автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Методология исследования и разработки процессов и оборудования для обработки натуральных кож гигротермическим воздействием на их микроструктуру в условиях вакуума

На правах рукописи

Ларина Людмила Васильевна

МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКИ ПРОЦЕССОВ И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ НАТУРАЛЬНЫХ КОЖ ГИГРОТЕРМИЧЕСКИМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ НА ИХ МИКРОСТРУКТУРУ В УСЛОВИЯХ ВАКУУМА

Специальность 05.02.13 - Машины, агрегаты и процессы (коммунальное хозяйство и сфера услуг)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

16 \Ш ¿013

005058752

Шахты-2013

005058752

Работа выполнена на кафедре «Машины и оборудование бытового и жилищно-коммунального назначения» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса» (ФГБОУ ВПО «ЮРГУЭС»)

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Першин Виктор Алексеевич

Официальные оппоненты: Прохоров Владимир Тимофеевич,

доктор технических наук, профессор

ФГБОУ ВПО «Южно-Российский государственный

университет экономики и сервиса»,

кафедра «Технология изделий из кожи, стандартизация

и сертификация» г. Шахты, зав. кафедрой

Сучилин Владимир Алексеевич, доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса», кафедра «Сервис» г. Москва, профессор

Пестриков Виктор Михайлович,

доктор технических наук, профессор

ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный

университет сервиса и экономики», кафедра

«Информатика» г. Санкт-Петербург, зав. кафедрой

Ведущая организация: Технологический институт им. Н.Н.Поликарпова

ФГБОУ ВПО «Государственный университет -учебно-научно-производственный комплекс», г. Орёл

Защита состоится «17» мая 2013 г. в Ю00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.313.01 при ФГБОУ ВПО «Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса» по адресу: 346500, г. Шахты Ростовской области, ул. Шевченко, 147, ауд. 2247.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «ЮжноРоссийский государственный университет экономики и сервиса».

Текст автореферата размещён на сайте ФГБОУ ВПО «ЮРГУЭС»: http: www.sssu.ru

Автореферат разослан: « 15 » апреля 2013 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

Куренова С.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Повышение производственного потенциала лёгкой промышленности на основе технического перевооружения и модернизации производств за счёт использования передовых зарубежных технологий и внедрения инновационных отечественных разработок является одной из основных задач Стратегии развития лёгкой промышленности России на период до 2020 года, утверждённой 24 сентября 2009 г. Министерством промышленности и торговли Российской Федерации.

Для реализации этих задач существенная роль отводится малому бизнесу, работающему в сфере лёгкой промышленности, особенностью которого является высокая мобильность, позволяющая предприятиям осуществлять быструю смену ассортимента качественной конкурентоспособной продукции без уменьшения объёма продаж. Эта задача невыполнима без использования современных технологических процессов и оборудования, обеспечивающих наиболее эффективные по степени воздействия на структуру кожевенно-обувных материалов способы обработки.

Следовательно, решение поставленных в Стратегии задач требует исследования и реализации новых способов и оборудования, в том числе и для интенсифицированной гигротермической обработки (ИГО) кожевенно-обувных материалов.

При изготовлений кожаной обуви, доля которой в общем объёме производства составляет порядка 65 %, выполняются такие операции ИГО, как «увлажнение», «влажно-тепловая фиксация», «сушка», «влажно-тепловая обработка», сопровождающиеся гигротермическим воздействием на заготовки верха обуви.

Целью гигротермического воздействия является не только обеспечение требуемого технологией влагосодержания заготовок обуви после каждой операции, но и проведение этих операций с максимально возможной производительностью при минимальных энергетических затратах и гарантированном воздействии на микрокапиллярную структуру кожи.

Анализ исследований в области интенсифицированного гигротермического воздействия (ИГВ) на кожевенно-обувные материалы показывает, что в отечественной и зарубежной практике ведётся активный поиск путей интенсификации технологий, основанных на изменении скорости влагопереноса за счёт применения вакуума, импульсного, циклического его приложения. Однако при этом не учитываются возможности интенсификации процессов за счёт создания строго направленных на бахтармяную сторону заготовок тепло- и влагопотоков и возможного при этом совмещения ряда технологических операций ИГО на соответствующем унифицированном оборудовании.

Одной из причин, препятствующих созданию такого рода оборудования, является отсутствие до настоящего времени соответствующей научно обоснованной методологии, основанной на математических моделях,

объединяющих параметры процессов гигротермической обработки с показателями физико-механических свойств обрабатываемых материалов и оборудования. Такие модели должны позволять устанавливать критерии качества обработки как для известных, так и для новых способов, технологий, назначать режимы обработки, создавать и эксплуатировать на практике высокопроизводительное, энергосберегающее, унифицированное гигротермическое оборудование.

Таким образом, разработка методологии исследования процессов и создания унифицированного оборудования для энергосберегающих технологий интенсифицированной гигротермической обработки натуральных кожевенно-обувных материалов путём воздействия на их микроструктуру является актуальной проблемой на данном этапе развития лёгкой промышленности.

Объект исследования. Процессы и унифицированное гигротермическое оборудование для интенсифицированной гигротермической обработки натуральных кож путём воздействия на их микроструктуру в условиях вакуума.

Предмет исследования. Совокупность моделей процессов интенсифицированной гигротермической обработки натуральных кож в условиях вакуума, объединяющих показатели их физико-механических свойств с параметрами процессов и унифицированного оборудования.

Цель и задачи исследования. Целью исследования является разработка методологии создания процессов и унифицированного оборудования для энергосберегающих технологий интенсифицированной обработки натуральных кожевенно-обувных материалов гигротермическим воздействием на их микроструктуру в условиях вакуума.

Для реализации поставленной цели определены следующие задачи:

- анализ современных технологий и соответствующего оборудования для интенсифицированной гигротермической обработки натуральных кожевенно-обувных материалов и оборудования, применяемых при изготовлении обуви в условиях индивидуальных и массовых производств, с целью формирования концепции создания унифицированного оборудования для ресурсосберегающих технологий гигротермической обработки;

- формулировка и доказательство гипотезы о существовании в капиллярно-пористых телах при низких парциальном давлении и температуре в системе микрокапилляров кожи избирательной конденсации пара в условиях вакуума, способствующей интенсификации сорбции влаги в микрокапиллярах, образованию новых связей в структуре кожи, не разрушаемых при повторных воздействиях тепла и влаги, фиксации и сохранении её формы в новом зафиксированном состоянии при последующих интенсифицированных методах обработки;

- формирование концепции по созданию унифицированного гигротермического оборудования, реализующего возможность последовательно-параллельного совмещения технологических операций при

интенсифицированной гигротермической обработке натуральных кожевенно-обувных материалов в условиях вакуума;

- разработка на основе теории случайных процессов аналитических выражений для функции распределения вероятности относительной влажности предварительно вакуумированных натуральных кожевенно-обувных материалов, позволяющих обосновать результаты экспериментальных исследований;

- формирование обобщённых моделей и критериев стохастического подобия функционирования процессов интенсифицированной гигротермической обработки, объединяющих показатели физико-механических свойств обрабатываемых материалов с параметрами режимов их обработки и соответствующего оборудования, и последующая их практическая апробация;

- разработка методики использования критериев стохастического подобия функционирования процессов ИГО для расчёта показателей физико-механических свойств обрабатываемых материалов и показателей обработки, обеспечивающих требуемые показатели энергоэффективности и производительности оборудования;

- разработка структурных, функциональных, кинематических и принципиальных схем оборудования для интенсифицированного гигротермического воздействия на кожевенно-обувные материалы в условиях вакуума;

- практическая реализация способов интенсифицированного гигротермического воздействия при обработке натуральных кожевенно-обувных материалов на унифицированном оборудовании с использованием перфорированных колодок, обеспечивающих подачу тепла и влаги с бахтармяной стороны кожи;

- внедрение в производство рекомендаций по унификации оборудования для интенсифицированной гигротермической обработки с применением вакуума.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- впервые выдвинута и подтверждена гипотеза о существовании при низких парциальном давлении и температуре избирательной конденсации пара в системе микрокапилляров кожи в условиях вакуума, способствующей интенсификации сорбции влаги в микрокапиллярах, образованию новых связей в струюуре кожи, не разрушаемых при повторных воздействиях тепла и влаги, фиксации и сохранению её формы в новом зафиксированном состоянии при последующих интенсифицированных методах обработки;

- впервые сформулирована и обоснована концепция исследования и разработки унифицированного оборудования для ресурсосберегающих технологий интенсифицированной гигротермической обработки натуральных кожевенно-обувнкх материалов в условиях вакуума, основанная на принципах системности теоретических положений гипотезы, а также математических моделей детерминированных и стохастических взаимосвязей

параметров технологических процессов, капиллярной структуры кожи, оборудования;

- разработаны математические модели, раскрывающие теоретические положения гипотезы, в том числе: модель избирательной конденсации пара в системе микрокапилляров кожи в условиях вакуума; модель распределения микрокапилляров в натуральных кожевенно-обувных материалах; обобщённые модели связей параметров оборудования и технологических режимов с показателями физико-механических свойств обрабатываемых материалов, учитывающие их стохастический характер;

- разработана и реализована методика формирования выражений для критериев эффективности, интенсивности, пригодности оборудования для выполнения конкретной гигротермической операции и получения их численных значений на основе метода подобия функционирования процессов ИГО.

Теоретическая значимость работы:

1. Выдвинутая автором гипотеза, подтверждённая теоретически и экспериментально, о характере процесса конденсации пара в микрокапиллярах кожи в процессе интенсифицированного гигротермического воздействия в условиях вакуума и полученные на её основе математические модели вакуумно-сорбционного увлажнения являются определённым вкладом в теорию тепло-массопереноса в капиллярно-пористых телах.

2. Впервые разработана концепция создания унифицированного энергосберегающего оборудования для технологий интенсифицированной гигротермической обработки кожевенно-обувных материалов в условиях вакуума, базирующаяся на основе обобщённых моделей, объединяющих подсистемы ИГО в условиях их стохастического подобия фз'нкционирования.

Практическая значимость работы:

- разработаны и запатентованы способы гигротермической обработки обувных материалов на перфорированных (пористых) колодках в условиях вакуума, а также устройства и установки для интенсифицированной гигротермической обработки натуральных кожевенно-обувных материалов на основе разработанных математических моделей;

- разработаны научно-обоснованные исходные требования на проектирование технологического оборудования для интенсифицированного гигротермического воздействия на обувные детали с использованием вакуума.

Практическая значимость диссертационной работы подтверждена эффективностью внедрения её результатов и запросами промышленных предприятий: ЗАО «Прогресс», ООО «Таурус» г. Шахты, фирм «Гарант», «ЕЫМКО» г. Ростов-на-Дону и др. Способ определения относительной влажности кожевенно-обувных заготовок используется при

экспериментальных исследованиях для косвенного контроля влажности в процессе вакуумно-сорбционного увлажнения.

Результаты исследований используются рядом ведущих вузов лёгкой промышленности и сервиса Российской Федерации (МГУДТ, СПбГУСЭ, ЮРГУЭС). Они нашли применение в лекционных курсах по дисциплинам «Оборудование производств изделий из кожи и основы проектирования оборудования», «Технические средства предприятий сервиса», «Технология изделий из кожи», в курсовом и дипломном проектировании по соответствующим специальностям; включены во внутривузовские методические пособия (ЮРГУЭС, г. Шахты, 1991-2012 гг.), в учебное пособие для вузов России «Технические средства предприятий сервиса» (М.: Издательский центр «Академия», 2003 г.), нашли отражение в учебнике «Технология изделий из кожи» (авторы В.А. Фукин, А.Н. Калита. - М.: Легпромбытиздат, 1988 г.), использовались при подготовке кандидатской диссертации соискателем В.В. Смирновым, выполненной под руководством автора.

Документы, подтверждающие внедрение и практическое использование теоретических положений, выводов и рекомендаций, представлены в приложении к настоящей диссертации.

Методология и методы исследования. Для решения поставленных задач использовались: базовые основы теории тепломассопереноса, анализа и параметрического синтеза систем, основы математического моделирования, численные методы математической статистики, научного планирования эксперимента, программирования и логической алгоритмизации, метода подобия функционирования технических систем (ПФТС), комплексы программ, позволяющих получить результаты, адекватные исследуемым реальным процессам.

Положения, выносимые на защиту:

- положения и результаты, подтверждающие гипотезу о существовании при низких парциальном давлении и температуре избирательной конденсации пара в системе микрокапилляров кожи в условиях вакуума, способствующей интенсификации сорбции влаги в микрокапиллярах, образованию новых связей в структуре кожи, не разрушаемых при повторных воздействиях тепла и влаги, фиксации и сохранению её формы в новом зафиксированном состоянии при последующих интенсифицированных методах обработки;

- принципы и результаты реализации концепции создания унифицированного энергосберегающего оборудования для технологий гигротермической обработки с воздействием на микроструктуру натуральных кожевенно-обувных материалов в условиях вакуума, базирующейся в достаточной мере на системе разработанных математических моделей;

- математические модели: об избирательной конденсации пара в системе микрокапилляров кожи в условиях вакуума; о функции распределения

вероятности относительной влажности предварительно вакуумированных натуральных кожевенно-обувных материалов; о системном характере связи показателей физико-механических свойств обрабатываемых материалов с параметрами технологических режимов и оборудования, установленном посредством частных и обобщённых зависимостей и критериев подобия стохастического функционирования подсистем ИГО;

- методики формирования выражений для критериев эффективности, интенсивности, пригодности оборудования для выполнения конкретной гигротермической операции и получения их численных значений на основе метода подобия функционирования процессов ИГО.

Степень достоверности результатов исследования обеспечивается использованием автором в качестве теоретической и методологической базы диссертационного исследования фундаментальных трудов в области тепломассопереноса, теории подобия, размерностей и моделирования; использованием современных теоретических и экспериментальных методов исследований, удовлетворительной сходимостью теоретических и экспериментальных результатов.

Апробация результатов. Основные положения и результаты работы были представлены и получили положительную оценку на областной научно-практической конференции «Повышение эффективности связи науки с производством» (г. Ростов-на-Дону, 1984 г.), на научно-практических конференциях Всесоюзного заочного института текстильной и лёгкой промышленности (1988-1990 гг.), на Всесоюзной научно-технической конференции молодых исследователей «Прогрессивная техника и технология, системы управления и автоматизированного проектирования в текстильной и лёгкой промышленности» (г. Москва, МТИ им. Косыгина, 1989 г.), на Всероссийской научно-технической конференции «Современные инновационные технологии и оборудование» (г. Тула - 2006 г.), на межвузовских и Всероссийских научно-технических конференциях ЮжноРоссийского государственного университета экономики и сервиса (г. Шахты - 2007, 2008, 2009, 2010 гг.), на Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы инновационного развития хлопкоочистительной, текстильной, лёгкой, полиграфической промышленностей и подготовки кадров» (г. Ташкент - 2009 г.), на Международной научно-технической конференции молодых специалистов, аспирантов и студентов «Математическое и компьютерное моделирование естественнонаучных и социальных проблем» (г.Пенза - 2009 г.), на Международной научно-практической конференции Восточно-Украинского национального университета им. В. Даля (г. Луганск - 2010 г.), на Международной научно-технической конференции «Современные наукоёмкие технологии и перспективные материалы текстильной и лёгкой промышленности» (Прогресс-2012) (г. Иваново-2012 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 50 работ, в том числе 12 - в рекомендованных ВАК реферируемых журналах центральной печати,

2 монографии, получено 12 авторских свидетельств СССР и патентов Российской Федерации на изобретения. Работа выполнялась по государственному заданию Министерства образования и науки РФ по теме «Разработка систем эффективной виброзащиты и обеспечения технического состояния машин для гигротермической обработки текстильных и кожевенных изделий в процессе их жизненного цикла» (2012-2013г.).

Объём и структура работы. Диссертация содержит 318 страниц, включая 37 рисунков и 31 таблицу, состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы из 185 наименований, 12 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, дана её общая характеристика, определены цель и задачи исследования, показана научная новизна и практическая значимость исследований, приведены сведения об апробации работы и основные положения, выносимые автором на защиту.

В первой главе проведён анализ состояния вопроса в области гигротермической обработки натуральных кожевенно-обувных материалов (операций увлажнения, сушки, влажно-тепловой обработки) на основе работ М.А. Файбишенко, Ю.Л. Кавказова — о взаимодействии кожи с влагой, П.А. Ребиндера - о связях влаги с материалом, A.B. Лыкова, Ю.А. Михайлова - о перемещении влаги в капиллярно-пористых телах и высокоинтенсивном тепломассопереносе, Т.Е. Акуловой, Т.Ф. Таганцевой — о применении вакуума при увлажнении, М.К. Куприянова, Н.И. Шаповала, В.В. Щербакова, А.Н. Калиты, A.C. Ратаутаса - о влиянии уровня влажности кож на их деформационные свойства и формоустойчивость, K.M. Зурабяна, Л.И. Адигезалова, В.М. Чесунова - об интенсификации гигротермической обработки, Р.В. Луцыка - о взаимосвязи тепломассообменных и деформационно-релаксационных процессов при сушке, и др. Анализ показал, что качество гигротермической обработки зависит не только от конечной относительной влажности заготовок обуви после проведения каждой из операций, но и от скорости и способов её достижения и степени влияния на микрокапиллярную структуру кожи, что определяет область использования существующего специализированного оборудования и требования по созданию нового, в частности, унифицированного.

Проведённый анализ позволил выдвинуть гипотезу о существовании при низких парциальном давлении и температуре избирательной конденсации пара в системе микрокапилляров кожи в условиях вакуума, способствующей интенсификации сорбции влаги в микрокапиллярах, образованию новых связей в структуре кожи, не разрушаемых при повторных воздействиях тепла и влаги, фиксации и сохранению её формы в новом зафиксированном состоянии при последующих интенсифицированных методах обработки, что позволит совместить ряд технологических операций на соответствующем новом унифицированном оборудовании.

Методология создания такого оборудования должна базироваться на соответствующих математических моделях, объединяющих параметры интенсифицированных гигротермических процессов и оборудования с показателями физико-механических свойств обрабатываемых материалов.

Показано, что методология создания моделей может основываться на работах Д. Худсона, М. Фреще, Е. Гумбеля в области математической статистики; В.Л. Веникова - о критериях подобия, методах их формирования и возможности использования для групп подобных явлений; Н.А. Северцева, Г.А. Ярыгана - об использовании критериев стохастического подобия для обеспечения надёжности систем при их проектировании и испытаниях; В.А. Першина - о стохастическом подобии функционирования технических систем; Ю.С. Шустова - по применению теории подобия для прогнозирования строения и свойств текстильных материалов.

Во второй главе приведены результаты решения задачи теоретического обоснования одного из положений научной гипотезы, выдвинутой в первой главе: о существовании при низких парциальном давлении и температуре избирательной конденсации пара в системе микрокапилляров кожи в условия вакуума, способствующей интенсификации процесса сорбции влаги в микрокапиллярах.

Теоретический анализ механизма влагопереноса с использованием положений молекулярно-кинетической теории газов позволил установить решающее значение переноса влаги в газообразном состоянии при низких парциальном давлении и температуре и его влияние на скорость увлажнения в условиях вакуума.

Установлено, что процесс проникновения пара в единичный капилляр кожи может быть описан уравнением диффузии:

Т-О^. (1)

«г с1х

где *(•*>*") - концентрация паров воды, зависящая от расположения оси координат х и времени т; -О- коэффициент диффузии пара.

С учётом этого уравнения рассмотрен характер изменения концентрации пара от времени по длине капилляра с учётом его геометрических свойств. Показано, что если длина капилляра намного больше его диаметра, задачу можно считать одномерной и при принятых краевых условиях (о равенстве концентрации паров на входе в капилляр и резервуаре с водой в начальный момент времени и условия непроницаемости на другом конце капилляра) решение уравнения диффузии принимает вид:

и(х,т) = и0--2- 2 ——■е «2 /

Я к=02ы 21 , (2)

где «о - начальная концентрация пара; Ь - длина капилляра.

При ' о решение уравнения (2) имеет вид:

и(х,т) = 2ие

7-Ф| , " 1+Ф1 Х~21

[л/Тот J ЦТо

'аа

где у ° — интеграл вероятности; а - уровень значимости.

Найденное из уравнения (3) время заполнения паром капилляра до его 95% содержания в нём составляет доли секунд, что подтверждает положение гипотезы о быстром насыщении влагой предварительно-вакуумированного микрокапилляра.

Для подтверждения гипотезы об избирательной конденсации пара в микрокапиллярах кожи в условиях вакуума были рассмотрены два процесса, обеспечивающие их заполнение влагой: капиллярную конденсацию в результате сорбционных явлений и конденсацию, обусловленную теплообменом между паром и поверхностью капилляра.

В работах Ю.Л. Кавказова о взаимодействии кожи с влагой установлено, что конденсация водяного пара за счёт сорбционных явлений происходит только в капиллярах с эффективным радиусом г < 10"7 м и даже в тех случаях, когда стенки капилляров гидрофобны.

На основе первого закона Фика получена формула для определения массы влаги тс, сконденсированной в единичном микрокапилляре в зависимости от времени и условий протекания процесса сорбции пара в вакууме (длина свободного пробега молекул пара соизмерима с диаметром капилляра):

тс=л-г02 Ьрв

.V

1-е

(4)

где го - радиус микрокапилляра в начальный момент времени; рп - плотность пара, соответствующая условиям проведения процесса (давлению и температуре); рв- плотность воды.

Получено выражение для определения массы влаги, сконденсированной в начальный момент времени в результате теплообмена между паром и кожей в условиях вакуума, без учёта сорбционных явлений:

4,19

где т, Мк - массы, соответственно, влаги в заготовке и самой заготовки; Т>Тц, Т, Тц~ конечная и начальная температуры рассматриваемого процесса; Ск — удельная теплоемкость кожи.

Формулы (4),(5) позволяют определять теоретический привес влаги в коже при вакуумно-сорбционном увлажнении как сумму привесов влаги, полученных в результате капиллярно-сорбционных явлений и теплообмена, и теоретически подтверждают положение гипотезы о том, что максимальное заполнение влагой микрокапилляра наблюдается в первый момент за счёт

= м-1\юо% , (5)

А 10 L 1

сорбции и разности температур между паром и стенками микрокапилляра. С увеличением времени интенсивность увлажнения падает, что необходимо учесть при создании соответствующего оборудования.

В третьей главе приведены теоретические исследования влияния структуры кожи на показатели её относительной влажности, обусловленной избирательной конденсацией влаги в системе микрокапилляров в условиях вакуума при интенсифицированной гигротермической обработке.

На основе разработанной физической модели при условии равномерного распределения микрокапилляров в структуре кожи с помощью статистических методов получена формула для функции распределения вероятностей относительной влажности кож, обусловленной влагой микрокапилляров.

Окончательный вид формулы плотности вероятностей Рр (V) увлажнения (сушки) в условиях вакуума образца определённого объёма V при равномерном распределении в нём микрокапилляров имеет вид:

Я,(П = 1-[Г(и+1)-Г(сГ,и+1)]/Г(п + 1) = /(с^и), (6)

где величина с = !/ , имеющая размерность (У)'\ означает среднюю концентрацию микрокапилляров в некотором объёме тела V, а отношение,

выражающееся через неполную гамма-функцию протабулировано.

Таким образом, в случае дальнейшего экспериментального подтверждения положения гипотезы об избирательной микрокапиллярной конденсации влаги при новых способах обработки (патенты РФ № 2203600, №2349238) на новом оборудовании (патенты РФ № 2312573, № 2312574), для прогноза результатов и наиболее надёжной основы для экстраполяции полученных значений относительной влажности, необходимо использовать закон гамма-распределения, связанный с моделью равномерного распределения микрокапилляров в структуре материалов.

В четвёртой главе диссертации представлены результаты проведённых экспериментальных исследований взаимосвязи параметров режимов интенсифицированной гигротермической обработки с показателями относительной влажности и физико-механических свойств кож хромового дубления различных толщин и методов выработки, апробации теоретических предположений о решающем влиянии микрокапиллярной влаги на изменение физико-механических свойств натуральных кожевенно-обувных материалов.

Исследования проводились на экспериментальной установке (рисунок 1), созданной на основе полученных патентов РФ № 2312573, № 2312574, № 234923.

Установка состоит из двух вакуумных камер, между которыми находятся перфорированные перегородка и пуансон с установленным на него образцом кожи и воздухонепроницаемой плёнкой.

2

1

3

SO Гц 17

16

1 - нижняя вакуумная камера с водой; 2 - аппаратная часть экспериментальной установки;

3,5- датчики давления; 4, 16 - датчики температуры; 6 - верхняя камера;

7 - перфорированные перегородка и пуансон; 8, 9 - клапаны подачи воздуха;

10 - аккумулятор воздуха; 11 - клапаны отсечки воздуха; 12 - вакуумный насос;

13 - соединительный клапан; 14 — воздухонепроницаемая плёнка;

15 - образец кожи; 17 - ТЭН

Рисунок 1 - Принципиальная схема установки для гигротермического воздействия на заготовки верха обуви

Подача пара к образцам при исследовании процессов гигротермического воздействия осуществлялась испарением нагретой воды, находящейся в нижней части камеры, после предварительного её вакуумирования до давления 0,02 МПа.

Для измерения давления внутри рабочей камеры использовался электронный датчик давления с аналоговым выходом типа 26PCAFA6D фирмы «Honeywell» (USA), а температура рабочей среды в нижней камере измерялась температурным датчиком DS1820 фирмы «DALLAS» (USA).

В качестве регистрирующей аппаратуры применялся персональный компьютер.

Для управления параметрами процессов ИГО использовалась программа «Информационно-управляющая оболочка опытной установки для гигротермической обработки кож», на которую получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ (№ 2010617180).

Данная программа позволяет проводить исследования в двух режимах: автоматическом и полуавтоматическом с целью обеспечения соотношения между температурой (7) водяного пара и его давлением (Р) в течение заданного времени для каждой операции при соответствующих начальных и конечных значениях температуры и давления, приведённых далее в таблице 2. При увлажнении поддерживалось соотношение г = 202,8 Р- между температурой (7) водяного пара в состоянии насыщения и его давлением (Р). Так, при сушке взаимосвязь между температурой (7) и давлением (Р)

подчинялась неравенству Т>202,8-Р0,3^ а ПрИ влажно-тепловой обработке -

неравенству что достигалось регулированием температуры

нагрева воды.

Блок-схема аппаратной части экспериментальной установки для интенсифицированного гигротермического воздействия на заготовки верха обуви в вакууме с использованием рассматриваемых датчиков приведена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Блок-схема системы управления экспериментальной

установкой

С использованием разработанных технических и программных средств проведены следующие экспериментальные исследования:

1) влияния режимов увлажнения в вакууме образцов кож при их подвешивании в камере и установке на перфорированном пуансоне на их относительную влажность;

2) влияния режимов влажно-тепловой фиксации предварительно увлажнённых в вакууме образцов на величину их полной деформации:

- на неперфорированном пуансоне с приложением давления с лицевой стороны образцов;

- на перфорированном пуансоне с одновременным вакуумированием с бахтармяной стороны и приложением давления с лицевой стороны;

3) влияния режимов влажно-тепловой обработки образцов кож на величину остаточных деформаций после испытаний по п. 2:

- на неперфорированном пуансоне, с предварительным вакуумированием и подачей пара с лицевой стороны;

- на перфорированном пуансоне без выемки из камеры, с предварительным вакуумированием и подачей пара с бахтармяной стороны.

Исследования влияния режимов увлажнения в вакууме (на относительную влажность (кинетики вакуумно-сорбционного увлажнения) проводились при расположении заготовок в верхней камере 6 (рисунок 1) над ёмкостью с водой, находящейся в нижней вакуумной камере 1 объёмом 0,09 мЗ, соединённой через золотник управления 13 с вакуумным насосом 12 (тип

2НВР-5ДМ, производительность 5 л/с, диапазон давления на входе от атмосферного до 0,02 МПа, мощность электродвигателя 0,55 кВт). Для выравнивания давления в камерах с атмосферным, они снабжены клапаном напуска воздуха 9. Для нагрева воды использовался трубчатый электронагреватель (ТЭН) 17 мощностью 1 кВт с регулируемым напряжением.

В результате проведённых экспериментальных исследований (п. 1) подтверждено положение гипотезы об избирательной микрокапиллярной конденсации влаги на основе разработанной в третьей главе модели равномерного распределения микрокапилляров в структуре кожи с использованием ^-критерия {-¿расч, < -¿тавл. = 8,75 < 18,49), подтвердившего правомерность использования модели.

Графические зависимости относительной влажности 1Уоп„, % от времени т, характеризующие кинетику вакуумно-сорбционного увлажнения, приведены на рисунке 3.

И

отя> 35

30

25

20

Т = Лехр(1 /х)

С ^— 1 1 Г ■{ 'АФ

^А С □ ^

; □

Д -додубленная синтанами;

О - наполненная полимерами и додубленная синтанами;

* - наполненная полимерами;

И - ненаполненная и : недодубленная

6

8 г, мин

Рисунок 3 - Кинетика вакуумно-сорбционного увлажнения кож хромового дубления различного характера выработки

Совпадение кривых увлажнения исследуемых кож различных вариантов выработки при вакуумно-сорбционном способе увлажнения объясняется исключением влияния степени гидрофильности поверхности капилляров кожи на перемещение пара.

Таким образом, применение вакуумно-сорбционного способа увлажнения обеспечивает равномерный привес влаги в кожах различного характера обработки: кож хромового дубления, додубленных синтанами, наполненных полимерами, что придаёт ему особую значимость при использовании на обувных предприятиях, так как хромовые кожи для верха обуви, поставляемые кожевенными заводами, не имеют специальных маркировок об особенностях их обработки.

При сопоставлении основных показателей, определяющих формуемость (остаточных удлинений Воет и условного модуля упругости Еу) при испытаниях на одноосное растяжение, установлено (рисунок 4), что при всех

режимах вакуумно-сорбционного увлажнения эти показатели превосходят соответствующие показатели кож хромового дубления в воздушно-сухом

е" Е' <•»

г = д = п = —

( ) ¿'Г ) состоянии и увлажненных традиционным способом ( ,

Еу ) (рисунок 4), что подтверждает решающее влияние микрокапиллярной влаги на изменение физико-механических свойств кожевенно-обувных материалов.

У, У1 е, 01

а) б)

1 - воздушно-сухие образцы;

2 - образцы, увлажнённые традиционным способом

Рисунок 4 - Относительные изменения остаточных удлинений с (а) и условного модуля упругости Еу(б) при одноосном растяжении

Для подтверждения положения гипотезы о возможности совмещения ряда операций и создании унифицированного оборудования при подводе тепла и влаги с бахтармяной стороны заготовок проводились экспериментальные исследования процессов ИГВ при увлажнении, сушке, влажно-тепловой обработке кож хромового дубления, как на типовом оборудовании, так и на разработанной установке (рисунок 1) с применением стандартных методов исследования.

При проведении экспериментальных исследований эффективность процессов увлажнения, проводимых с использованием неперфорированного и перфорированного пуансонов, оценивалась интенсивностью за время достижения требуемого технологией производства обуви привеса влаги, эффективность процесса влажно-тепловой фиксации оценивалась величиной полной деформации, а влажно-тепловой обработки - величиной остаточной деформации.

Экспериментальные данные обрабатывались с помощью программы Microsoft Excel, ошибка выборочной средней оценивалась критерием Стьюдента.

Сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований (рисунок 3) относительной влажности с использованием критерия Фишера (значение которого для всех серий опытов не превышало его табличного значения), показало их достаточно хорошее совпадение, не превышающее 9%, что подтверждает адекватность разработанных во второй главе моделей и реального процесса.

Кинетика изменения остаточных деформаций кожи от времени релаксации («отдыха») образцов после снятия нагрузки в течение суток представлена на рисунке 5.

1 - увлажнение в течение 2-х минут; 2 - увлажнение в течение 4-х минут;

3 - увлажнение в течение 6-ти минут; 4 - увлажнение в течение 8-ми минут

Рисунок 5 - Зависимости остаточных деформаций (Дост ) кожи хромового дубления при двухосном растяжении от времени «отдыха» (т) при вакуумно-сорбционном способе увлажнения

Характер изменения остаточных деформаций Д0ст от времени «отдыха» т после двухосного растяжения образцов кож хромового дубления (рисунок 5) свидетельствует о наличии определённого момента времени вакуумно-сорбционного увлажнения (6 минут), при котором остаточные деформации максимальны, а дальнейшее увеличение времени увлажнения приводит к резкому спаду остаточных деформаций, что связано с повышением температуры в герметичной камере и начавшимся процессом сушки.

Образцы на перфорированном пуансоне увлажнялись в течение этого же времени и подвергались дальнейшему формованию при различных перепадах давления паровоздушной среды (таблица 1).

Таблица 1 — Значения полных и остаточных деформаций кож хромового дубления в зависимости от условий формования в вакууме на перфорированном пуансоне

Давление прижатия образцов Рп, МПа Расчётный перепад давлений АР, МПа Расчётное усилие приформовывания Рп, Н Полная деформация &ПОЛК., % Остаточная деформация через 24 часа Аост, %

0,20 0,1575 551,0 56,8±1,3 45±1,1

0,15 0,1075 376,0 41,7±0,9 33,3±1,2

0,10 0,0575 201,0 28,4±1,1 23,6±0,9

Как видно из таблицы 1, значения полных деформаций образцов, отформованных на перфорированном пуансоне стандартным усилием 200 Н, превышают на 6% соответствующие значения, полученные при формовании образцов на неперфорированном пуансоне.

Таким образом, экспериментально подтверждены следующие положения гипотезы:

1) о возможности применения вакуума при выполнении всего цикла ИГО, включающего операции «увлажнение», «влажно-тепловая фиксация», «сушка», «влажно-тепловая обработка» при использовании перфорированного пуансона и подаче тепла на бахтармяную сторону заготовок;

2) о последовательно-параллельном совмещении всех операций ИГО при обработке заготовок, установленных на перфорированном пуансоне и возможном исключении операции «основная сушка» после выемки из камеры, что подтверждает гипотезу о влиянии влаги, сконденсированной в микрокапиллярах в условиях вакуума и способствующей образованию новых связей между цепями в структуре коллагена с более высоким потенциальным барьером, приводящим к фиксации структуры кожи в новом зафиксированном состоянии;

3) о влиянии микрокапиллярной влаги на изменение физико-механических показателей кож хромового дубления для подкладочной и бесподкладочной обуви, систем материалов «кожа + тик-саржа», полученных при одно- и двухосном растяжении, предопределяющих формуемость, которые повышаются в 1,5-2 раза при использовании вакуумно-сорбционного способа увлажнения при практически неизменных значениях предела прочности при растяжении, исключающем возможность разрыва заготовки верха обуви при проведении обтяжно-затяжных операций. При этом время увлажнения с применением вакуума уменьшается более чем в 5 раз, по сравнению с традиционным способом.

Новизна выводов подтверждается разработанными и запатентованными способами обработки (патенты № 1521446, № 2203600, № 2349258, № 2445907).

В пятой главе, на основе теоретически и экспериментально подтверждённой гипотезы, разработана концепция (система теоретических принципов) создания унифицированного энергосберегающего оборудования для технологий интенсифицированной гигротермической обработки натуральных кожевенно-обувных материалов.

Основными принципами концепции являются следующие:

1) создание оборудования должно базироваться на математических моделях связей между параметрами оборудования, технологии обработки и показателями физико-механических свойств обрабатываемых материалов;

2) при создании оборудования необходим учёт характера взаимодействий параметров подсистем системы интенсифицированной гигротермической обработки, как в детерминированных условиях функционирования, так и в стохастических условиях;

3) необходимость определения и учёта граничных условий, относительных допусков на изменение параметров обработки для выбранных характеристик функционирования подсистем интенсифицированной гигротермической обработки;

4) необходимость использования частных и объединённых критериев подобия функционирования процессов ИГО для создания нового унифицированного и специализированного оборудования;

5) методики по практическому применению унифицированного оборудования должны раскрывать сущность разработанных принципов и полученных моделей.

За основу разработки и исследования принципов концепции принят метод подобия функционирования технических систем, позволяющий системно исследовать процессы интенсифицированного гигротермического воздействия на кожевенно-обувные материалы как в детерминированных, так и в стохастических условиях функционирования.

На первом этапе создания оборудования интенсифицированная гигротермическая обработка представляется как система, характеризующаяся совокупностью подсистем (рисунок 6).

Подсистемы представляют собой:

- «средства технологии» (камера, вакуумный насос и парогенератор);

- «технологию» (последовательность выполнения операций гигротермического воздействия: увлажнения, влажно-тепловой фиксации, сушки и влажно-тепловой обработки);

- «объект технологии» (заготовки кожи, помещаемые в вакуумную камеру);

- «продукцию» (обработанные заготовки верха обуви после соответствующей гигротермической обработки).

Для исследования функционирования системы ИГО в детерминированных условиях формируются критерии подобия по методике указанного метода с использованием программного продукта.

Рисунок 6 - Структурная модель функционирования системы ИГО

Для реальной подсистемы одного функционального назначения и идентичных физических процессов с её функциональным аналогом детерминированное подобие устанавливается равенством их соответственных критериев и равенством единице комплексов независимых параметров, входящих в эти критерии, что является достаточным условием детерминированного подобия её функционирования.

Подсистемы характеризуются множеством параметров: выходных (/у№ куш, 1вто, Л«мя, д ост); входных (<рп.с, А А Лло.. С по, Qъ Г, К, тз, 4 УМК> СК); возмущающих (Гн, Гк, Рн, Рк, Рп, АР, Fф ) (таблица 2); внутренних структурных Св) (рисунок 6).

Таблица 2 - Наименование и размерность параметров для определения

выходных характеристик процессов гигротермического воздействия на кожи хромового дубления

№ Параметры Обозначение Размерность Рекомендуемые условия однозначности*

Увлажнение Фиксация Сушка ВТО

1 2 3 4 5 6 7 8

Средства технологии

1 Объём камеры Гк 4і 9-Ю"1

2 Коэффициент диффузии пара £> м2/с 0,58-Ю"4 - -0,51-КГ* 0,78-КГ*

3 Плотность пара в условиях вакуума Р кг/м3 26-Ю"2 - 24-Ю"2 25-Ю"2

Окончание таблицы 2

1 2 3 4 5 6 1 7 8

4 Удельная теплоёмкость воды Св Дж/(кг-К) 1,915-Ю3 - 1,925-Ю3 1,515-Ю3

5 Удельная теплоёмкость пара С по Дж/(кгК) 2,018-Ю3 2,018-Ю3 2,018-Ю3

6 Удельная теплота парообразования Япо Дж/(кг) 480-Ю3 - 480-Ю3 480-Ю3

7 Влажность паровоздушной среды <рп.с. % 97 97 55 97

8 Количество теплоты вт Дж 2050 2050 2050

Технология

9 Время т с 360 360 360 120

10 Температура начальная Тн К 328 323 338 330

11 Температура конечная Тк К 332 331 348 340

12 Начальное давление в камере Рн Па 20-Ю3 20-Ю3 20-Ю3 24-Ю3

13 Конечное давление в камере Рк Па 50-Ю3 - 50-Ю3 40103

14 Коэффициент цикличности К - - 3 -

15 Интенсивность I кгі(см') 3-Ю-14 3,2-Ю"'и 2-10"23

16 Перепад давлений АР Па - 16,5-Ю3 - -

17 Усилие формования ГФ Н - 577,5

18 Приформовочное давление Рп Па - ' 0,2 -10" - -

Объект, Продукция

19 Масса заготовок гпз кг 2,0-10"°

20 Толщина кожи хромового дубления сі м 1,6-Ю"3

21 Объём микрокапилляров Умл м3 0,257-10"3

22 Паропроницаемость 9п кг/ (м-1 - с) 107,73-Ю"1

23 Удельная теплоёмкость кожи Ск Дж/(кгК) 1,61-Ю3

24 Коэффициент диффузионного сопротивления: - с бахтармяной стороны; - с лицевой стороны и 3,2 5,35

♦ рекомендуемые режимы приняты на основе апробированных экспериментальных и теоретических исследований процессов при обработке в специализированном оборудовании с использованием вакуума

В соответствии с методом ПФТС получены функциональные зависимости выходного параметра I - интенсивности соответствующего

гигротермического процесса (увлажнения, сушки, влажно-тепловой обработки) и интенсивности процесса влажно-тепловой фиксации, оцениваемой величиной достигаемой полной деформации Атли от ряда определяющих её состояние параметров, представленных выше (таблица 2), имеющие вид:

/=/(<< т3, Умл дп, Сю ц, (р„.а Т,„ Та Рн, Ра т, &

К, Гк Д р, Св, С„а Япо) (7)

Апот =/(4 К, Р„, Рк, Рп, дп, Сй ц, <?П.С, т„, Тк, АР, РФ, т, Гк). (8)

Для получения обобщённых критериальных зависимостей подобия функционирования подсистем ИГО определены выражения и численные значения частных критериев подобия -тс,.

Из них сформированы для рассматриваемых процессов ИГО обобщённые критерии подобия, определены их численные значения и получены обобщённые критериальные зависимости интенсивности увлажнения, сушки, влажно-тепловой обработки и полной деформации при влажно-тепловой фиксации от параметров обработки (9-16), на основе которых построены теоретические графики (рисунок 7).

Для увлажнения:

Пл. = = о 69 • = Цд = 1б (9)

7 _ ^-т-Уи к,.Тк -С3/-р-Ст <2Т -Р-Уп.с -0П Л П01

1УЫ - -у0,5 р г „-[/..33 „4 „ .--

Для влажно-тепловой фиксации:

Пл1 = 'ь*-""'**™*?**"'"** = 0,11, г = йк,к = 9 (И)

9

(12)

Для сушки:

Пл - -2.09;-Г? /г = 17 ИЗ'»

*

-.3.5

т _ ¿-п-Ум к -Тк -С'к-р-Спо -От-Р-Уп с-Яп-К п по МЛЛ

¿Суш - Г0.5 р г ч-1/1.33 р4 „ .--Ч-*/

1Н К ^ В "по 'К 'Ги-Р'*

Для влажно-тепловой обработки:

Пл. = =0,39,/=йд = 1б (15)

¡=1 'ВТО яРк'яСв'лН1Ю м * .

)

7____<1-'пУмк.-тк-С"-р-Спо-()т-Р-<рг1с.-Оп п 1(1 (16)

570--Т».5 Р .Г .н .г1'» Р4 „ г- '

1н 'к ^в кпо ¥к » i

4 3,5 3 2,5 2 1,5 1

0,5 О'

' /*10 кг/(см3 >

I •

\ г 1

1 . ■ •

/ 1

V

ч (.

1211 1») «0 Зоо 360| т,с :

ода НЕ; (М>.1 «0?

/-10 К1/(С-М1)

«Ш81_ 0.032 -—ТЗГ

Ш! .

Щ.О.Ш 1(1.041 Р. МП» 340 Г. к

а)

б)

МО кг/(с'М3)

60 50 40 30' 20 10

Р^МПа

Апо.ш,%

0.1

II 323 к

% = 200 н

? • ■

0,15

0,2 !*,,

а) при увлажнении; б) при влажно-тепловой обработке; в) при сушке;

г) полной деформации от усилия прижатия: - при подаче пара с бахтармяной

стороны;---при подаче пара с лицевой стороны

Рисунок 7 - Зависимости интенсивности (I) и полной деформации (Ат1,„) от способов подачи пара, времени, температуры и давления

Таким образом, модели (9-16) и зависимости (рисунок 7) для детерминированных значений выходных функциональных характеристик (интенсивностей - 1) подсистем ИГО и связанных с ними критериальными зависимостями параметров обработки (Р, Т, т, р) позволяют управлять процессами ИГО с целью достижения их максимальной производительности.

Для обеспечения качества гигротермической обработки, оцениваемого показателями физико-механических свойств натуральных кожевенно-обувных материалов, имеющих стохастическую природу строения, необходимо учитывать и возможное отклонение параметров обработки - Р, Т, т, р от их номинальных значений, то есть рассматривать стохастическое подобие функционирования подсистем.

Разработанная методика формирования математических моделей стохастического подобия предусматривает:

1) Получение функциональной зависимости выходной характеристики системы от определяющих её состояние параметров входных, задающих, возмущающих воздействий и внутренних (структурных) параметров системы.

2) Формирование методом нулевых размерностей (как правило) выражений для частных критериев подобия в соответствии с исходной функциональной зависимостью.

3) Объединение полученных выражений для частных критериев подобия по физической значимости и целевой задаче.

4) Определение численных значений объединённых критериев по номинальным значениям параметров функционирования подсистем ИГО с целью формирования обобщённых критериальных выражений.

5) Получение из обобщённых критериальных выражений выходной характеристики подсистемы.

6) Установление граничных значений для выходной характеристики функционирования подсистем ИГО и параметров функционирования.

7) Определение значения выходной характеристики подсистемы (У,) в стохастическом смысле вероятностным методом, исходя из возможных отклонений независимых параметров (Л}, 2} от их номинальных значений из-за стохастического строения кожи. Для этого производится разложение полученного обобщённого критериального выражения в ряд Тейлора и использованием для расчётов линейных членов этого ряда:

где Му , М:1 , Му - математические ожидания значений независимых

е/, <$, У,

параметров; 8Х', д2>, - частные производные функции связи по независимым параметрам.

В качестве математических ожиданий принимаются номинальные значения независимых параметров.

8) Построение графических зависимостей выходной характеристики функционирования от независимых параметров с учётом стохастического строения кожи.

9) Определение зоны гарантированного гигротермического воздействия на кожевенно-обувные материалы с учётом их стохастического строения.

10) Проверка возможности назначения минимальных по времени режимов обработки из сопоставления суммы относительных отклонений (ошибок) независимых параметров от их номинальных значений в связи со стохастическим строением кожи с пределом относительных допусков на изменение выходной характеристики рассматриваемой подсистемы:

- < * («Л + РА + гМ * <, (18)

сЯ г®

где >*«' *> - относительное отклонение (ошибки) номинальных значений характеристик функционирования подсистемы, выражение в скобках -функционал (Ф) независимых параметров в отклонениях; а/ , Дг -показатели степени при соответствующих независимых параметрах в

3 3 3

критериальных зависимостях; г>' - относительные отклонения (ошибки) значений независимых параметров в критериальных зависимостях, равные:

8. =-

X, - X,

5, =-

г,-г.

5,-5,.

(19)

В качестве примера ниже приведена, сформированная в соответствии с разработанной методикой, функциональная зависимость выходной характеристики процесса вакуумно-сорбционного увлажнения, которая имеет вид:

Ек =/(с1, т3, Умк, 0Я, Сй (I, фпс, Тн, Тк Р№ Рк, т, (20) <2т, Ук, А р, Спо, Япо). С учётом этой зависимости по рассмотренной методике были получены частные гг-критерии подобия, объединённые по физической значимости (таблица 3).

Для получения:

критерия - ял-, объединялись частные критерии: л0„, лСю лл л^лЕк,

Лек.',

критерия - Лц объединялись частные критерии Ягю Жрю Ко, я/,; критерия- ла объединялись частные критерии лук, лСпо, л^. Объединённые критерии, полученные при принятых условиях однозначности (таблица 2) для подсистемы «увлажнение» и условиях однозначности для других подсистем системы ИГО и, исходя из условия

подобия функционирования рассматриваемых подсистем:"' приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Объединённые по целевой задаче критерии подобия функционирования подсистем системы интенсифицированной гигротермической обработки с применением вакуума

«Увлажнение»

«Сушка»

«Влажно-тепловая обработка»

«Фиксация»

1

яю - критерии

эффективности

обработки

я х, =

р I.!

' н

"„ = П т

Т „ ■ р' 'Ек = 50 ,7

Т„ • Дк = 70 ,4

Т„ -Р' = 15 ,5

-

Т„-Ьк = 80 -10"4

1

с.-е.-*

г* С, <2.

Лп - критерий

интенсивности

процесса

ктг - 5494

тттс = 4797

ЛТето— 15550

т. ■ Р'

7ітіь~ 3,91

Окончание таблицы 3

1 2 3 1 4 1 5

При совмещении операций Т. хт = Й , -*- г р'-' -о-¡-її -^-ГІ-. 1,78 ■ 10 * Т к ' г " Р

ггс/- критерий

пригодности а ~ <2т •С по ' Р

оборудования для конкретной "с = 34 ,6 = 38 ,3 яа* = 36 | "ч = 38,3

операции

Из обобщённого критериального выражения для критерия эффективности при увлажнении лку (таблица 3) получено выражение для модуля упругости кожи Ек.

(21)

пку т, скОпМ Тнр •

где Я - условная микрокапиллярная пористость кожи.

Граничные значения выходной характеристики функционирования подсистемы «увлажнение» и независимых параметров установлены на основе экспериментальных исследований, выполненных в четвёртой главе:

106 •17,9<Ек<24Д-106;

0,02 -106 <; Р< 0,05 106;

328<Т<333; (22)

120<г <360,

0,16< р< 0,26

После разложения в ряд Тейлора уравнения (21) определено значение выходной характеристики подсистемы в стохастическом смысле подстановкой в нижеприведённое выражение численных значений его составляющих:

г.-г^-М" (23)

а = ! '

где " с' в-'м - коэффициент связи параметров, характеризующих физико-

механические свойства кожи; Р'? т - функция связи по независимым

Тнр"

параметрам ( Р, Т ,т, р); - частные производные функции

дР дТ от др

связи по независимым параметрам; Рср, Тср ,т ф , - средние значения параметров в рассматриваемых интервалах.

рЗ. 3 1 * _ ги '

т 0,5

Значения частных производных функции связи нР по независимым параметрам вычислены при подстановке в них номинальных значений независимых параметров: Р = 20-103Па; Т= 328 °К; г = 360 с; р = 0,26 кг/м3:

= = Ю'3,Па2-с-м/°К; ^. = П1^1 = _87>о.10'6 ,Па2-кг/с-°К; дР 2Ти,[р дт т„Гр

^ = = , Па2 - кг / с2 °К; ^ = ^|1 = -1б7-1016,Па2-м1О-с5.

Зт Тн др 2Тнр

Для нахождения средних значений параметров обработки использованы экспериментальные данные, полученные в работе и приведённые в таблице 4.

Таблица 4 - Экспериментальные значения параметров процесса вакуумно-сорбционного увлажнения

Обозначение параметров Размерность Значения параметров

8/ (время - т) с 120 240 360 480

X/ (давление - Р) Па 25-Ю3 зо-ю' 40-103 50-10'

2, (температура - Т) К 328 330 331 333

Щ(плотность - р) кг! мг 16-10" 19-10" 26-10" 36-10"

После подстановки в выражение (23) численных значений параметров, соответствующих, например, времени обработки, равному 4-м минутам, получено значение У,:

У,=22-106+0,1 -(12,6- 10"1О/50,7)-[16-1016(30-20)-87-1016(330- 328)+ + 0,48-1016(240-360)- 167-1016 (0,19-0,26)] = 23,4-106, Па. (24)

Построенные графические зависимости модуля упругости кожи - Ек от времени вакуумно-сорбционного увлажнения с учётом стохастического характера строения кожи (микрокапиллярная пористость Я кож хромового дубления варьируется от 0,1 до 0,4) приведены на рисунке 8.

Полученная величина К; (24) находится в пределах минимальных и максимальных её значений (22), но для установления подобия функционирования подсистем и в стохастическом смысле нужно, чтобы суммы относительных изменений (ошибок) этих комплексов, с учётом их корреляции от размерности характеристик функционирования, находились в пределах относительных допусков на изменения этих характеристик.

Численные значения ошибок независимых параметров составили:

8Х_ = Х' ~Хк = (30-20) / 30 = 0,33, 8г = (330-328)/330 = 0,01,

Х/ ' 2!

8^ = = (240 - 360) / 240 = -0,5, 8Я/ = = (19 - 26) / 19 =-0,368.

Рисунок 8. - Изменения конечного модуля упругости кож хромового дубления Ек от условной микрокапиллярной пористости Я при вакуумно-сорбционном увлажнении

Численное значение функционала (18) составило:

0,33-3,5 +0,01-1 - 0,5 -0,368-1 - 0,5-2 = -0,02.

Относительные отклонения (ошибки) номинальных значений

5Н гВ

характеристик функционирования подсистемы - *>:

5"" =(17,9 - 23,4) / 17,9 = -0,3, ^ =(24,1 - 23,4) / 24,1 = 0,029

Полученное значение функционала (-0,02) находится в вычисленном интервале, то есть рассматриваемые подсистемы будут подобны и в стохастическом смысле. Таким образом, полученные графические зависимости (рисунок 8) позволяют определить зону гарантированного воздействия ИГО в пределах времени от 275 до 375 секунд по выходному параметру подсистемы Ек., в пределах которой можно корректировать длительность процесса с целью достижения максимальной производительности при обработке кож с различным содержанием микрокапилляров (от 10 до 40%).

Рассмотренная методика может быть использована для других подсистем ИГО (таблица 3) при проектировании специализированного оборудования, а при проектировании унифицированного оборудования используется критерий интенсивности л?1, учитывающий совмещение операций.

■рана увдамненяя |

(Зонз фиксации I

рОНЗсУш««!

.П..О.Х1

Рисунок 9 - Изменения коэффициента диффузии пара В от времени ИГО при последовательном совмещении операций

Построенные по приведённой методике графические зависимости (рисунок 9) позволяют определять, например, для кож с условной микрокапиллярностью П ~ 0,1, время переходов от одной операции -увлажнения выполняемого в течение 175 секунд, к другой - фиксации, выполняемой в промежутке от 175 до 235 секунд (коэффициент диффузии Б положителен) и к третьей - сушке, выполняемой в промежутке от 235 до 375 секунд (коэффициент диффузии Б отрицателен).Таким образом, время обработки в унифицированном оборудовании составило 375 секунд, что в 2,9 раза меньше суммарного времени всех операций (360-3 = 1080 с), выполняемых на специализированном оборудовании (таблица 2).

Критерии интенсивности отдельных процессов и их численные значения (таблица 3) использованы при разработке систем управления процессами ИГО (Пат. №2411888).

Рассмотренные модели апробированы на практике, а результаты исследований отражены в публикациях в ведущих рецензируемых журналах.

В шестой главе рассмотрены вопросы создания и использования оборудования на различных этапах жизненного цикла (ЖЦ) для интенсифицированной гигротермической обработки натуральных кожевенно-обувных материалов на основе полученных методом подобия математических моделей, приведённых в таблице 5.

Таблица 5 - Система математических моделей принятия технических

решений на различных этапах жизненного цикла оборудования для ИГО

ЭтапЖЦ Техническая задача Базовый критерий Математическая модель выходной характеристики процесса (оборудования) Результат

1 2 3 4 S

Проектирование Разработка оборудования для ИГО

а) при увлажнении / j __ d-m-V^ K TK-Cl'1-pCno OT-D <pnc-QrJ л ¿-л J г0-3 р г а /г' ,,,. \J.vy A.c. №1099944

б) при фиксации АПот А _ d,pn TK-<Pn.c-'-Fi>-TH f) 1 1 Пат N»2312573

а) оборудования в) при сушке I г - d-m VM.K:TK'cY'P<:m'QT'D"Pn.c'Qn'K о по Пат №2312574

г) при ВТО I J _ i-nVu.KÏx-cV-P-Cno-QrDvn.c-Qn л "50 1 ~ T0,ï P -С R v'^' p'-ur Пат №2414832

д) при совмещении операций жг *т ■---гг 1,78-10" 'І p\'-D I-f. Tt.t*.pl-> Пат. №2312573, №2411888

а) интенсификация ИГО V _ dmVu.K.-rK C'/-pCno QrD-v„.c-Qn „ ,„ Пат. №1521446

б)способов б) расширение технологических возможностей Рф F _AP-M-VK-C°K's-Qn-Anom on " d-рп 'тк -<P n.c -TH Пат №2203600

в) цикло-динамнчес-кого формования К 'Рк'Св'Кпо'^к "Fff'M'T OQO Пат №2445907

г) гигротер- мической фиксации АР др_Л-?„-Тк^пст^,-Ти _011 Пат №2349258

Модернизация а) снижение энергопотребления QT •С >ff 'Vй3 • P* • u-t Q - f К В ПО К H r 1 0 69 Г d'm-К,.к. ■ TK ■ c'r' - P - Cno • D • <pnc -fl7 ' N»1391589 №1715294

Эксплуатация а) способы управления; б)средства управления TK X-T„-D-T-Jp p* Pli' I/ n-Cn0-Qr-p к ~ pl №2411888 №2414832

Диагностика определение относительной влажности -0,69 d-m-TK-Cf-p-C„0-Qr-D-4>nc-Q„ №2447822

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ОБ ОСНОВНЫХ РЕЗУЛЬТАТАХ РАБОТЫ

1. На основе анализа современных технологий и оборудования для интенсифицированной гигротермической обработки (ИГО) натуральных кожевенно-обувных материалов с использованием вакуума установлено, что при интенсификации процессов ИГО не учитываются возможности направленых тепло- и влагопотоков, воздействующих на микрокапиллярную структуру с бахтармяной стороны кож, и возможное при этом совмещение ряда технологических операций на соответствующем унифицированном оборудовании, а в теоретических исследованиях практически отсутствуют математические модели, объединяющие параметры процессов ИГО с показателями физико-механических свойств обрабатываемых материалов и оборудования.

2. Выдвинута, теоретически обоснована и экспериментально доказана гипотеза о существовании при низких парциальном давлении и температуре избирательной конденсации пара в системе микрокапилляров кожи в условиях вакуума, способствующей интенсификации сорбции влаги в микрокапиллярах, образованию новых связей в структуре кожи, не разрушаемых при повторных воздействиях тепла и влаги, фиксации и сохранению её формы в новом зафиксированном состоянии при последующих интенсифицированных методах обработки.

3. Сформулирована и обоснована концепция исследования и разработки унифицированного оборудования для ресурсосберегающих технологий интенсифицированной гигротермической обработки натуральных кожевенно-обувных материалов в условиях вакуума, основанная на принципах системности теоретических положений гипотезы, а также математических моделей детерминированных и стохастических взаимосвязей параметров технологических процессов, капиллярной структуры кожи, оборудования.

4. Разработаны математические модели, раскрывающие теоретические положения диссертации, в том числе:

- об избирательной конденсации пара в системе микрокапилляров кожи в условиях вакуума;

- о характере распределения микрокапилляров в структуре натуральных кожевенных материалов;

- о системности связей показателей физико-механических свойств обрабатываемых материалов с параметрами технологических режимов и оборудования, учитывающих их стохастическое подобие функционирования.

5. Экспериментально установлено, что предварительное вакуумирование исключает влияние изменения степени гидрофильности поверхности структурных элементов кожи на сорбцию влаги в микрокапиллярах, что обеспечивает равномерный привес влаги в кожах различного характера выработки.

6. Установлено рациональное время вакуумно-сорбционного увлажнения, равное 6-ти минутам, при котором показатели формуемости кож и формоустойчивости максимальны.

7. Экспериментально подтверждены положения выдвинутой гипотезы о влиянии микрокапиллярной влаги при использовании вакуума на изменение физико-механических показателей кож хромового дубления: показатели формуемости повышаются в 1,5-2 раза, показатели формоустойчивости - в 1,3 раза. При этом время обработки с применением вакуума уменьшается более чем в 5 раз, по сравнению с традиционным способом.

8. Установлены возможность и эффективность применения вакуума для всех операций цикла ИГО при последовательно-параллельном совмещении их в унифицированном оборудовании с применением перфорированных колодок, обеспечивающие сокращение времени обработки более чем в 2,9 раза по сравнению с обработкой в специализированном оборудовании с использованием вакуума.

9. Концепция разработки оборудования реализована при создании новых способов и устройств, на которые получены 4 авторских свидетельства СССР и 8 патентов Российской Федерации, положенных в основу новых энергосберегающих технологий интенсифицированной гигротермической обработки.

10. Разработаны и внедрены в производство и учебный процесс рекомендации по использованию новых технологий и технических решений унифицированного оборудования для интенсифицированного гигротермического воздействия с применением вакуума.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

Статьи в ведущих рецензируемых научных журналах:

1. Сурмилов, Б.И. Интенсификация процесса увлажнения в вакууме обувных заготовок / Б.И. Сурмилов, Л.В. Ларина // Известия вузов. Технология лёгкой промышленности. - 1986. - № 4. - С. 78-80.

2. Ларина, Л.В. К вопросу выбора рациональной схемы установки для увлажнения в вакууме обувных заготовок / Л.В. Ларина, К.А. Адигамов [и др.] // Известия вузов. Технология лёгкой промышленности. - 1989. - № 2. -С. 47-50.

3. Зурабян, K.M. Влияние параметров увлажнения в вакууме на физико-механические свойства кож хромового дубления / K.M. Зурабян, Т.Е. Акулова, Л.В. Ларина, [и др.] // Известия вузов. Технология лёгкой промышленности. - 1989. - № 6. - С. 34-36.

4. Ларина, Л.В. Влияние параметров увлажнения в вакууме на физико-механические свойства кож хромового дубления повышенной толщины и систем материалов / Л.В. Ларина, K.M. Зурабян [и др.] // Известия вузов. Технология лёгкой промышленности. - 1990. - № 5. - С. 75—80.

5. Ларина, Л.В. Моделирование процесса вакуумно-сорбционного увлажнения / Л.В. Ларина, A.A. Загоскин [и др.] // Современные инновационные технологии и оборудование: Всерос. науч.-техн. конф. / Под общ. ред. чл.-кор. РАН В.П.Мешалкина. - Тула: Изд-во ТулГУ. - 2006. - С. 141-143.

6. Ларина, Л.В. Один из методов математического описания гигротермической обработки заготовок верха обуви / Л.В. Ларина, В.В. Смирнов, В.А. Першин // «Известия вузов. Сев.-Кавк. регион». -Новочеркасск: ЮРГТУ. - 2009. - № 1. - С. 123-127.

7. Сорока, В.А. Особенности циклодинамического формования заготовок верха обуви / В.А. Сорока, Л.В. Ларина, Ю.В. Присяжнюк // Известия вузов. Сев.-Кавк. регион, технические науки. - Новочеркасск: ЮРГТУ.-2011,-№4.-С. 136-137.

8. Ларина, Л.В. Математические модели процесса вакуумно-сорбционного увлажнения кож / Л.В. Ларина, В.И. Юрченко // Известия вузов. Сев.-Кавк. регион, технические науки. - Новочеркасск: ЮРГТУ. -2011.-№ 6.-С. 140-145.

9. Ларина, Л.В. Моделирование процесса вакуумно-сорбционного увлажнения кож // Л.В. Ларина // Известия вузов. Сев.-Кавк. регион, технические науки. - Новочеркасск: ЮРГТУ. - 2012. - № 1. - С. 129-132.

10. Ларина, Л.В.. Критерии оценки эффективности процессов интенсифицированной гигротермической обработки (ИГО) на этапах формирования требуемого качества изделий [Электронный ресурс] / Л.В. Ларина, В.А. Першин [и др.] // Инженерный Вестник Дона. - 2012. - № 3. -Режим доступа: http: Vwww.ivdon.ru/ magazine/latest/ пЗу2012/896/

11. Ларина, Л.В. О стохастическом подобии функционирования системы «интенсифицированная гигротермическая обработка» кожевенно-обувных материалов [Электронный ресурс] / Л.В. Ларина, В.А. Першин // Инженерный Вестник Дона. - 2012. - №4. - Режим доступа: http://www.ivdon.ru/magazine/latest/n3y2012/896/

12. Смирнов, В.В. Методы интенсификации процессов гигротермической обработки для придания материалам лёгкой промышленности свойств формоустойчивости [Электронный ресурс] / В.В. Смирнов, Л.В. Ларина [и др.] //Современные проблемы науки и образования. - 2012. - № 6. - Режим доступа: http://www.science-education.ru/

Патенты, авторские работы и свидетельства о регистрации программного продукта:

13 A.c. 1090044 СССР, МКИ3 А 43 D 11/14. Устройство для вакуумного увлажнения заготовок обуви / К.А. Адигамов, Б.И. Сурмилов, Л.В. Ларина, В.А. Сторчевой, C.B. Романихин, C.B. Стрелков; заявитель и патентообладатель Шахтинский технологический институт бытового обслуживания. № 3558044/28-12. Заявл. 28.02.1983. Опубл. 30.06.1984. Бюл. № 24.

14 A.c. 1391589 СССР, МКИ3 А 43 D 11/14. Устройство для вакуумного увлажнения заготовок обуви / К.А. Адигамов, Б.И. Сурмилов, JI.B. Ларина, В.В. Ширяев, JI.H. Янкин; заявитель и патентообладатель Шахтинский технологический институт бытового обслуживания. № 4105629/28-12. Заявл. 02.06.1986. Опубл. 30.04.1988. Бюл. № 16.

15 A.c. 15221446 СССР, МКИ3 А 43 D 11/14. Способ обработки обуви / JI.B. Ларина, В.В. Бескоровайный; заявитель и патентообладатель Шахтинский технологический институт бытового обслуживания: № 4072085/30-12. Заявл. 02.06.1986. Опубл. 15.11.1989. Бюл. № 42.

16 A.c. 1391589 СССР, МКИ3 А 43 D 11/14. Устройство для вакуумного увлажнения заготовок обуви / Л.В. Ларина, K.M. Зурабян, К.А. Адигамов, В.И. Сурмилов, В.В. Ширяев; заявитель и патентообладатель Шахтинский технологический институт бытового обслуживания: № 4765202/12. Заявл. 05.12.1989. Опубл. 10.05.2003. Бюл. № 13.

17 Пат. 2203600 Российская Федерация, МПК6 А 43 D 95/10. Способ обработки обуви / Л.В. Ларина, В.В. Солоничев, Д.А. Солоничева, заявитель и патентообладатель ЮРГУЭС. № 2001106778/12. Заявл. 13.03.2001. Опубл. 10.05.2003. Бюл. № 13.

18 Пат. 2312573 Российская Федерация, МПК6 А 43 D 95/10. Устройство для гигротермической фиксации заготовок верха обуви / Л.В. Ларина, Б.И. Сурмилов, A.A. Загоскин, A.A. Малый; заявитель и патентообладатель ЮРГУЭС. № 2006114205/12. Заявл. 25.04.2006. Опубл. 20.12.2007. Бюл. №35.

19 Пат. 2312574 Российская Федерация МПК6, А 43 D 95/10. Устройство для вакуумного увлажнения, формования и сушки заготовок верха обуви / Л.В. Ларина, Б.И. Сурмилов, A.A. Загоскин, A.A. Малый; заявитель и патентообладатель ЮРГУЭС. №2006114206/12. Заявл.

25.04.2006. Опубл. 20.12.2007. Бюл. № 35.

20 Пат. 2349238 Российская Федерация, МПК6, А 43 D 95/10. Способ гигротермической фиксации заготовок верха обуви / Л.В. Ларина, В.В. Смирнов; заявитель и патентообладатель ЮРГУЭС: № 200714334/12. Заявл.

22.11.2007. Опубл. 20.03.2009. Бюл. № 8.

21 Пат. 2411888 Российская Федерация, МПК6 А 43 D 11/00. Устройство для гигротермической фиксации заготовок верха обуви с регулируемыми параметрами рабочей среды / Л.В. Ларина, В.В. Смирнов,

B. А. Сухарникова, В.П. Плотников; заявитель и патентообладатель ЮРГУЭС: № 2009149165/12. Заявл. 28.12.2009. Опубл. 20.02.2011. Бюл. №5.

22 Пат. 2414832 Российская Федерация, МПК6 А 43 D 11/00. Устройство для увлажнения заготовок верха обуви с регулируемым объёмом рабочей камеры / Л.В. Ларина, В.В. Смирнов, Б.И. Сурмилов, В.А. Сорока,

C.А. Тряпичкин; заявитель и патентообладатель ЮРГУЭС. № 2010116569/12. Заявл. 26.04.2010. Опубл. 27. 03.2011. Бюл. № 9.

23 Пат. 2447822 Российская Федерация, МПК6 А 43 D 11/10. Способ определения относительной влажности кожевенно-обувных заготовок / Л.В. Ларина, В.А. Першин, В.В. Смирнов, Ю.О. Джелиев; заявитель и

патентообладатель ЮРГУЭС. № 2010125397/12. Заявл. 21 .06.2010. Опубл. 20.04.2012. Бюл. № 11.

24 Пат. 2445907 Российская Федерация, МПК6 А 43 О 11/00. Способ формования давлением заготовок обуви / Л.В. Ларина, В.А. Першин, В.А. Сорока, В.В. Смирнов, заявитель и патентообладатель ЮРГУЭС. № 2011100963/12. Заявл. 12.01.2011. Опубл. 27.03.2012. Бюл. № 9.

25 Информационно-управляющая оболочка опытной установки для гигротермической обработки кожи / Свидетельство РФ о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2010617180 / Л.В. Ларина, И.В. Тарара,

B.В. Смирнов, заявитель и патентообладатель ЮРГУЭС. № 2010 614416. Заявл. 20. 07 2010. Опубл. 27.10.2010.

Публикации в журналах, сборниках трудов, материалах конференций:

26 Ларина, Л.В. Установка для увлажнения заготовок верха обуви в вакууме / Л.В. Ларина // Материалы областной науч.-практич. конф. Тезисы докл. - Ростов н/Д. - 1984. - С. 15-16.

27 Ларина, Л.В. Исследование влияния режимов увлажнения в вакууме на физико-механические свойства полимерных материалов / Л.В. Ларина // Прогрессивная техника и технология, системы управления и автоматизированного проектирования в текстильной и лёгкой промышленности: Межвуз. сб. науч. трудов по материалам научно-технической конференции. - М., 1989. - С. 23-25.

28 Ларина, Л.В. Исследование процесса вакуумно-сорбционного увлажнения кож хромового метода дубления / Л.В. Ларина // Совершенствование техники, технологии и проблемы экологии производств: сб. науч. трудов. - Шахты: ШТИБО, 1994. - С. 34-36.

29 Ларина, Л.В. Исследование процесса ваккумно-сорбционного увлажнения кож хромового метода дубления / Л.В. Ларина // Совершенствование технологических процессов изготовления одежды и обуви: сб. науч. трудов. - Шахты: ШТИБО. - 1994. - Вып. 5. - С. 85-87.

30 Ларина, Л.В. Устройство для предварительного формования обувных заготовок в вакууме / Л.В. Ларина, В.Б. Узули // Применение математических методов в вопросах совершенствования техники и технологии лёгкой промышленности: сб. науч. трудов. - Шахты: ШТИБО. - 1995. - Вып. 17. -

C. 69-71.

31 Ларина, Л.В. Устройство для вакуумно-сорбционного увлажнения обувных заготовок / Л.В. Ларина // Автосервис, машины и агрегаты, механика: сб. науч. трудов. - Шахты: ДГАС. - 1996. - Вып. 20 (Ч. 1). - С. 110-112.

32 Ларина, Л.В. Малогабаритная комбинированная универсальная вакуумная установка для увлажнения и сушки обувных заготовок / Л.В. Ларина, Ю.Г. Сапронов // Радиотехника, оборудование и технологии сервиса: сб. науч. трудов. - Шахты: ДГАС. -1997. - Вып. 27 (Ч. 2). - С. 99-101.

33 Ларина, Л.В. К выбору режимов формирования обувных заготовок вакуумом / Л.В. Ларина // Совершенствование техники и технологии сервиса: сб. науч. трудов. - Шахты: ДГАС. - 1999. - Вып. 32. - С. 110-111.

34 Адигамов, К.А Вакуумно-сорбционное увлажнение заготовок верха обуви / К.А. Адигамов, Л.В. Ларина. - Новочеркасск: ЮРГТУ. - 2000. - 95 с.

35 Ларина, Л.В. Математическое моделирование процесса вакуумно-сорбционного увлажнения заготовок обуви / Л.В. Ларина, К.А. Адигамов // Моделирование. Теория, методы и средства: Материалы междунар. науч.-практич. конф. - Новочеркасск. - 2001. - С. 39-43.

36 Ларина, Л.В. Установка для предварительного формования обувных заготовок с применением вакуума и давления / Л.В. Ларина, Е.Р. Булатов // сб. науч. трудов. - Шахты: Изд- во ЮРГУЭС. - 2003. - С. 54-56.

37 Адигамов, К.А. Исследование вакуумных способов увлажнения и сушки обуви и разработка исходных требований на проектирование малогабаритной универсальной установки для увлажнения и сушки заготовок обуви в вакууме / К.А. Адигамов, Ю.Г. Сапронов, Л.В. Ларина // ВНТИЦ. Сб. реф. НИР и ОКР. Сер. лёгк. пром-сть. - М., 1990. - № 7. - С. 26.

38 Ларина, Л.В. Установка для предварительного формования с применением вакуума и давления / Л.В. Ларина, Е.Р. Булатов // Оборудование предприятий сервиса: теория и опыт внедрения: Межвуз. сб. науч. трудов / Под ред. A.B. Кожемяченко. - Шахты: Изд-во ЮРГУЭС. -2003.-С. 225-227.

39 Ларина, Л.В. Пути повышения производительности оборудования для гигро-термической обработки изделий из кожи / Л.В. Ларина, A.A. Загоскин // Проблемы машиностроения и технического обслуживания в сфере сервиса. Радиоэлектроника, телекоммуникации и информационные технологии: Межвуз. сб. науч. трудов / под ред. С.А. Кузнецова. - Шахты: Изд-во ЮРГУЭС, 2006. - С. 13-15.

40 Ларина, Л.В. Установка для предварительного формования обувных заготовок с применением вакуума и давления / Л.В. Ларина // Вестник всеукр. нац. ун-та им. В. Даля. - Луганск. - 2006. - № 10 (104). - С. 130-133.

41 Ларина, Л.В. Определение оптимальных режимов вакуумно-сорбционного увлажнения заготовок верха обуви / Л.В. Ларина, A.A. Загоскин // Вестник всеукр. нац. ун-та им. В. Даля. - Луганск. - 2007. - № 1 (107). - С. 261-263.

42 Ларина, Л.В. К вопросу создания универсального устройства для гигротермической фиксации заготовок верха обуви / Л.В. Ларина, A.A. Загоскин [и др. // Бытовая техника, технология и технологическое оборудование предприятий сервиса и машиностроения: Юбилейный междунар. сб. науч. трудов / под ред. A.B. Кожемяченко. - Шахты: Изд-во ЮРГУЭС, 2007. - С. 32-33.

43 Ларина, Л.В. Определение оптимальных режимов вакуумно-сорбционного увлажнения / Л.В. Ларина, A.A. Загоскин // Бытовая техника, технология и технологическое оборудование предприятий сервиса и

машиностроения: Юбилейный междунар. сб. науч. трудов / под ред. A.B. Кожемяченко. - Шахты: Изд-во ЮРГУЭС, 2007. - С. 31-32.

44 Смирнов, В .В. Исследование процесса вакуумно-сорбционного увлажнения методом подобия функционирования / В.В. Смирнов, Ларина JI.B. [и др.] // Актуальные проблемы техники и технологии: сб. науч. тр.; редкол.: Н.Н.Прокопенко [и др.]. - Шахты: Изд-во ЮРГУЭС, 2008. - С. 142144.

45 Ларина, Л.В. Математическое моделирование нанотехнологий в производстве обуви / Л.В. Ларина, В.А. Першин, В.В. Смирнов // Математическое и компьютерное моделирование естественнонаучных и социальных проблем: сб. статей 3 Междунар. науч.-техн. конф. молодых специалистов, аспирантов и студентов. - Пенза: Приволжский Дом знаний. -2009.-С. 107-111.

46 Ларина, Л.В. Проектирование оборудования для нанотехнологий в производстве обуви / Л .В. Ларина, В.А. Першин [и др.] // Актуальные проблемы техники и технологии: сб. науч. трудов; редкол.: H.H. Прокопенко [и др.]; ГОУ ВПО «Южно-Рос. гос. ун-т экономики и сервиса». - Шахты: Изд-во «ЮРГУЭС», 2009. - С. 16-19.

47 Ларина, Л.В. Способ определения относительной влажности кожевенно-обувных заготовок / Л.В. Ларина, В.А. Першин [и др.] // Актуальные проблемы техники и технологии: сб. науч. трудов; редкол.: H.H. Прокопенко [и др.]; ГОУ ВПО «Южно-Рос. гос. ун-т экономики и сервиса». -Шахты: Изд-во «ЮРГУЭС», 2010. - С. 55-58.

48 Ларина, Л.В. Моделирование процесса циклодинамического формования заготовок верха обуви / Л.В. Ларина, В.А. Сорока // Актуальные проблемы техники и технологии: сб. науч. трудов; редкол.: H.H. Прокопенко [и др.]; ГОУ ВПО «Южно-Рос. гос. ун-т экономики и сервиса». - Шахты: Изд-во «ЮРГУЭС», 2011. - С. 62-65.

49 Ларина, Л.В. Расчёт и проектирование гигротермического оборудования. Применение метода подобия функционирования технических систем / Л.В Ларина, В.А. Першин, В. Смирнов // LAP LAMBERT Academik. -2012.-68 с.

50 Ларина, Л.В. К вопросу создания вакуумного энергосберегающего гигротермического оборудования / Л.В. Ларина // Современные наукоёмкие технологии и перспективные материалы текстильной и лёгкой промышленности (Прогресс -2012): сборник материалов междунар. науч.-техн. конф. Часть 2. - Иваново: ИГТА, 2012. - С. 163-164.

Личный вклад диссертанта в работах, опубликованных в соавторстве;

П 9,26-29, 31,33,50 - подготовлен материал и написано 100 % работы;

П.3-5, 7, 8, 10, 11, 13-24, 30, 32-39, 40-47, 49 - подготовлен материал и написано 80 % работы;

П. 1, 2,6,12,25,48 - предложена идея работы и написано 70 % работы;

Подписано в печать 11.04.2013г. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Ризография. Усл.п.л.2,0. Тираж 150 экз. Зак.71.

Отпечатано в типографии: ИП Бурыхин Б.М., Ростовская область, г.Шахты, ул.Шевченко, 143.