работы
Новыми являются следующие результаты:
На основе термодинамических исследований определены основные периоды процесса дегидратации хлопка-сырца, что является основой процесса его сушки;
Определены эмпирические зависимости, связывающих теплофизические параметры хлопка-сырца, что позволяет при известном значений одного из параметров конкретного сорта определить значение других параметров другого сорта хлопка;
Рассмотрена механика взаимодействия хлопка-сырца с внутренними устройствами бара-банных сушилок, впервые введено понятие образования кольцевого слоя хлопка внутри барабанной сушилки, при взаимодействии с которым излишков хлопка приводит к образованию жгутов.
Разработаны теоретические основы, раскрывающие механизм зажгучивания хлопка внутри барабанных сушилок;
Разработана методика расчета параметров процесса разрежения потока хлопка-сырца при взаимодействии с колковыми барабанами очистителей хлопка от мелкого сора, определены основные кинематические и геометрические параметры колкового органа, обеспечивающего условия захвата и удержания частицы хлопка-сырца в процессе его очистки;
Разработаны теоретические модели, описывающие динамическое нагружение волокнистых связей между частицами хлопка-сырца, что позволяет совершенствовать конструкции очистителей хлопка от мелкого сора;
Разработан комплексный показатель воздействия очистителя на хлопок-сырец, имеющей корреляцию с качественными показателями волокна и семян. Новый комплексный показатель позволяет анализировать и рекомендовать наиболее рациональные схемы технологии очистки хлопка-сырца на стадии проектирования технологических процессов и при разработке новых конструкций очистителей;
Разработана математическая модель, описывающая изменения структурного показателя хлопка-сырца с учетом взаимовлияющих коэффициентов определяющих состояние и характеристики перерабатываемого материала;
Разработаны математические модели, описывающие изменение цвета волокна и определены основные параметры, влияющие на их градацию.
Практическая значимость и реализация результатов работы
В результате проведенных исследований:
разработаны температурные режимы сушки новых сортов хлопка-сырца с учетом термодинамических, теплофизических и специфических их свойств;
разработаны новые конструкции внутренних устройств для повышения эффективности работы барабанных сушилок;
созданы математические модели, описывающие изменение плотности потока хлопка в процессе его очистки и их зависимость от конструктивных параметров питателя;
созданы математические модели, описывающие степень повреждаемости семян и образования зажгученности волокна в процессах переработки хлопка-сырца;
разработана эффективная установка теплообразователя вырабатывающая чистый теплоноситель, не влияющий на цвет волокна;
разработаны практические рекомендации по режимам сушки и вариантам очистки перспективных сортов хлопка;
разработаны рекомендации по устранению образования жгутов при переработке хлопка-сырца в сушилках;
разработаны практические рекомендации по технологии очистки перспективных сортов хлопка. Установлена кратность очистки и выбрана схема технологического процесса очистки перспективных сортов хлопка-сырца, для повышения качества волокна и снижения потерь хлопковой продукции. Полученные в работе математические модели могут использоваться для расчета и проектирования сушильных устройств, очистителей волокнистых материалов. Полученные технические решения и разработки новых устройств прошли апробацию на многих хлопкозаводах Таджикистана. Разработанная сушилка с утилизацией тепла, сушильный барабан с разделительным насадкам, электрический теплообразователь и сушилка с применением специальных криволинейных лопастей используются на АООТ «Бохам», АООТ «Умед –1», АОЗТ «Бахтиёр» и других хлопкоперерабатывающих предприятий. Метод оценки воздействия рабочих органов очистителя на хлопок-сырец, способ оценки структурного показателя хлопка-сырца используется для выбора количества и места установки очистительных машин и определения качественных показателей хлопка. Результаты исследований используются в учебном процессе ТТУ им. акад. М.С. Осими для специальностей «Технология и оборудование первичной обработки хлопка» и «Технология текстильных изделий».