авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |

Совершенствование теории и технологии подготовки хлопка-сырца к процессу джинирования для сохранения природных свойств волокна и семян

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

УДК 677.021.125.1

Иброгимов Холназар Исломович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ПОДГОТОВКИ

ХЛОПКА-СЫРЦА К ПРОЦЕССУ ДЖИНИРОВАНИЯ ДЛЯ

СОХРАНЕНИЯ ПРИРОДНЫХ СВОЙСТВ ВОЛОКНА И СЕМЯН

Специальности:

05.19.02 – Технология и первичная обработка текстильных

материалов и сырья

05.02.13 – Машины, агрегаты и процессы (легкая промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Кострома

2009

Работа выполнена в Костромском государственном технологическом

университете (КГТУ)

Научный консультант доктор технических наук, профессор Корабельников Ростислав Васильевич
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор Павлов Ювеналий Васильевич Ивановская государственная текстильная академия,
доктор технических наук, профессор Капитанов Анатолий Федорович Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина,
доктор технических наук, профессор Дьячков Владимир Александрович Костромской государственный технологический университет.
Ведущая организация: ФГУП «Центральный научно- исследовательский институт хлопчатобумажной промышленности» (ЦНИХБИ)

Защита диссертации состоится «___» _______ 2009 г. в ____часов на заседании диссертационного совета Д 212.093.01 в Костромском государственном технологическом университете по адресу: 156005, г. Кострома, ул. Дзержинского, 17, ауд.214. Е-mail: info@kstu.edu.ru, факс: (4942) 31-70-08.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Костромского государ-

ственного технологического университета

Автореферат разослан «___» _________2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор технических наук, профессор П.Н. Рудовский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В современных условиях для развития техники и технологии первичной переработки хлопка первостепенное значение приобретают вопросы, связанные со снижением производственных затрат на выработку продукции, повышением ее качества и конкурентоспособности на мировом рынке. Для достижения нормативных показателей на волокно на хлопкозаводах необходимо совершенствовать технологию подготовки хлопка-сырца к джинированию, с учетом специфических свойств селекционных разновидностей хлопка. Качественные и количественные показатели вырабатываемого хлопкового волокна и другой побочной продукции во многом зависят от уровня развития техники и технологии первичной переработки хлопка-сырца, включающей процессы подготовки материала (сушка и очистка) к операции джинирования и пакетирования.



В последние годы в хлопкоочистительной промышленности из-за нарушений технологии переработки хлопка-сырца на хлопкозаводах, неисправного состояния сушильных и топочных агрегатов, очистителей хлопка и другого основного и вспомогательного оборудования вырабатывается волокно невысокого качества. Наблюдается переход волокна в низшие классы, и оно реализуется по сниженным классам и соответственно по низким ценам. Во многих случаях хлопкозаводы поставляют потребителю хлопковое волокно с повышенной зажгученностью и содержанием мелкого сора.

В настоящее время влияние сушки и очистки на кинетику засоренности, на структуру хлопка-сырца, на механизм порокообразования волокна по технологическим процессам и кинетику изменения цвета волокна мало изучены. Не раскрыт механизм образования мягких пороков волокна в процессе сушки хлопка-сырца. Недостаточно исследованы процессы образования зажгученности, удлинения волокон в связях летучек в хлопкоочистительных машинах. Отсутствует научное обоснование методики выбора мест установки очистителей хлопка-сырца в технологической цепочке. Не разработано теоретическое модели, описывающие изменение плотности потока обрабатываемого материала, образования процесса зажгученности хлопка при его подготовки к джинированию. Не разработан комплексный показатель воздействия очистителя на хлопок-сырец в процессе очистки, имеющий корреляцию с качественные показатели волокна и семян. Необходимы модели, прогнозирующие изменение структурного показателя волокнистого материала, что могло бы служить основой при выборе рациональных режимов сушки и технологии очистки хлопка-сырца. Необходима гибкая технология подготовки хлопка-сырца к процессу джинирования, пригодная для перерабатываемых различных селекционных сортов хлопка.

Необходимость решения этих задач обуславливает актуальность настоящей работы.

Цель и задачи исследования

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.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

  • проведен анализ современного состояния технологического процесса переработки хлопка-сырца и в частности этапов подготовки материала к процессу джинирования;
  • разработан метод расчета и выбора технологической линии переработки новых и перспективных сортов хлопка, обеспечивающей более рациональное размещение оборудования в линии;
  • разработаны новые режимы сушки с учетом термодинамических и теплофизических свойств хлопка-сырца;
  • теоретически обоснованы и созданы более совершенные конструктивные схемы внутренних устройств сушилок барабанного типа для сушки хлопка-сырца с целью повышения их эффективности;
  • разработаны требования, условия и способы, обеспечивающие интенсивную очистку новых и перспективных сортов хлопка от сорных примесей;
  • разработаны модели, описывающие процессы разукрупнения (разрежения) хлопка-сырца в очистительных машинах, динамическое нагружение волокнистых связей, захват и удержание частиц хлопка рабочими органами, условия движения частиц материала по поверхности колков рабочего органа очистителя хлопка, основы образования зажгученности волокнистых связей летучек хлопка-сырца в очистителях мелкого сора;
  • разработаны модели динамики взаимодействия колкового барабана с частицами хлопка-сырца, имеющими волокнистые связи, при центральном и нецентральном ударе по ним колков;
  • развиты теоретические основы отделения сорных примесей от волокна в очистителях хлопка от мелкого сора, смоделирован процесс взаимодействия частиц хлопка с колком в зоне колосниковой решетки;
  • разработаны модели комплексных показателей взаимодействия рабочих органов хлопкоочистительных машин с хлопком-сырцом в процессах очистки, имеющих корреляцию с качественными показателями волокна и семян;
  • разработан способ определения структурного показателя, прогнозирования кинетики структуры хлопка-сырца по технологическим процессам переработки, установлена связь между структурным показателем и очистительным эффектом;
  • разработаны научно обоснованные рекомендации и конструкции рабочих органов позволяющие устранить образование мягких пороков волокна в процессе подготовки хлопка-сырца к джинированию;
  • разработаны практические варианты компоновки оборудования, обеспечивающие качественную переработку новых и перспективных разновидностей хлопка-сырца;
  • проведен анализ прядильно-технологических свойств волокна новых сортов хлопка обеспечивающих более качественный прочес и относительно высокие физико-механические свойства пряжи.

Объектами исследования являются новые селекционные сорта хлопка 9326-В, 750-В, НС-60, Мехргон, Гулистан, Хисор, технологические процессы их переработки и оборудование для их осуществления.

Предметом исследования являются анализ базового технологического процесса переработки хлопка-сырца и разработка научно обоснованной технологии его подготовки к процессу джинирования и рекомендаций по совершенствованию конструкции сушилок и очистителей хлопка.

Методы исследования, достоверность и обоснованность результатов

В работе использованы теоретические и экспериментальные методы исследования. Разработанные математические модели базируются на законах теоретической механики, теории механических колебаний, теории математического моделирования, методах математического планирования эксперимента.

Для определения основных ступеней процесса дегидратации хлопка-сырца использованы метод тензометрии, а для установления связей теплофизических параметров метод теории подобия, закон соответствующих состояний и метод наименьших квадратов. Статистическая обработка результатов экспериментальных исследований проводилась на основе общепринятых методов оценки и интерпретации при доверительной вероятности не ниже 0,95. Обработка экспериментальных данных проводились с применением ПЭВМ, прикладных программ MathCad, AutoCad и Microsoft Excel.

Достоверность полученных результатов подтверждается соответствием полученных теоретических результатов с данными экспериментов, в том числе выполненных ранее другими исследователями.

Научная новизна работы

Новыми являются следующие результаты:

  1. На основе термодинамических исследований определены основные периоды процесса дегидратации хлопка-сырца, что является основой процесса его сушки;
  2. 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;
  3. Рассмотрена механика взаимодействия хлопка-сырца с внутренними устройствами барабанных сушилок, впервые введено понятие образования кольцевого слоя хлопка внутри барабанной сушилки, при взаимодействии с которым излишков хлопка приводит к образованию жгутов.
  4. Разработаны теоретические основы, раскрывающие механизм зажгучивания хлопка внутри барабанных сушилок;
  5. 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;
  6. Разработаны теоретические модели, описывающие динамическое нагружение волокнистых связей между частицами хлопка-сырца, что позволяет совершенствовать конструкции очистителей хлопка от мелкого сора;
  7. 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;
  8. Разработана математическая модель, описывающая изменения структурного показателя хлопка-сырца с учетом взаимовлияющих коэффициентов определяющих состояние и характеристики перерабатываемого материала;
  9. Разработаны математические модели, описывающие изменение цвета волокна и определены основные параметры, влияющие на их градацию.

На защиту выносятся:

результаты комплексного анализа базового регламентированного технологического процесса переработки хлопка-сырца, проведенные исследования по выбору режимов сушки и вариантов очистки, теоретические положения и результаты практической реализации перспективной технологии подготовки хлопка-сырца к джинированию:





  1. термодинамические исследования, эмпирические зависимости теплофизических параметров хлопка-сырца, рациональные режимы и технологии сушки хлопка-сырца;
  2. теоретические основы, зажгучивания хлопка внутри барабанных сушилок, математические модели процессов очистки хлопка-сырца, разрежения, зажгучивания волокон;
  3. метод оценки воздействия рабочих органов очистителя на хлопок-сырец, способ оценки структурного показателя хлопка-сырца;
  4. математические модели, описывающие изменение цвета волокна и основные параметры взаимовлияющие на его градацию;
  5. практические варианты компоновки оборудования, операции подготовки хлопка-сырца, результаты сравнительных анализов прядильно-технологических свойств волокна новых сортов хлопка.

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».

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и получили положительную оценку на расширенном заседании кафедры механической технологии волокнистых материалов и профессорских семинарах КГТУ. Доклады по материалам работы были заслушаны на: международной научно-практической конференции «Перспективы развития науки и образования в XXI Веке », ТТУ им. академика М.С. Осими, Душанбе (2005–2008г.г.); республиканской научно-практической конференции молодых ученых ТТУ им. акад. М.С. Осими, Душанбе (2005–2009г.г.); республиканской научно-практической конференции «Инновация –эффективный фактор связи науки с производством», Министерство промышленности и энергетики РТ. Душанбе, 2008 г.; II международной научно-практической конференции «Проблемы социально-экономической устойчивости региона», Пенза, 2006 г.; международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие инновационные технологии развития промышленности региона». ЛЁН–2008. КГТУ, Кострома, 2008 г; всероссийской научно-техническая конференции студентов и молодых ученых «Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфических отраслях промышленности» (ДНИ НАУКИ – 2009), Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна, СПб, 2009 г.; межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые – развитию текстильной и легкой промышленности» (ПОИСК–2009). ИГТА, Иваново, 2009 г. и др.

Публикации. Положения диссертации отражены в 41 публикациях, в том числе 1 монографии, 11 статьях в журналах, рекомендуемых ВАК РФ, 8 статьях в сборниках научных трудов, 4 патентах и 1 свидетельстве о регистрации интеллектуального продукта, 16 материалах научно-практических конференций и выставок.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, выводов и рекомендаций, библиографического списка включающего 244 наименования и приложений. Общий объем работы 340 страницы, содержит 89 рисунка, 84 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, определена цель исследований и решаемые задачи, изложены научная новизна, практическая ценность и реализация результатов работы.

В первой главе проведен аналитический обзор, состояния вопроса технологии переработки новых и перспективных сортов хлопка, результаты исследований агрохозяйственных характеристик хлопка, состояния современного сушильного и очистительного оборудования, результаты анализа качественных показателей волокна и семян на хлопкозаводах, основные показатели производства хлопка-сырца и др.

Анализ состояния вопроса технологии переработки хлопка-сырца на современном этапе развития хлопковой промышленности опирается на исследо-вания, проведенные учеными и специалистами Узбекской государственно-акционерной ассоциации по переработке хлопка-сырца и сбыту хлопковой продукции «Узгосхлопкопромсбыт» НПО «Хлопкопром», ТГСКБ по хлопко-очистке, учеными ТИТЛП, ТАШПИ, ТИИМСХ, Департамента по переработке хлопка Министерства сельского хозяйства Республики Таджикистан, а также учеными ТТУ им. акад. М.С. Осими и др.

Практика переработки хлопка-сырца показывает, что технологический регламент неполностью обеспечивает учет особенностей переработки новых селекционных сортов хлопка и поэтому приходится с их появлением его корректировать.

Совершенствованием и созданием конструкции барабанных сушилок для хлопка-сырца занимались Г.В. Банников, А.И. Ульдяков, К.М. Сальмин, А.В. Корсукова и др.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
 

Похожие работы:










 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.