автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Кинетика и аппаратурно-технологическое оформление процессов пропитки и сушки абразивного инструмента

На правах рукописи

ЧУРИЛИН Алексей Владимирович

КИНЕТИКА И АППАРАТУРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОФОРМЛЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ПРОПИТКИ И СУШКИ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА

Специальность 05.17.08 - Процессы и аппараты химических технологий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тамбов 2004

Работа выполнена в Тамбовском государственном техническом университете на кафедре «Гидравлика и теплотехника».

Научный руководитель

Заслуженный деятель науки и техники РФ доктор технических наук, профессор Рудобашта Станислав Павлович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Ефремов Герман Иванович

доктор технических наук, профессор Дворецкий Станислав Иванович

Ведущая организация

ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве» (ГНУ ВИИТиН)

го

Защита диссертации состоится 24 декабря 2004 г. в часов на заседании диссертационного совета Д 212.260.02 Тамбовского государственного технического университета по адресу: Тамбов, ул. Ленинградская, 1, ауд. 60.

Отзывы в двух экземплярах, скрепленные гербовой печатью, просим направлять по адресу: 392000, г. Тамбов, ул. Советская, 106, ТГТУ, ученому секретарю.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан 23 ноября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доцент

В.М. Нечаев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ*

Актуальность работы. В различных областях народного хозяйства широко применяют химико-технологические процессы пропитки (импрег-нирования) и последующей термообработки различных материалов, полуфабрикатов и изделий с армирующим каркасом, слоистых или с покрытиями. В резинотехнических производствах - это автомобильные и авиационные шины, конвейерные ленты, приводные ремни, рукава, оболочки, мембраны; в машиностроительных - абразивные инструменты (АИ) и т д.

Импрегнирование («заполнение пор») АИ специальными веществами с последующей сушкой является одним из перспективных направлений совершенствования абразивного инструмента на керамической связке (его выпуск составляет около 70 % производства всех АИ). При этом повышаются эффективность процесса шлифования и качество шлифованных поверхностей, улучшаются эксплуатационные свойства АИ.

Однако до настоящего времени недостаточно полно изучены свойства импрегнирующих составов, структурно-сорбционные и диффузионные характеристики АИ при их пропитке импрегнаторами и последующей сушке, вопросы аппаратурно-технологического оформления вышеназванных процессов.

В связи с эгим исследование кинетики и разработка аппаратурно-технологического оформления процессов пропитки (импрегнирования) и сушки абразивного инструмента с целью повышения эффективности процесса и качества абразивной обработки является актуальной задачей.

Работа выполнялась в соответствии с планом НИР ТГТУ, отраслевой целевой программой Минобразования РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» на 2003, 2004 гг. и грантом Минобразования РФ по фундаментальным исследованиям в области машиностроения «Теория и методы создания энерго- и ресурсосберегающего оборудования многоассортиментных автоматизированных химических производств» (шифр 97-24-12.2-13) на 1998 - 2000 гг.

Цель работы. Выбор импрегнатора, исследование кинетики и разработка аппаратурно-технологического оформления химико-технологических процессов импрегнирования и сушки абразивного инструмента, обеспечивающих повышение эффективности процесса и качества абразивной обработки поверхности деталей машин и приборов в машиностроительном производстве.

Для достижения поставленной цели в диссертации сформулированы и решены следующие задачи:

- предложен и обоснован подход к усовершенствованию АИ на керамической связке, заключающийся в импрегнирований пор шлифовальных кругов из электрокорунда белого водными эмульсиями'сополимеров акрилат-

Автор выражает благодарность зав. кафедрой «Гидравлика и теплотехника» профессору Жукову Н.П. и доценту кжЬклпы ТММ и ПМ Ма{|никовой Н.Ф. за ценные указания и научные консультации в х СШМЮ—ЛЛИДУ боты.

ного и стиролъного типов, последующей термообработке импрегнированного инструмента методом конвективной сушки, позволяющим значительно улучшить эксплуатационные свойства шлифовального инструмента, а также повысить эффективность и качество процесса абразивной обработки поверхности деталей;

- подобран ряд импрегнаторов, улучшающих эксплуатационные свойства наиболее широко применяемых АИ, не оказывающих корродирующего действия на станки и вредного воздействия на организм человека, сохраняющих стабильность при хранении и удовлетворяющих требованиям пожарной безопасности;

- предложены и проанализированы способы закрепления импрегнато-ра в порах АИ с помощью поверхностно-активных веществ (ПАВ) или операции термофиксации;

выполнен комплекс экспериментальных исследований по структурным характеристикам шлифовальных кругов из электрокорунда белого, по реологическим свойствам импрегнаторов и кинетике пропитки АИ водными эмульсиями Эмукрил М, Эму крип С, Эмукрил 2М;

- изучены закономерности тепломассопереноса при сушке импрегнированного АИ;

- экспериментально определены тем пературно-концентрационные зависимости эффективного коэффициента диффузии воды в импрегнированных АИ, имеющих наиболее широкое применение в точном приборо- и машиностроении;

- получены опытные уравнения для расчета коэффициента диффузии шлифовальных кругов из электрокорунда белого в зависимости от температуры и влагосодержания материала;

- на основе двухуровневой математической модели предложено описание кинетики сушки АИ в промышленном аппарате;

- разработана методика технологического расчета и рекомендации по аппаратурному оформлению процессов пропитки и конвективной сушки импрегниро ванных шлифовальных кругов в условиях машиностроительных производств;

- проведены эксплуатационные испытания импрегнированных АИ в заводских условиях, подтвердившие повышение коэффициента шлифования, теплопроводности и температуропроводности АИ, снижение контактной температуры при шлифовании, дисбаланса шлифовальных кругов, их влаго проницаемости, поверхностных фрикционных свойств и количества прижогов обрабатываемого металла.

Научная новизна. Обоснован подход к усовершенствованию АИ на керамической связке, экспериментально исследованы и оптимизированы режимы процессов пропитки, термофиксации и сушки абразивного инструмента при применении в качестве импрегнатора водной полимерной эмульсии сополимера этилакрилата, диметакрилового эфира этиленглико-ля и метилолметакриламида:

2 ^ '1' 5

1 { . .

* . - - -

Выполнено экспериментальное исследование диффузионных и струк-турно-сорбционных свойств шлифовальных кругов из электрокорунда белого при их пропитке и конвективной сушке.

Определены температурно-концентрационные зависимости эффективного коэффициента диффузии воды в импрегнированных АИ.

На основе анализа выявленных закономерностей тепломассопереноса при сушке импрегнированных абразивных кругов составлена и обоснована математическая модель, описывающая кинетику процесса.

Практическая ценность. Предложенный способ усовершенствования АИ, включающий их импрегнирование и конвективную сушку, позволяет достигнуть существенного улучшения эксплуатационных свойств стандартных абразивных инструментов: повышения коэффициента шлифования на 30...50 %; в 1,5 - 2,0 раза увеличивается теплопроводность и на 20...30 % температуропроводность АИ, что приводит к снижению контактной температуры при шлифовании и, как следствие, к отсутствию прижогов обрабатываемой поверхности.

Разработаны методика технологического расчета и аппаратурное оформление процессов пропитки и сушки АИ.

Результаты экспериментальных исследований могут быть использованы для проектирования сушильных аппаратов, применяемых в различных областях промышленности.

Теоретические и практические результаты диссертационной работы в виде разработанных методик и способов повышения эксплуатационных свойств АИ приняты к использованию ОАО «Тамбовмаш», ОАО «Тамбовский завод "Комсомолец" им. Н.С. Артемова», ОАО «Завод подшипников скольжения», ОАО «Тамбовский завод "Электроприбор"», ОАО «Алмаз» г. Котовск, и ФГУП «Тамбовский завод "Октябрь"».

Экспериментальные установки, методики проведения экспериментальных исследований и расчета сушильных аппаратов положены в основу методических пособий к практическим и лабораторным занятиям по дисциплинам «Машины и аппараты химических производств», «Математическое моделирование, оптимизация и проектирование технологических процессов и оборудования», которые используются при подготовке инженеров по специальности 240801 - «Машины и аппараты химических производств» и магистров по направлению 150400 - «Технологические машины и оборудование».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: V, VI, VII и IX научных конференциях ТГТУ (Тамбов, 2000, 2001, 2002, 2004 гг.); IV и V Международных тепло-физических школах (Тамбов, 2001, 2004 гг.); II Международной научно-практической конференции «Компьютерные технологии в науке и производстве» (Новочеркасск, 2001 г.); XIV Школе-семинаре под руководством академика РАН А.И. Леонтьева (Рыбинск, 2003 г.); VII Международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения» (Сочи, 2004 г.).

L

4

г

Публикации. Основные результаты диссертационной работы отражены в 16 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка цитируемой литературы, содержащего 185 источников и семи приложений. Содержание диссертации изложено на 220 страницах машинописного текста, включая 50 рисунков и 47 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулированы цель и задачи диссертационной работы, обоснованна ее актуальность, показаны научная новизна и практическая значимость, приведена аннотация основных результатов работы.

В первой главе проводится анализ современного состояния теории и техники импрегнирования АИ: выбор импрегнаторов, технологии и аппаратурного обеспечения процессов пропитки и сушки. Изучен достаточно широкий диапазон импрегнаторов. Среди них наиболее перспективными признаны органические соединения на углеводородной основе, обеспечивающие низкоэнергетическую интенсивность химического взаимодействия с обрабатываемым металлом. При этом особенности процессов массо-переноса при импрегнировании и последующей сушке АИ играют существенную роль в обеспечении качества готовой продукции.

Показано, что в опубликованных источниках имеется мало данных по аппаратурному и технологическому оформлению процессов пропитки и сушки абразивных кругов. Отсутствуют методы кинетического расчета процессов пропитки и сушки, а также данные по теплофизическим характеристикам, необходимы для проведения этого расчета.

Вторая глава. Исследованию подвергались широко применяемые в промышленности абразивные корундовые круги марок 25А12СМ26К5Б, 25А16СМ26К5Б, 25А25СМ26К5Б, 25А32СМ26К5Б, 25А40СМ26К5Б, характеризующиеся одинаковым объемом пор (40,5 %), но различным размером абразивного зерна (вследствие чего менялись размеры пор и их извилистость). Также исследовались абразивные круги марок 25А25ПСМ16К5Б, 25А25ПС16К5Б, 25А25ПСТ16К5Б, характеризующиеся одинаковым размером абразивного зерна, но различным объемом пор (42, 39 и 36 % соответственно).

В качестве импрегнаторов применяли водные дисперсии акрилатных сополимеров: Эмукрил M - сополимер этилакрилата, диметакрилового эфира этиленгликоля и метилолметакриламида; Эмукрил 2М - линейный сополимер этилакрилата, метилметакрилата, диметакрилового эфира этиленгликоля и метилолметакриламида; Эмукрил С - линейный сополимер этилакрилата и стирола.

В качестве ПАВ использовали: диалкилдитиофосфат цинка (ДФ-Н); бариевую или кальциевую соль сульфокислоты (СБ-3, СК-3); алкилсали-цилат или многозольный апкилсалицилат кальция (АСК, MACK); октаме-тилциклотетрасилазан (ОМЦТС3).

Исследованиями установлено, что ПАВ улучшают смачиваемость пор инструмента импрегнаторами, а также способствуют закреплению им-прегнирующего состава в порах АИ. Лучшие результаты были получены после применения в качестве ПАВ - многозольного алкилсалицилата кальция (MACK) и бариевой соли сульфокислоты (СБ-3). Исследование адсорбционных свойств ПАВ и данные ИК - спектроскопии свидетельствуют об образовании адсорбционных слоев определенного состава и конфигурации на поверхности пор АИ.

Разработан способ улучшения эксплуатационных свойств абразивного инструмента на основе корунда, согласно которому инструмент перед пропиткой обрабатывают раствором ПАВ, затем инструмент сушат от растворителя, пропитывают импрегнатором и далее сушат от воды.

В результате достигнуто улучшение эксплуатационных свойств АИ, выразившееся в снижении контактной температуры, росте коэффициента шлифования, отсутствии прижогов и улучшении качества обрабатываемой поверхности.

Проведенный сравнительный анализ исследованных импрегнаторов показал, что наиболее предпочтительным является Эмукрил М.

Фиксирование распределения сополимера в порах круга без применения ПАВ, после пропитки АИ и его сушки от воды, показало, что в процессе сушки происходит частичное перемещение импрегнатора к поверхностям массоотдачи, что негативно влияет на равномерность заполнения пор.

Методы исследования пористой структуры абразивных кругов и модельного у-оксида алюминия включали: метод наблюдений (с помощью световой микроскопии); метод наблюдений по микрофотографиям с применением современных компьютерных технологий; ртутную порометрию; объемно-весовой метод. Применялись также методы жидкостной адсорбции, десорбции азота, газопроницаемости. Полученные данные по пористости, размеру пор, удельной поверхности АИ использованы для анализа процессов их импрегнирования и сушки. Преимущественный радиус пор АИ составил 104... 105 А. Периферийные по радиусу круга области имеют большую на 2...3 % пористость, чем области, находящиеся у посадочного отверстия.

Серия опытов по насыщению АИ импрегнаторами показала, что пропитывать можно как под вакуумом, так и при атмосферном давлении.

При однократной пропитке под вакуумом в поры АИ входит в среднем до 18 % масс, импрегнатора, а при пропитке при атмосферном давлении-до 16 % масс, импрегнатора. Время пропитки составляет 60... 180 с и зависит от температуры пропитки и пористости АИ (рис. 1).

а) б)

Рис. 1 Зависимость содержания импрегнатора Эмукрил М: а- в порах круга 25А25СМ16К5Б от времени пропитки при температурах: 1 -1 =■ 20 °С; 2 - ? = 30 °С; 3 - (= 40 "С; 4 - (= 60 Т; б - в порах кругов от пористости и времени пропитки при г = 20 °С: / - У„ = 42 %; 2 - Уп = 40,5 %, 3-Уа=39%;4-У„ = 36%

Последнее связано, по видимому, с тем, что при повышении температуры растет краевой угол смачивания импрег натором керамической связки АИ и наблюдается увеличение коэффициента поверхностного натяжения дисперсии.

Исследования реологических свойств эмульсии на ротационном вискозиметре «Реотест 2» показали, что при достижении температуры 55...60 °С эмульсия Эмукрил М начинает терять устойчивость. В связи с этим был предложен более экологичный и дешевый способ закрепления импрегнатора в порах АИ, нежели применение растворов ПАВ. Импрегнатор закрепляется путем операции термофиксации, т.е. выдержки импрегнированно-го АИ в воде при температуре 90...95 °С.

Вследствие операции выдержки (600...900 с) импрегнированных кругов в горячей воде, эмульсия частично теряет устойчивость (появляется склонность к агрегации частиц, сопровождающейся их слипанием и закреплением на поверхности пор). Эмульсия теряет устойчивость из-за:

- десорбционной дестабилизации, так как часть эмульгатора десорби-руется с поверхности латексных частиц и переходит в воду;

- действия повышенных температур и термосенсибилизации;

- выделения в водную среду многовалентных катионов и изменения значения рН среды, а также эффекта перераспределения эмульгатора между полимером и поверхностью пор круга.

Разработана установка для пропитки и фиксации импрегнатора в порах круга (рис. 2).

В аппарат на вращающийся от мотор-редуктора вал помещают абразивные круги. Затем при открытом верхнем и нижнем кранах, через гибкий трубопровод импрегнатор попадает в аппарат за счет перемещения емкости 3 с помощью подъемника 5. Пропитку осуществляют при вращении вала в течение необходимого времени, после чего емкость 3 перемещают

Рис. 2 Схема установки для пропитки абразивных кругов и фиксации импрегнатора:

I - аппарат; 2 - абразивные круги; 3,8- емкости

для импрегнатора (3) и воды (5); 4 - гибкие трубопроводы, 6,11 - краны; 5, 7 - подъемники; 9 - мотор-редуктор; 10- электронагреватели

вниз. Импрегнатор сливается из аппарата по гибкому трубопроводу. После перекрытия соответствующих задвижек начинают операцию фиксации импрегнатора. Для этого предназначена емкость 8, в которой находится вода. Воду подают в аппарат, нагревают до температуры 90...95 °С. Для предотвращения перемещения и частичного вытекания импрегнатора из пор круга под действием сил тяжести, при

смене импрегнатора на воду, абразивные круги подвергаются непрерывному вращению (0,2...0,5 с"'). Время выдержки до полного прогрева АИ составляет, как правило, 900... 1200 с. Импрегнатор, оставшийся на внутренних поверхностях аппарата, растворяется в воде и удаляется вместе с ней.

В третьей главе приведены результаты исследований по сушке влажных АИ после импрегнирования. В качестве импрегнатора была выбрана эмульсия (40 % масс.) сополимера этилакрилата, диметакрилового эфира этиленгликоля и мстилолметакриламида в водной среде (Эмукрил М), как наиболее дешевая и не содержащая стирольных компонентов.

Для выделения изотермических участков кривых сушки, используемых при расчете зависимости коэффициента диффузии от концентрации, непосредственно измерялась температура в образце (рис. 3).

Время прогрева образцов АИ до условий, близких к изотермическим (1 » 0,95/сущ), составляет при / - 80 °С и скорости теплоносителя 80 0,3...0,5 м/с примерно 5400 с.

Опыты показали, что скорость обдува круга не влияет на кривые сушки. Это указывает йа то, что процесс полностью контролируется внутридиффузионным сопротивлением. Чрезвычайно медленная сушка указывает на то, что внутренний массоперенос происходит путем диффузии молекул воды через матрицу полимера.

60

40

20

1_

0 4 8 12 г 10', с

Рис. 3 Термограмма нагрева абразивного круга 25А12ПСМ26К5Б, пропитанного:

1 - импренатором Эмукрил М, 2 - водой

На рис. 4 представлены экспериментальные кривые сушки импрегни-рованного абразивного круга марки 25А12ПСМ26К5Б.

О 1,8 36 54 72 90 108 126 144 т-Ю^с

Рис. 4 Кинетика сушки импрегнированного абразивного круга марки 25А12ПСМ26К5Б при различных температурах:

1 -20 °С; 2- 40 °С; 3-60°С;4- 80 °С

Кривые (сушки) десорбции (рис. 4), построенные в координатах ((мн-«)/йн)-л/т (и - среднеобъемное влагосодержание круга, соответствующее текущему времени т), имеют следующие особенности.

1 Количество удаляемой влаги в начальный период времени линейно зависит от л/т . Линейная зависимость сохраняется в пределах 20.. .30 % от всего интервала изменения влагосодержания АИ.

2 На криволинейных участках кривых кинетики десорбции не

имеются точки перегиба. Все кривые boi нуты к оси у[х .

Процессы диффузии, кривые кинетики которых имеют аналогичный вид, подчиняются закону Фика. В таких системах коэффициент диффузии зависит только от концентрации распределяемого вещества (при постоянной температуре процесса). На основании проведенного анализа можно сделать вывод о применимости уравнения диффузии Фика для описания внутреннего массопереноса при конвективной сушке им премированных АИ.

Путем обработки кривых кинетики изотермической сушки ряда им-прегнированных АИ, на основе зонального метода, были найдены зависимости эффективного коэффициента диффузии влаги от влагосодержания и температуры (рис. 5).

Из рис. 5 видно, что коэффициенты Ц, имеют порядок 10^ м2/с, что характерно для молекулярной диффузии воды в полимерах. Это подтверждает факт, что перенос влаги в импрегнированном АИ происходит не по системе пор, а через матрицу полимера по механизму молекулярной диффузии.

80 60 40

20

г 5

--

(

/4

/J

/о

У 1

А 10ln, NfVc

60 40 20

3

2

fti

8 10 «,%'

0 2 4 6 8 Ы,%

а) б)

Рис. 5 Температурио-концентрационные зависимости эффективного коэффициента диффузии влаги О, для импрегнированных ЛИ:

а - пористость 8 - 40,5 %: I - 25А12ПСМ26К5Б; 2 - 25А16ПСМ26К5Б; 25А25ПСМ26К5Б; 4 25А32ПСМ26К5Б; 5 - 25А40ПСМ26К5Б; б - пористость 8 = 42 % (/); 39 % (2); 36 % (3). 1 - 25А25ПСМ16К5Б, 2 25А25ПС16К5Б; 3 25А25ПСТ16К5Б. Температура сушки / = 80 °С

Для проверки выполнения условия снятия внешне-диффузионного сопротивления (Bim> 100), на основании полученных данных по коэффициентам эффективной диффузии, были рассчитаны значения чисел Bira (рис. 6) для соответствующих интервалов скоростей и температур сушильного агента.

Значения чисел Bim в указанных интервалах температур находятся в пределах (1... 15)103, что свидетельст-

B1.10-

140 120 100 80 60 40 20 0

г

_____

V

10 20 30 40 50 60 70 80 (, °г

Рис. 6 Значения чисел В1„ при сушке импрегнированных кругов марок:

1 - 25А12ПСМ26К5Б; 5 - 25А40ПСМ26К5Б; 2 - 25А16ПСМ26К5Б; 6-25А25ПСМ16К5Б,

3 - 25А25ПСМ26К5Б; 7 25А25ПС16К5Б,

4 25А32ПСМ26К5Б, 8 - 25А25ПС116К5Б

вует о том, что при сушке им-

прегнированного АИ реализуется чисто внутренняя задача переноса влаги.

Коэффициенты диффузии для всех исследованных АИ возрастают с увеличением влагосодержания и существенно зависят от температуры АИ.

Таким образом, установлено, что импрегнированные АИ характеризуются значительным внутридиффузионным сопротивлением (рис. 5), а скорость массопереноса при конвективной сушке АИ лимитируется диффузионными свойствами материала.

В четвертой главе дано описание предложенной в диссертационной работе периодически действующей конвективной сушилки камерного типа

Рис. 7 Конвективная сушилка с частичной рециркуляцией теплоносителя:

1 - корпус; 2 - абразивный инструмент, 3 - калорифер: 4 - воздуховод; 5 - патрубок для частичного отвода отработанного сушильного агента; б - центробежный вентилятор; 7 - пагрубок для дополнительного ввода свежего сушильного агента 8 - направляющие воздушных потоков; 9 - распределительное устройство подвода и отвода сушильного агента, 10 - ременная передача; 11- мотор-редуктор

для импрегнированных АИ (рис. 7), представлена двухуровневая математическая модель, описывающая процесс сушки импрегнирован-ного ЛИ в этом аппарате и реализующие ее методика и пример расчета.

Для избежания возможного перераспределения им-прегнатора в крупных порах в объеме АИ под действием гравитационных сил в процессе длительной сушки (до 100 ч) круги приводят в непрерывное вращение. Экспериментально показано, что неравномерность распределения импрег-натора при этом не превышает 0,5%. Система воздуховодов обеспечивает равную скорость теплоносителя по всему сечению рабочей зоны. Часть отработанного теплоносителя постоянно удаляется из сушилки и заменяется свежим сушильным агентом. Частичная рециркуляция воздуха и вращение кругов обеспечивают равномерную их сушку.

Основные технические характеристики сушильного аппарата

1 Количество обрабатываемых АИ, шт 10...30

2 Диаметр абразивных кругов, м 0,1... 0,25

3 Температура теплоносителя, °С 60...80

4 Скорость теплоносителя в рабочей зоне сушилки, м/с 0,3... 0,5

5 Начальное влагосодержание АИ, % 9...12

6 Конечное влагосодержание АИ, % 0,5

7 Время сушки, ч 50... 100

8 Скорость вращения абразивных кругов, с"' 0,3... 1

Процессу сушки импрегнированных АИ от внутренней влаги присущи следующие, установленные в данной работе, кинетические особенности:

- в силу большой величины внутридиффузионного сопротивления скорость массопереноса полностью контролируется миграцией влаги внутри материала;

- равновесная влажность материала соизмерима с его конечной влажностью и оказывает ощутимое влияние на кинетику сушки;

V - импрегнированные АИ в процессе сушки быстро прогреваются до

температуры сушильного агента и сушка протекает в условиях практического равенства температур взаимодействующих фаз (/„ а 0,95...0,99 гсуш).

В реальных процессах сушки импрегнированных АИ значение чисел В1„= (1...15)103 показывает наличие чисто внутренней задачи массопереноса. Значения критерия тепломассообмена КТМ = (0,1...0,26)10~4 свидетельствуют о быстром прогреве АИ и протекании основной части процесса их сушки в условиях, близких к изотермическим (балансовая задача по теплоте).

При разработке математической модели учтено, что выпускная форма АИ близка к канонической (ограниченная пластина, ограниченный цилиндр). Процесс конвективной сушки импрегнированных АИ в математической модели разделен на два основных уровня - м икрокинетически й и макрокинетический.

На нижнем (микрокинетическом) уровне рассматривается кинетика сушки единичного АИ. Микрокинетика процесса описывается на основе аналитического решения дифференциального уравнения диффузии вла! и в АИ при постоянном граничном условии. Учет изменения эффективного коэффициента диффузии влаги в ходе процесса осуществляется применением зонального метода расчета.

На верхнем (макрокинетическом) уровне учитываются конструктив-ж ные, гидродинамические и тепломассообменные особенности рассматри-

ваемого типа аппарата.

При переходе в описании кинетики процесса конвективной сушки с микро - на макроуровень большое значение имеет учет изменения параметров сушильного агента во время протекания процесса сушки. Система уравнений, дополняющих описание кинетики процесса на макроуровне в данном случае включает в себя: соотношение, выполняющее принятую кратность рециркуляции сушильного агента, материальные балансы по влаге и газовой фазе для зон сушки и смешения теплоносителя, уравнение его расхода для зоны сушки. Соответствующие уравнения приводятся в диссертации.

Для реализации данной математической модели предлагается следующая методика кинетического расчета сушилки.

1 Формирование блока исходных данных: масса загружаемых АИ, их форма и размеры; сорбционные (ир-Дис, у) и диффузионные характе-

ристики (Д,=_/(мм, /„)) импрегнированных АИ; начальное («„„) и конечное (им к) значения влагосодержания АИ; параметры сушильного агента (температура (/„), влагосодержание (мсп)), скорость сушильного агента (Уа- 0,3 - 0,5 м/с); допустимая температура максимального нагрева им-прегнированного АИ, определяемая типом импрегнатора.

2 Определение свободного сечения (¿>) в рабочей зоне сушилки с учетом количества и размеров АИ (расстояние между отдельными абразивными кругами принимается в пределах 0,02...0,03 м) и расхода сушильного агента.

3 Разбиение всего диапазона изменения влагосодержания высушиваемого АИ (мин...«ик) на ряд концентрационных зон и выбор их оптимального количества.

4 Расчет для первой концентрационной зоны количества влаги \¥{ (кг/с), поступающей из блока АИ в сушильный агент по уравнению

ин-Цр _Р,У

«к "Ир Л

при условии ис „ - мс „.

5 Определение влагосодержания сушильного агента в конце первой

концентрационной зоны * = ис л + ^/¿О-

6 Расчет начального влагосодержания сушильного агента (ис„), вновь поступающего в рабочую зону, с учетом выброса части отработанного сушильного агента (12= (0,05...0,01)1,) и введения свежего. При этом

+ «с,* - «с.н'^Дь ¿2 И™-¿2 «чу ^

7 Уточнение ¡V, при новом значении нс „ и проведение итерации до получения незначительной погрешности (< 5 %) по величине ис „.

8 Расчет времени сушки (т,) АИ для первой концентрационной зоны.

9 Повторение расчета в аналогичной последовательности для последующих концентрационных зон и определение времени сушки АИ

т

1=1

Проверка адекватности предложенной математической модели заключалась в том, что зависимость Д =_Яи)„ найденная из опытной кривой сушки круга одной толщины (0,02 м), затем использовалась для расчета кривых сушки кругов другой толщины (0,01 м и 0,006 м). Сопоставление опытных и расчетных кривых сушки подтвердило адекватность аналитической модели реальному процессу (средняя относительная погрешность определения времени сушки составила 8... 10 %).

Предложенная методика позволяет также рассчитывать кинетику сушки (в одном аппарате) различных марок и размеров АИ.

1 АИ различных размеров. Величину й, рассчитывают, как суммарную для каждого типоразмера, затем определяют общее значение и1 для всей партии. За базовую принимается кинетика АИ наибольшего типоразмера. Определяется время пребывания в /-той зоне (время сушки). При известном времени сушки для базового размера АИ уточняется величина ик АИ других размеров.

2 АИ с различной пористой структурой. В этом случае учитываются сорбционные и диффузионные свойства отдельно взятых АИ, а величина «, рассчитывается как суммарная по отдельным однотипным АИ.

3 АИ различных размеров и с различной пористой структурой. В этом случае при расчете и, производится учет как размеров, так и диффузионных и сорбционных свойств отдельно взятых АИ.

Относительная погрешность определения времени сушки импрегни-рованных АИ для исследованных типов абразивных кругов не превышает 11 %.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Обоснован подход к усовершенствованию А И, заключающийся в пропитке последнего водной полимерной дисперсией сополимера этилак-рилата, диметакрилового эфира этиленгликоля и метилолметакриламида при температуре 20...25 °С, термофиксации в водной среде при температуре 90...95 "С и термообработке методом конвективной сушки в аппарате камерного типа.

2 Проведены комплексные исследования структурных свойств АИ, реологических свойств импрегнаторов, характера сорбции ПАВ на поверхности модельного y-A1203, результаты которых использованы при выборе импрегнатора и анализе процессов пропитки и сушки АИ.

3 Обоснован и выбран импрегнатор - сополимер этилакрилата, диметакрилового эфира этиленгликоля и метилолметакриламида в водной среде (Эмукрил М), обеспечивающий улучшение эксплуатационных свойств наиболее широко применяемых АИ.

4 Разработаны способы закрепления импрегнатора в порах инструмента: а) с помощью операции термофиксации; б) с помощью ПАВ, лучшими из которых являются - бариевая соль сульфокислоты (СБ-3) и многозольный алкилсалицилат кальция (MACK).

5 Предложено аппаратурно-технологическое оформление операций пропитки, термофиксации и сушки АИ.

6 Проведенные экспериментальные исследования кинетики сушки влажных импрегнированных абразивных кругов позволили установить кинетические закономерности процесса и правомерность применения уравнения диффузии для описания процесса миграции влаги в них.

7 На базе двухуровневой математической модели кинетики сушки влажных импрегнированных АИ предложена методика инженерного расчета: на нижнем (микрокинетическом) уровне рассматривается кинетика сушки единичного АИ, на верхнем (макрокинетическом) уровне конструктивные, гидродинамические и тепломассообменные особенности рассматриваемого типа аппарата с рециркуляцией сушильного агента.

8 Зональным методом определены зависимости эффективного коэффициента диффузии от концентрации влаги для импрегнированных АИ, необходимые для описания микрокинетики сушки.

9 На основе эксплуатационных испытаний импрегнированных ЛИ предлагаемым способом установлено повышение эффективности и качества абразивной обработки, а именно, снижение контактной температуры при шлифовании на 10... 15 % и отсутствию прижогов вследствие увеличения теплопроводности АИ в 1,5 - 2 раза, температуропроводности на 20...30 % и повешение коэффициента шлифования в 1,6-2 раза. При этом качество шлифованных металлических поверхностей деталей по параметру шероховатости не ухудшается.

ОБОЗНАЧЕНИЯ И АББРЕВИАТУРЫ

D - коэффициент диффузии, м2/с; L - расход сушильного агента, кг/с; М - содержание вещества, %; t - температура, °С; и, й - локальное и среднее по объему АИ влагосодержание материала, (кг вл/кг сухого абразива)"; и„ - влагосодержание воздуха - приточного или удаленного, кг вл/кг с.в.; щ - влагосодержание воздуха в зоне сушки, кг вл/кг с.в.; V„ - объем пор, %; W - количество влаги, кг/с; V - скорость подачи сушильного агента, м/с; т - время, с; е - пористость, %; Bi - критерий Био.

Индексы: в - воздух; к - конечный; м - материал; н - начальный; п - поступивший; р — равновесное значение; с - сушильный агент; суш. - сушка; у - удаленный; э эффективный; / - номер концентрационной зоны; т - массообменный; * - без учета массы импрегнатора; 1 - рабочий; 2 - выбрасываемый.

Аббревиатуры: АИ - абразивный инструмент; ПАВ - поверхностно-активное вещество, КТМ - критерий тепломассообмена.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах

1 Чурилин A.B. Модифицирование шлифовального абразивного инструмента / A.B. Чурилин, A.A. Балашов, А.О. Овсянников // V науч. конф. ТГТУ: Тез. докл. Тамбов, 2000. С. 69-70.

2 Жуков Н.П. Модифицирование абразивного инструмента им-прегнированием / Н.П. Жуков, A.B. Чурилин // VI науч. конф. ТГТУ: Тез. докл. Тамбов, 2001. С. 196.

3 Майникова Н.Ф. Повышение эксплуатационных свойств абразивных инструментов импрегнированием / Н.Ф. Майникова, A.B. Чурилин, C.B. Балашов // Труды ТГТУ. Тамбов, 2001. Вып. 10. С. 178 - 182.

4 Неразрушающий теплофизический метод контроля качества им-прегнированного абразивного инструмента / Н.Ф. Майникова, Н.П. Жуков, A.B. Чурилин, С.С. Никулин // Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики: Материалы II Междунар. конф. Новочеркасск, 2001. Ч. 1.С. 47-48.

5 Использование компьютерной системы для исследований температурных зависимостей теплофизических свойств полимерно-керамических материалов / Н.Ф. Майникова, Н.П. Жуков, A.B. Чурилин, C.B. Балашов // Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах: Материалы II Междунар. конф. Новочеркасск, 2001. Ч. 1 С. 19-20.

6 Определение температурных зависимостей теплофизических характеристик импрегнированных шлифовальных инструментов / Н.Ф. Майникова, A.B. Чурилин, C.B. Балашов, В.В. Орлов // Теплофизическое обеспечение технологических процессов тегаюмассопереноса и проблем экологии: Тез. докл. IV Междунар. теплофиз. шк. ТГТУ. Тамбов, 2001 С. 110 112.

7 Чурилин A.B. Температурные зависимости теплоемкости модифицированных абразивных инструментов / A.B. Чурилин, C.B. Балашов, Н.П. Жуков // Труды ТГТУ. Тамбов, 2002. Вып. 11. С. 138 - 141.

8 Исследование температурных зависимостей теплофизических характеристик полимерно-керамических материалов / Н.П. Жуков, A.B. Чурилин, C.B. Балашов, С.С. Никулин // VII науч. конф, ТГТУ: Тез. докл. Тамбов, 2002. Ч. 1. С. 54 - 55.

9 Чурилин A.B. Исследование структурных характеристик абразивных инструментов / A.B. Чурилин, A.A. Ермаков, С.С. Никулин // Труды ГГТУ. Тамбов, 2003. Вып. 13. С. 94 - 98.

10 Жуков Н.П. Определение комплекса теплофизических характеристик полимерно-керамических материалов неразрушающим методом / Н.П. Жуков, A.C. Чех, A.B. Чурилин // Методы теплофизического эксперимента: Материалы XIV школы-семинара под руководством академика РАН А.И. Леонтьева. Рыбинск, 2003. 4.2. С. 383 - 386

11 Жуков Н.П. Исследование свойств полимерной дисперсии «Эмукрил М» на ротационном вискозиметре / Н.П. Жуков, О.Г. Маликов, A.B. Чурилин // IX науч. конф. ТГТУ: Тез. докл. Тамбов, 2004. С. 301-302.

12 Применение программы «PhotoM 1.21» для определения пористости абразивного шлифовального инструмента / Н.П. Жуков. Г.С. Кормиль-цин, A.B. Чурилин, С.С. Никулин // Труды ТГТУ. Тамбов, 2004. Вып. 15. С. 253 -256.

13 Жуков Н.П. Совершенствование процесса им премирования абразивных кругов / Н.П. Жуков, Г.С. Кормильцин, A.B. Чурилин // Современные энергосберегающие тепловые технологии, сушка и термовлажностная обработка материалов: Материалы V Междунар. теплофиз. шк. / ТГТУ. Тамбов, 2004. С. 261 -264.

14 Исследование кинетики сушки импрегнированных абразивных инструментов / С.П. Рудобашта, В.М. Дмитриев, Н.П. Жуков, A.B. Чурилин // Современные энергосберегающие тепловые технологии, сушка и термовлажностная обработка материалов: Материалы V Междунар. теплофиз. шк. / ТГТУ. Тамбов, 2004. Ч. 2. С. 223 - 227.

15 Сушка импрегнированных абразивных инструментов / C.II. Рудобашта, В.М. Дмитриев, Н.П. Жуков, A.B. Чурилин // Промышленная теплотехника. Киев, 2004. Т. 26. № 5.

16 Применение программы «PhotoM 1.21» для определения пористости абразивного шлифовального инструмента / Н.П. Жуков, Н.Ф. Майни-кова, A.B. Чурилин, С.С. Никулин // VII Междунар. конф. «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения». Сочи, 2004.

Подписано к печати 20.11.04 Гарнитура Times New Roman. Формат 60 х 84/16 Бумага офсетная. Печать офсетная. Объем: 0,93 усл. печ. л.; 1,0 уч.-изд. л. Тираж 100 экз. С. 812

Издательско-полиграфический центр ТГТУ 392000, Тамбов, Советская, 106, к. 14

ргв70 5

РНБ Русский фонд

2006-4 465

Основные обозначения и аббревиатуры.

Введение.

Глава 1 Современные процессы и технология повышения эксплуатационных свойств абразивных инструментов.

1.1 Абразивный инструмент как объект исследования. Технологии повышения эксплуатационных свойств.

1.1.1 Абразивный инструмент как объект исследования.

1.1.2 Технологии повышения эксплуатационных свойств современных абразивных инструментов.

1.1.3 Классификация и выбор импрегнаторов.

1.2 Способы введения импрегнаторов в абразивный инструмент.

1.3 Сушка пропитанных пористых материалов.

1.3.1 Явления переноса и кинетика процесса сушки.

1.3.2 Полимерные материалы как объекты сушки.

1.3.3 Методы определения характеристик внутреннего массопереноса.

1.3.4 Математическое моделирование процесса сушки полимерных материалов.

1.4 Выводы по первой главе и постановка задач исследования.

Глава 2 Исследование процесса пропитки абразивных кругов импрегнаторами.

2.1 Объекты исследования.

2.1.1 Абразивные инструменты.

2.1.2 Импрегнаторы.

2.1.3 Поверхностно-активные вещества.

2.2 Методики исследований.

2.3 Исследование процесса пропитки абразивных кругов растворами поверхностно-активных веществ, полимерными дисперсиями и комплексными импрегнаторами.

2.3.1 Определение параметров пористой структуры абразивных инструментов.

2.3.2 Исследование процесса пропитки абразивных кругов.

2.4 Производственные испытания импрегнированного абразивного инструмента.

2.5 Выводы по второй главе.

Глава 3 Исследование процесса сушки импрегнированных абразивных кругов.

3.1 Миграция импрегнатора в порах АИ при сушке.

3.2 Особенности массопереноса при сушке импрегнированных термофиксированных абразивных инструментов.

3.3 Экспериментальная установка для снятия кривых сушки.

3.4 Результаты исследований и их анализ.

3.5 Термический анализ импрегнированного абразивного инструмента.

3.5.1 Дериватографические исследования.

3.5.2. Исследование температурных зависимостей теплофизических свойств абразивных кругов.

3.6 Выводы по третьей главе.

Глава 4 Разработка аппаратурного оформления процесса сушки импрегнированного абразивного инструмента.

4.1 Разработка конструктивного решения аппарата для конвективной сушки импрегнированных абразивных инструментов.

4.2 Математическое моделирование процесса конвективной сушки импрегнированных абразивных инструментов.

4.3 Разработка методики расчета процесса конвективной сушки импрегнированных абразивных инструментов.

4.4 Пример расчета конвективной сушилки с рециркуляцией сушильного агента.

4.5 Проверка адекватности математической модели.

4.6 Выводы по четвертой главе.

В различных областях народного хозяйства широко применяют химико-технологические процессы пропитки (импрегнирования) и последующей термообработки различных материалов, полуфабрикатов и изделий с армирующим каркасом, слоистых или с покрытиями. В резинотехнических производствах это автомобильные и авиационные шины, конвейерные ленты, приводные ремни, рукава, оболочки, мембраны; в машиностроительных - абразивные инструменты (АИ) и т.д.

Импрегнирование («заполнение пор») АИ специальными веществами и его сушка является одним из перспективных направлений совершенствования абразивного инструмента на керамической связке (его выпуск составляет около 70% производства всех АИ). При этом повышаются эффективность процесса шлифования и качество шлифованных поверхностей, улучшаются эксплуатационные свойства АИ.

Однако, до настоящего времени недостаточно полно изучены свойства импрегнирующих составов, структурно-сорбционные и диффузионные характеристики АИ при их пропитке импрегнаторами и последующей сушке, вопросы аппаратурно-технологического оформления вышеназванных процессов.

В связи с этим исследование кинетики и разработка аппаратурно-технологического оформления процессов пропитки (импрегнирования) и сушки абразивного инструмента с целью повышения эффективности процесса и качества абразивной обработки является актуальной задачей.

Операции абразивной обработки составляют в технологических процессах изготовления деталей машин и приборов до 60 - 70%. Так, в машиностроении из общего парка металлорежущих станков 12 - 15% являются шлифовальными, хонинговальными и суперфинишными, а на заводах маесового производства их значительно больше: в автомобильной промышленности -до 30%, в подшипниковой -до 65 - 70% [1].

Значение операций абразивной обработки определяется, прежде всего, тем, что на этих операциях формируется качество обработанных изделий. Как процесс окончательной обработки деталей, абразивная обработка позволяет получить точность, соответствующую 5-7 квалитетам (ГОСТ 25346-89; ГОСТ 25347-82; ГОСТ 25348-82), и шероховатость поверхности в пределах /?а=0,1 — 0,02 мкм (ГОСТ 25142-82). Такая точность и качество поверхности деталей должны сочетаться с высокой производительностью и стабильностью технологических линий получения изделий. Повышение эффективности и качества абразивной обработки представляет собой актуальную задачу.

В настоящее время особое внимание привлекают пути повышения эффективности и качества абразивной обработки, связанные с совершенствованием инструмента. Известны две группы методов повышения эксплуатационных свойств абразивного инструмента (АИ). Во-первых, методы улучшения свойств АИ, которые реализуются на определенной стадии технологического процесса его изготовления (легирование абразивных материалов, обжиг зерен, прокатка слитков и др.). Во-вторых, возможна реализация методов повышения эксплуатационных свойств стандартного АИ на машиностроительных заводах. Среди методов второй группы можно выделить следующие: заполнение пор АИ специальными веществами и составами (импрегнаторами); создание прерывистой рабочей поверхности АИ; применение специальных смазывающе-охлаждающих жидкостей (СОЖ); наложение колебаний; применение твердых смазок и др.

Импрегнирование является одним из наиболее предпочтительных методов повышения эксплуатационных свойств АИ.

Изучен достаточно широкий диапазон импрегнаторов. Среди них наиболее перспективными признаны органические соединения на углеводородной основе, обеспечивающие низкоэнергетическую интенсивность химического взаимодействия с обрабатываемым металлом.

При выборе импрегнатора следует учитывать следующие требования. Импрегнатор, введенный в поры АИ, должен обладать способностью улучшать показатели операции, обеспечивать смазку в условиях шлифования, не снижать качества обработанной детали, не оказывать коррозирующего действия на станок, сохранять стабильность при хранении, удовлетворять требованиям пожарной безопасности, минимально загрязнять воздух и сточные воды, не оказывать вредного действия на организм человека.

Всем вышеперечисленным условиям отвечают водные полимерные дисперсии акрилатного и стирольного типов.

Исследование операции пропитки важно с точки зрения её ускорения, а также улучшения равномерности распределения импрегнатора в порах, улучшению закрепления импрегнатора в порах.

Так как АИ на протяжении всего процесса пропитки водными дисперсиями полимеров контактируют с водой, то изучение процессов сушки АИ и проектирование новой сушильной техники - так же актуально.

Процессы тепло- и массопереноса при пропитке и сушке играют существенную роль в обеспечении качества готовой продукции. Интенсивное внедрение систем автоматизированного проектирования, позволяющих проанализировать множество вариантов проведения процессов тепло- и массопереноса (ТМП) и выбрать оптимальное решение, обусловлено, в первую очередь, широким использованием математических моделей ТМП в совокупности с базами данных по теплофизическим и диффузионным характеристикам взаимодействующих сред.

Несмотря на значительное количество моделей диффузионных процессов теоретическое определение характеристик процессов ТМП в пористых средах в настоящее время весьма затруднительно.

Процесс глубокой сушки абразивных импрегнированных инструментов отличается значительной продолжительностью (25 — 300) часов и, соответственно, большой энергоёмкостью.

Использование в заводской практике эмпирических зависимостей и нормативов при отсутствии более точных аналитических формул приводит к необоснованным материальным и энергетическим затратам.

Разработка новой сушильной техники возможна на основе комплексных работ, включающих следующие этапы:

- анализ материалов как объектов сушки с исследованием элементарных и осложняющих явлений, характеризующих реальный процесс с возможной разработкой математического описания;

- изучение явлений тепло- и массопереноса на модельных экспериментальных установках с математическим описанием кинетических закономерностей;

- изучение реального процесса сушки с выделением лимитирующих факторов, установление связи между ними и математическое описание комплексного процесса;

- решение конструкторских задач;

- решение технологических задач обеспечения требуемых качественных показателей и управления процессом.

Работа выполнялась в соответствии с планом НИР ТГТУ, отраслевой целевой программой Минобразования РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» на 2003, 2004 гг. и грантом Минобразования РФ по фундаментальным исследованиям в области машиностроения «Теория и методы создания энерго- и ресурсосберегающего оборудования многоассортиментных автоматизированных химических производств (шифр 97-24-12.2-13) на 1998-2000 гг.

Цель работы. Выбор импрегнатора, исследование кинетики и разработка аппаратурно-технологического оформления химико-технологических процессов импрегнирования и сушки абразивного инструмента, обеспечивающих повышение эффективности процесса и качества абразивной обработки поверхности деталей машин и приборов в машиностроительном производстве.

Для достижения поставленной цели в диссертации сформулированы и решены следующие задачи:

- предложен и обоснован подход к усовершенствованию АИ на керамической связке, заключающийся в импрегнировании пор шлифовальных кругов из электрокорунда белого водными дисперсиями сополимеров акри-латного и стирольного типов, последующей термообработке импрегнирован-ного инструмента методом конвективной сушки, позволяющим значительно улучшить эксплуатационные свойства шлифовального инструмента, а также повысить эффективность и качество процесса абразивной обработки поверхности деталей;

- подобран ряд импрегнаторов, улучшающих эксплуатационные свойства наиболее широко применяемых АИ, не оказывающих корродирующего действия на станки и вредного воздействия на организм человека, сохраняющих стабильность при хранении и удовлетворяющих требованиям пожарной безопасности;

- предложены и проанализированы способы закрепления импрегна-тора в порах АИ с помощью поверхностно-активных веществ (ПАВ) или операции термофиксации;

- выполнен комплекс экспериментальных исследований по структурным характеристикам шлифовальных кругов из электрокорунда белого, по реологическим свойствам импрегнаторов и кинетике пропитки АИ водными дисперсиями Эмукрил М, Эмукрил С, Эмукрил 2М;

- изучены закономерности тепломассопереноса при сушке импрегни-рованного АИ;

- экспериментально определены температурно-концентрационные зависимости эффективного коэффициента диффузии воды в импрегнирован-ных АИ, имеющих наиболее широкое применение в точном приборо- и машиностроении;

- получены опытные уравнения для расчета коэффициента диффузии шлифовальных кругов из электрокорунда белого в зависимости от температуры и влагосодержания материала;

- на основе двухуровневой математической модели предложено описание кинетики сушки АИ в промышленном аппарате;

- разработана методика технологического расчета и рекомендации по аппаратурному оформлению процессов пропитки и конвективной сушки им-прегнированных шлифовальных кругов в условиях машиностроительных производств;

- проведены эксплуатационные испытания импрегнирован ных АИ в заводских условиях, подтвердившие повышение коэффициента шлифования, теплопроводности и температуропроводности АИ, снижение контактной температуры при шлифовании, дисбаланса шлифовальных кругов, их влаго-проницаемости, поверхностных фрикционных свойств и количества прижо-гов обрабатываемого металла.

Научная новизна. Обоснован подход к усовершенствованию АИ на керамической связке, экспериментально исследованы и оптимизированы режимы процессов пропитки, термофиксации и сушки абразивного инструмента при применении в качестве импрегнатора водной полимерной дисперсии сополимера этилакрилата, диметакрилового эфира этиленгли-коля и метилолметакриламида.

Выполнено экспериментальное исследование диффузионных и структурно-сорбционных свойств шлифовальных кругов из электрокорунда белого при их пропитке и конвективной сушке.

Определены температурно-концентрационные зависимости эффективного коэффициента диффузии воды в импрегнированных АИ.

На основе анализа выявленных закономерностей тепломассоперено-са при сушке импрегнированных абразивных кругов составлена и обоснована математическая модель, описывающая кинетику процесса.

Практическая ценность. Предложенный способ усовершенствования АИ, включающий их импрегнирование и конвективную сушку, позволяет достигнуть существенного улучшения эксплуатационных свойств стандартных абразивных инструментов: повышения коэффициента шлифования на 30.50 %; в 1,5 - 2,0 раза увеличивается теплопроводность и на 20.30 % температуропроводность АИ, что приводит к снижению контактной температуры при шлифовании и, как следствие, к отсутствию прижогов обрабатываемой поверхности.

Разработаны методика технологического расчета и аппаратурное оформление процессов пропитки и сушки АИ.

Результаты экспериментальных исследований могут быть использованы для проектирования периодически действующих сушильных аппаратов камерного типа, применяемых в различных областях промышленности.

Теоретические и практические результаты диссертационной работы в виде разработанных методик и способов повышения эксплуатационных свойств АИ приняты к использованию ОАО «Тамбовмаш», ОАО «Тамбовский завод "Комсомолец" им. Н.С. Артемова», ОАО «Завод подшипников скольжения», ОАО «Тамбовский завод "Электроприбор"», ОАО «Алмаз» г. Котовск, и ФГУП «Тамбовский завод "Октябрь"».

Экспериментальные установки, методики проведения экспериментальных исследований и расчета сушильных аппаратов положены в основу методических пособий к практическим и лабораторным занятиям по дисциплинам «Машины и аппараты химических производств», «Математическое моделирование, оптимизация и проектирование технологических процессов и оборудования», которые используются при подготовке инженеров по специальности 240801 - «Машины и аппараты химических производств» и магистров по направлению 150400 - «Технологические машины и оборудование».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: V, VI, VII и IX научных конференциях ТГТУ (Тамбов, 2000, 2001, 2002, 2004 гг.); IV и V Международных тепло-физических школах (Тамбов, 2001, 2004 гг.); II Международной научно-практической конференции «Компьютерные технологии в науке и производстве», (Новочеркасск, 2001 г.); XIV Школе-семинаре под руководством академика РАН А.И. Леонтьева (Рыбинск, 2003 г.); VII Международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения» (Сочи, 2004 г.).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы отражены в 16 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка цитируемой литературы, содержащего 185 источников, и семи приложений. Содержание диссертации изложено на 220 страницах машинописного текста, включая 50 рисунков и 47 таблиц.

2.5 Выводы по второй главе

1. Проведено комплексное исследование характеристик пористой структуры АИ (пористости, размера пор) с применением методов ртутной порометрии, микрофотографирования поверхности (с последующей обработкой результатов по современным компьютерным методикам), жидкостной адсорбции, десорбции азота, газопроницаемости, результаты которых использованы для анализа процессов импрегнирования и сушки.

2. Проведенные эксперименты по исследованию пористой структуры АИ показали, что пористость круга неоднородна по объему. На периферии (по радиусу круга) пористость больше на 2 - 3 % чем у посадочного отверстия. Преимущественный радиус пор АИ составляет 104 - 105 А, что позволяет дисперсии легко проникать в поры круга. Время максимального насыщения АИ составляет 1-3 мин.

3. Методом ИК-спектроскопии показано, что ориентация адсорбционных слоев ПАВ (ДФ-Н, MACK, СБ-3, ОМЦТС3) углеводородными радикалами наружу приводит к гидрофобизации поверхности импрегнирован-ного корундового АИ, что положительно сказывается на эксплуатационных свойствах инструмента и предохраняет его от разрушающего действия СОЖ.

4. Обработка абразивного инструмента растворами ПАВ приводит к улучшению процесса импрегнирования и повышению эксплуатационных свойств АИ, однако следует заметить, что описанный выше способ относительно сложен для реализации на машиностроительных заводах, а сами ПАВ экологически небезопасны. Исходя из выше сказанного, можно предложить импрегнирование без предварительной обработки АИ ПАВ, а степень импрегнирования повышать повторной пропиткой, применением им-прегнаторов различной концентрации и применением операции термофиксации.

5. Исследования по изучению свойств дисперсии показали, что с увеличением температуры растут краевой угол смачивания подложки и поверхностное натяжение, что негативно сказывается на процессе пропитки. Поэтому пропитку лучше вести при температурах 20 - 30°С. Однако, следует заметить, что при импрегнировании при атмосферном давлении часть пор, а именно 2 — 3%, не заполняются импрегнатором. В связи с этим следует рассмотреть возможность проведения операции пропитки под вакуумом.

6. При температурах выше 50°С полимерная дисперсия начинает терять устойчивость. Происходит налипание частиц сополимера на контактирующие с ней поверхности. Это может использоваться для фиксации импрегнатора в порах круга путем выдержки пропитанного инструмента в горячей воде, что позволит предотвратить перемещение импрегнатора к поверхности шлифования и из крупных пор круга при дальнейшей операции сушки. Применение вращения при пропитке и сушке позволяет снизить дисбаланс кругов, что положительно сказывается на дальнейшей работе АИ.

7. На основе эксплуатационных испытаний импрегнированных АИ предлагаемыми способами установлено повышение эффективности и качества абразивной обработки, а именно, снижение контактной температуры при шлифовании на 10. 15%, повешение коэффициента шлифования в 1,6-2 раза и отсутствие прижогов. При этом качество шлифованных металлических поверхностей деталей по параметру шероховатости не ухудшается.

Глава 3 Исследование процесса сушки импрегнированных абразивных кругов

3.1 Миграция импрегнатора в порах АН при сушке

Была проведена серия опытов по исследованию миграции дисперсии Эмукрил М в результате сушки к поверхностям массоотдачи и неравномерности содержания обезвоженного сополимера в порах круга.

Для исследований были взяты абразивные круги различных марок, с различной пористостью и извилистостью пор. Круги сушили в горизонтальном положении. Перед пропиткой у исследуемых кругов определялась открытая пористость.

Рис. 3.1 Схема получения образцов для исследования миграции импрегнатора в порах круга.

После сушки импрегнированный инструмент разрезали, как показано на рис. 3.1. Отдельные части (1-3) взвешивали и подвергали выжиганию в термопечи при температуре порядка 700°С. Полученные значения пористости после выжигания полностью совпали со значениями пористости абразивных инструментов до импрегнирования. Значения масс выгоревшего импрегнатора сведены в табл. 3.1.

Анализируя полученные результаты (табл. 3.1), можно сделать вывод, что при сушке абразивного инструмента происходит частичное перемещение импрегнатора к поверхностям массоотдачи. И если большее, по сравнению с другими слоями, содержание импрегнатора в нижней части круга можно объяснить перемещением его под действием сил тяжести, то содержание импрегнатора в верхних слоях, большее по сравнению со средними слоями, можно объяснить только перемещением импрегнатора в процессе сушки.

1. Абразивные материалы и инструменты: Каталог / Под ред. В.Н. Тыркова. -М.: Машиностроение, 1986. -358 с.

2. Кудасов Г.Ф. Абразивные материалы и инструменты / Г.Ф. Кудасов. -JL: Машиностроение, 1967. -160 с.

3. Абразивная и алмазная обработка материалов: Справочник / Под ред. А.Н. Резниковой. -М.: Машиностроение, 1977. -391 с.

4. Абразивные материалы и инструменты: Каталог-справочник / В.А. Рыбаков, В.И. Муцянко, Б.А. Глаголевский. -М.: НИИМаш, 1981. -360 с.

5. Ковальчук Ю.М. Основы проектирования и технология изготовления абразивного и алмазного инструмента / Ю.М. Ковальчук, В.А. Букин, Б.А. Глаголевский; Под ред. Ю.М. Ковальчука. -М.: Машиностроение, 1984. -286 с.

6. Основы проектирования и технология изготовления абразивного и алмазного инструмента: Учеб. пособие для техникумов / Под ред. В.Н. Бакуля. -М.: Машиностроение, 1975. -296 с.

7. Наерман М.С. Справочник молодого шлифовщика / М.С. Наерман. -М.: Высш. шк., 1985. -207 с.

8. Васильев H.H. Определение качества шлифовальных кругов / H.H. Васильев. -М., 1962. -186 с.

9. Дульнев Т.М. Теплопроводность смесей и композиционных материалов / Т.М. Дульнев, Ю.П. Заречняк. -JL: Энергия, 1974. -264 с.

10. Кингери У.Д. Введение в керамику / У.Д. Кингери. -М.: Стройиздат, 1964. -534 с.

11. Королев A.B. Теоретико-вероятностные основы абразивной обработки. Часть 1. Состояние рабочей поверхности инструмента / A.B. Королев, У.К. Новоселов. -С.: Изд-во Сарат. ун-та, 1987. -160 с.

12. Кудряшов П.Б. Разработка абразивных кругов со специальной структурой для шлифования бысторежущих сталей: Дис. канд. техн. наук /П.Б. Кудряшов. 1983. -181 с.

13. Николенко А.Н., Ковальченко М.С. Иерархическая структура. Уровни описания, классификация моделей и анализ процессов уплотнения порошковых материалов / А.Н. Николенко, М.С. Ковальченко // Порошковая металлургия. -1989. -№6. -С. 36-38.

14. Kingery B.D. Structure Properties of Vitified Bonded Abrasives / B.D. Kingery, A.P. Sidhwa, A. Waugh // Ceramic Bulletin. -1963. -Vol.42, №5. -pp. 297-303.

15. Ивашинников B.T. Прогрессивное шлифование / B.T. Ивашинников. Под ред. П.В. Переверзева. -Челябинск: Южно-уральское кн. изд-во, 1976. -327 с.

16. Филимонов JI.H. Стойкость шлифовальных кругов / JI.H. Филимонов. -Л.: Машиностроение, 1976. -56 с.

17. Эльянов В.Д. Эксплуатационные возможности шлифовальных кругов / В.Д. Эльянов. -М.: НИИМаш, 1984. -286 с.

18. Ипполитов Г.М. Абразивно-алмазная обработка / Г.М. Ипполитов. -М.: Машиностроение, 1969. -335 с.

19. Островский В.И. Усовершенствование абразивного инструмента для шлифования труднообрабатываемых материалов / В.И. Островский. -Л.: ЛДНТП, 1973. -64 с.

20. Островский В.И. Теоретические основы процесса шлифования / В.И. Островский. -Л.: ЛГУ им. Жданова, 1981. -144с.

21. Островский В.И. Основы теории и оптимизации процесса шлифования импрегнированным абразивным инструментом / Дис. д-ра техн. наук / В.И. Островский. -Л, 1981. -454с.

22. Островский В.И. Импрегнированный абразивный инструмент / В.И. Островский. -М.: НИИМаш, 1983. -72с.

23. Гороховский Г.А. Полимеры в технологии обработки металлов / Г.А. Гороховский. —Киев.: Наукова думка, 1975. -224с.

24. Барамбойм Н.К. Механохимия высокомолекулярных соединений / Н.К. Барамбойм. -М.: Химия, 1974. -384 с.

25. Проскуров Ю.Г. Влияние концентрации молекулярного веса полимерной составляющей на смазочные и технологические свойства полимерсодержащих смазочно-охлаждающих жидкостей / Ю.Г. Проскуров, А.И. Исаев // Трение и износ. 1980. Т1. № 5, С. 891 897.

26. Макаров Р.В. Применение полимерсодержащих СОЖ при резании сталей / Р.В. Макаров, А.И. Промптов, В.З. Анненкова. // Вестник машиностроения. -1989. -№ 9. -С. 45-46.

27. Оробинский В.А. Абразивные методы обработки и их оптимизация / В.А. Оробинский. -2-е изд. перераб. и дополн. -М.: Машиностроение, 2000. -314 с.

28. A.c. № 464442 СССР, МКИ B24D 3/34. Состав для пропитки абразивных инструментов / Олешко В.Г., Сыч A.M., Зайцев И.С., Бачелюк И.Г., Дегтярёв В.П., Лищук С.С., Лещинский В.Л. № 1911433/25-8; Заявл. 20.04.73; Опубл. 25.03.75 // Бюл. № 11.

29. A.c. № 469582 СССР, МКИ B24D 3/34. Импрегнатор / Пекарев Л.Е.- Поводатор, Ананьян Р.В. № 1835634/25-8; Заявл. 10.10.72.; Опубл.0505.75//Бюл. № 17.

30. A.c. № 942977 СССР, МКИ B24D 3/34. Состав для пропитки абразивного инструмента и способ его пропитки / Мубаракшин P.M.,

31. Степанов Ю.Н., Белостудцев И.М. № 3218659/25-08; Заявл. 17.12.80; Опубл. 15.07.82 // Бюл. № 26.

32. A.c. № 1294590 СССР, МКИ B29D 3/34. Состав для пропитки шлифовальных кругов / Шило А.Е., Пащенко Е.А., Гордишник К.З., Гордашкин К.З., Герасимов И.В., Анощенков Н.И. № 3918763/31-08; Заявл. 01.07.85; Опубл. 1987 // Бюл. № 9.

33. A.c. № 1604590 СССР, МКИ B24D 3/34. Способ импрегнирования абразивного инструмента на основе корунда / Майникова Н.Ф., Опарин С.М., Воробьёв Ю.В., Рощин В.А. -№ 4458728/31-08; Заявл. 11.07.88; Опубл. 07.11.90 // Бюл. № 41.

34. A.c. № 1726222 СССР, МКИ B24D 3/34. Способ импрегнирования абразивного инструмента на основе корунда / Майникова Н.Ф., Опарин. С .М., Воробьёв Ю.В., Рощин В.А. -№ 4872268/08; Заявл. 01.08.90; Опубл. 15.04.92 // Бюл. № 14.

35. A.c. № 1222520 СССР, МКИ B24D 3/34. Способ пропитки абразивного инструмента / Абдурахманов Н.М., Велиханов О.М., Хазратов Ф.З., Аванесян B.C., Озерова Ю.Ф., Сухорукова Т.Е. №3764331/25-08; Заявл. 28.06.84.; Опубл. 07.04.86 // Бюл. № 13.

36. A.c. № 706237 СССР, МКИ B24D 3/34. Состав для импрегнирования абразивных инструментов / Островский В.И., Либкинд Ф.Я., Павлючук А.И., Савицкая В.Г. № 2640802/25-08; Заявл. 04.07.78; Опубл. 1979 // Бюл. № 48.

37. A.c. №1289664 СССР, МКИ B24D 3/34. Пропиточный состав полировальника на текстолитовой основе / Сирко З.С., Чурикова Э.Н.,

38. Лосицкий С.Р., Задорожный А.И. № 3956437/29-08; Заявл. 17.09.85; Опубл. 15.02.87 // Бюл. № 6.

39. A.c. № 1234174 СССР, МКИ B24D 3/34. Состав для пропитки абразивных кругов / Марк Э. Натансон, Зайцев И.С., Середа Н.И., Киндрачук М.В., Марг Э. № 3789914/25-08; Заявл. 03.08.84.; Опубл. 30.05.86 // Бюл. №20.

40. A.c. № 931445 СССР, МКИ B24D 3/34. Состав для пропитки абразивного инструмента / Пастухов Д.А., Климов А.К., Шпиньков В.А, Володин В.К., Самаль Б.С., Левин А.И. №3003983/25-08; Заявл. 11.11.80; Опубл. 30.05.82 // Бюл. №20.

41. A.c. № 662337 СССР, МКИ B24D 3/34. Состав для пропитки абразивного инструмента. / Дружина З.И. № 2583960/25-08; Заявл. 24.02.78.; Опубл. 15.05.79 // Бюл. № 18.

42. A.c. № 942975 СССР, МКИ B24D 3/34. Масса для изготовления абразивного инструмента / Кузменков М.И., Печковский В.В., Кирилов Н.М. Довгялло И.Г. № 3222793/25-08; Заявл. 23.12.80.; Опубл. 15.07.82 // Бюл. № 26.

43. A.c. № 833437 СССР, МКИ B24D 3/34. Состав для пропитки абразивного инструмента / Елисеев В.М., Семенов A.B., Козлов Р.И. № 2840164/25-08; Заявл. 28.09.79.; Опубл. 1981 // Бюл. № 20.

44. A.c. № 2164857 RU, МКИ B24D 3/34. Способ повышения эксплуатационных свойств абразивного инструмента / Шумячер В.М., Анохин В.И., Крюков С.А. № 99102863/02; Заявл. 15.02.99.; Опубл. 10.04.2001 // Бюл. № 10.

45. A.c. № 2047476 RU, МКИ B24D 3/34. Импрегнатор для шлифовальных кругов / Сердюк В.В., Куценок Ю.Б., Степанов А.Б., Ашкинази Л.А. № 93002043/08; Заявл. 11.01.93.; Опубл. 10.11.95 // Бюл. №31.

46. Сумм Б.Д. Физико-химические основы смачивания и растекания /Б.Д. Сумм, Ю.В. Горюнов. -М.: Химия, 1976. -232 с.

47. Бартенев Г.М. Физика полимеров/ Г.М. Бартенев, С.Я. Френкель. -Л.: Химия, 1990. -432 с.

48. Лазарева Н.В. Вредные вещества в промышленности / Н.В. Лазарева, Э.Н. Левина // Справочник для химиков, инженеров и врачей. В Зт. -Л.: Химия, 1976.

49. Грушко Я.М. Вредные органические соединения в промышленных выбросах в атмосферу: Справ. / Я.М. Грушко. -Л.: Химия, 1986. -207с.

50. Коновалов В.И. Пропиточно-сушильное и клеепромазочное оборудование / В.И. Коновалов, A.M. Коваль. -М.: Химия, 1989. -224 с.

51. Романков П.Г. Гидромеханические процессы химической технологии / П.Г. Романков, М.И. Курочкин. Л.: Химия, 1982. -288 с.

52. Плаченов Т.Г. Порометрия / Т.Г. Плаченов, С.Д. Колосенцев. -Л.: Химия, 1988. -176 с.

53. Аксельруд Г.А. Введение в капиллярно-химическую технологию / Г.А. Аксельруд, М.А. Альтшулер. -М.: Химия, 1983. -264 с.

54. Поверхностные явления и поверхностно-активные вещества: Справочник / Под ред. A.A. Абрамзона, Е.Д. Щукина -Л.: Химия, 1984. -392 с.

55. Лыков A.B. Явления переноса в капиллярно-пористых телах / A.B. Лыков. -М.: Гостехтеориздат, 1954. -294 с.

56. Шейдеггер А.Э. Физика течения жидкостей через пористые среды / А.Э. Шейдеггер. -М.: Гостоптехиздат, 1960. -251 с.

57. Рудобашта С.П. Кинетический расчет процесса конвективной сушки дисперсных материалов / С.П. Рудобашта // Труды IV Минского международного форума по тепло- и массообмену, 22-26 мая 2ООО г. -Минск: ИТМО, 2000. -Т.9. -С. 41-48.

58. Сажин Б.С. Научные основы техники сушки / Б.С. Сажин, В.Б. Сажин. -М.: Наука, 1997. -448 с.

59. Гинзбург A.C. Расчет и проектирование сушильных установок пищевой промышленности / A.C. Гинзбург. -М.: Агропромиздат, 1985. -336 с.

60. Муштаев В.И. Сушка дисперсных материалов / В.И. Муштаев, В.М. Ульянов. -М.: Химия, 1988. -352 с.

61. Рудобашта С.П. Математическое моделирование процесса конвективной сушки дисперсных материалов / С.П. Рудобашта // Известия Академии наук. Энергетика. -2000. -№4. -С. 98-109.

62. Гинзбург A.C. Технология сушки пищевых продуктов / A.C. Гинзбург. -М.: Пищевая промышленность, 1976. -247 с.

63. Лыков A.B. Теория сушки / A.B. Лыков. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергия, 1968. -472 с.

64. Фролов В.Ф. Моделирование сушки дисперсных материалов / В.Ф. Фролов. -Л.: Химия, 1987. -208 с.

65. Гамаюнов Н.И. // Тепло-массообмен-VII. Проблемные доклады VII. Всес. конф. по тепло-массообмену. Ч. 2. Минск: ИТМО АН БССР, 1985. -С. 101-111.

66. Долинский A.A. Оптимизация процессов распылительной сушки / A.A. Долинский, Г.К. Иваницкий. -Киев: Наукова думка, 1984. -240 с.

67. Коновалов В.И., Романков П.Г., Соколов В.Н., Плановский А.Н., Коробов В.Б., Пасько А.П. // Теор. основы хим. технологии. 1975. Т. 9, № 2. С. 203 209., № 4. С. 501 - 510. 1978., -Т. 12. № 3. -С. 337 - 346.

68. Рудобапгга С.П. Кинетический расчет процесса конвективной сушки дисперсных материалов / С.П. Рудобапгга // Труды IV Минского международного форума по тепломассообмену. -2000 г. -Т.24. №1, -С. 39-44.

69. Коновалов В.И. Базовые кинетические характеристики массообменных процессов / В.И. Коновалов // Журн. прикл. химии. -1986. Т. 59. № 9, -С. 2096-2107.

70. Лыков А.В. Теория теплопроводности / А.В. Лыков. -М.: Высш. шк., 1967. -600с.

71. Crank J. The mathematics of diffusion / J. Crank. -2-d. ed. -Oxford: Clarendon, 1975.-414 c.

72. Рудобапгга С.П. Сушка дисперсных материалов теория и практика / С.П. Рудобашта // V Минский международный форум по тепло-и массообмену. 24-28 мая. -2004. Т.2. -С. 246-248.

73. Карташов Э.М. Аналитические методы в теории теплопроводности твердых тел / Э.М. Карташов. -2-е изд., доп. -М.: Высш. шк., 1985. -480 с.

74. Рудобашта С.П. Расчет кинетики и динамики процессов конвективной сушки / С.П. Рудобашта // Теор. основы хим. технологии. -1991. -Т.5, №1. -С. 25-31.

75. Rudobashta S.P. Mathematical modelling and apparatus arrangements of deep drying process of polimers / S.P. Rudobashta // Drying technology. -1998. V. 16, №7-P. 1471-1485.

76. Рудобашта С.П. Продольное перемешивание твердой фазы и тепломассообмен в псевдоожиженном слое / С.П. Рудобашта // Промышленная теплотехника. -2002. Т.24, №1. -С. 39-44.

77. Рудобашта С.П. Кинетика процессов конвективной сушки с учетом массопроводности: Дисс.канд. тех. наук / С.П. Рудобашта. -М.: МИХМ, 1967. -128с.

78. Бунин O.A. Машины для сушки и термообработки ткани / O.A. Бунин, Ю.А. Малков. -М.: Машиностроение, 1971. -304 с.

79. Красников В.В. Кондуктивная сушка / В.В. Красников. -М.: Энергия, 1973. -288 с.

80. Розен A.M. Массообменный переход в химической технологии / A.M. Розен; Под ред. A.M. Розена. -М.: Химия. 1980. -319 с.

81. Куц П.С. // Методы расчета и исследование тепло- и массопереноса в сушильно-термических процессах: Сб. науч. трудов. Минск; ИТМО АН БССР, 1982. -С. 5-32

82. Плановский А.Н. // Теор. основы хим. технологии. 1972. Т.6. С. 832-841.

83. Рудобашта С.П. Массоперенос в системах с твердой фазой / С.П. Рудобашта. -М.: Химия, 1980. -248 с.

84. Рудобашта С.П. Кинетика массопередачи в системах с твердой фазой / С.П. Рудобашта. -М.: МИХМ, 1976. -93 с.

85. Рудобашта С.П. Роль математического моделирования при контроле и управлении качеством дисперсных высушиваемых продуктов / С.П. Рудобашта // Материалы V международной теплофизической школы, 20-24 сент. -2004. -4.1. -С. 60-66.

86. Комарова Т.П. Старение и стабилизация полимеров / Т.П. Комарова, Э.И. Семененко, А.Е. Чалых. -Ташкент, 1976. -С. 32-36.

87. Коновалов В.И. Особенности интенсивной сушки материалов, пропитанных дисперсиями или растворами / В.И. Коновалов, А.Г. Двойник, E.H. Туголуков // Труды Межд. форума по тепломассообмену ММФ: Избранные доклады. Секция 7.-Минск: ИТМО, 1988. -С. 152-165.

88. Васенин P.M. Исследование кинетики поглощения воды вулканизатами эластомеров / P.M. Васенин, В.Е. Гуль, В.Г. Раевский, Э.А. Живова// Высокомолекулярные соединения Сер. А. -1970, -№1. -С. 10-19.

89. Замков Г.Е. Диффузия электролитов в полимерах / Г.Е. Замков, А.Л. Иорданский, В.А. Маркин. -М.: Химия, 1984. -210 с.

90. Папков С.П. Взаимодействие целлюлозы и целлюлозных материалов с водой / С.П. Папков, Э.З. Файнберг. -М.: Химия, 1976. -231 с.

91. Роговин З.А. Химические превращения и модификация целлюлозы / З.А. Роговин. -М.: Химия, 1967. -167 с.

92. Ефремов Г.И. Микрокинетика процессов переноса / Г.И. Ефремов. -М.: МГТУ, 2001. -287 с.

93. Чалых А.Е. Диффузия в полимерных системах / А.Е. Чалых. -М.: Химия, 1987.-312 с.

94. Ван Кревелен Д.В. Свойства и химическое строение полимеров / Д.В. Ван Кревелен. -М.: Химия, 1982. -280 с.

95. Гребенников С.Ф. Сорбционные свойства химических волокон и полимеров / С.Ф. Гребенников, А.Т. Кынин. // Журнал прикладной химии. -Т.55, N10. -С. 2299-2303.

96. Гинзбург A.C. Массовлагообменные характеристики пищевых продуктов / A.C. Гинзбург, И.М. Савина. -М.: Легк. и пищ. промышленность, 1982. -280 с.

97. Грег С. Адсорбция, удельная поверхность, пористость / С. Грег, К. Синг. -М.: Мир, 1984. -306 с.

98. Тагер A.A. Физикохимия полимеров / A.A. Тагер. -3-е изд. -М.: Химия, 1978. -544 с.

99. Crank J. The Mathematiks of Diffusion / J. Crank. -Oxford: Clarendon Press, 1975.-414 p.

100. Crank J. Diffusion in Polimers / J. Crank, G.S. Park. -London New York: Akad. Press, 1968. -452 p.

101. Малкин А.Я. Диффузия и вязкость полимеров. Методы измерения / А.Я. Малкин, А.Е. Чалых. -М.: Химия, 1979. -303 с.

102. Роджерс К. Растворимость и диффузия // Проблемы физики и химии твердого состояния органических соединений. -М.: Мир, 1968. -С. 229-328.

103. Рейтлингер С.А. Проницаемость полимерных материалов / С.А. Рейтлингер. -М.: Химия, 1974. -269 с.

104. Егерев В.К. Диффузионная кинетика в неподвижных средах / В.К. Егерев. -М.: Наука, 1970. -227 с.

105. Шервуд Т. Массопередача / Т. Шервуд, Р. Пигфорд, Ч. Уилки. Пер с англ; Под ред. В.А. Малюсова. -М.: Химия, 1982. -695 с.

106. Рудобашта С.П. Диффузия в химико-технологических процессах / С.П. Рудобашта, Э.М. Карташов. -М.: Химия, 1993. -208 с.

107. Тепляков Ю.А. Обобщенная зависимость для расчета эффективного коэффициента молекулярной диффузии в полимерных материалах / Ю.А. Тепляков, С.П. Рудобашта, А.Н. Плановский // Теоретические основы химической технологии -1985. -Т. 12, №2. -С. 240.

108. Лыков М.В. Сушка в химической промышленности / М.В. Лыков. -М.: Химия, 1970. -432 с.

109. Хванг С.Т. Мембранные процессы разделения / С.Т. Хванг, К. Каммермейер. -М.: Химия, 1981. -464 с.

110. Папков С.П. Теоретические основы производства химических волокон / С.П. Папков. -М.: Химия, 1990. -272 с.

111. Папков С.П. Полимерные волокнистые материалы / С.П. Папков. -М.: Химия, 1986. -224 с.

112. Коновалов В.И. Описание кинетических кривых сушки и нагрева тонких материалов / В.И. Коновалов, П.Г. Романков, В.Н. Соколов // Теоретические основы химической технологии -1975. -Т. 9, N2. -С. 203-209.

113. Коновалов В.И. Тепломассообмен в системах газ-дисперсиная твердая фаза / В .И. Коновалов // Тепломассообмен -VII. Проблемные доклады VII Всесоюзной конференции по тепломассообмену. -4.2. Минск: ИТМО им. М.В. Лыкова. -1985. -С. 128-147.

114. Кричевский Г.Е. Диффузия и сорбция в процессах крашения и печатания / Г.Е. Кричевский. -М.: Легкая индустрия, 1981. -208 с.

115. Алексашенко A.A. Некоторые новые аналитические методы определения коэффициента диффузии / A.A. Алексашенко. 1977. -T.1-III, -N3.-C. 119-124.

116. Данилов О.Л. Экономия энергии при тепловой сушке / О.Л. Данилов, Б.И. Леончик. -М.: Энергоатомиздат, 1986. -135 с.

117. Гинзбург A.C. Теплофизические характеристики пищевых продуктов / A.C. Гинзбург, М.А. Громов, Г.И. Красовская: Справочник. -М.: Пищевая промышленность, 1980. -288 с.

118. Бэр Э. Конструкционные свойства пластмасс/ Э. Бэр -М.: Химия, 1982. -463 с.

119. Ермоленко В.Д. Новый метод определения коэффициента диффузии влаги во влажных материалах / В.Д. Ермоленко // Инженерно физический журнал. -1962. -Т.5. №10, -С. 70-72.

120. Селезнев Н.В. Метод определения некоторых коэффициентов переноса влаги из кривых кинетики сушки / Н.В. Селезнев // Инженерно физический журнал. -1964. -Т. 7. № 5, -С. 23-27.

121. Гребенников С.Ф. Гигроскопические свойства химических волокон / С.Ф. Гребенников, К.Е. Перепелкин, А.Т. Кынин // Промышленные химические волокна: -М.: НИИТЭХИМ, 1989. -84с.

122. Кынин Л.Т. Изменение деформационных свойств комплексных полиамидных нитей в условиях переменной влажности воздуха / А.Т. Кынин, С.Ф. Гребенников, В.Г. Тиранов, JI.JI. Хазан // Химические волокна. -1985. -№2. -С.48-49.

123. Гребенников С.Ф. Температурная зависимость диффузии водяного пара в гидратноцеллюлозные волокна / С.Ф. Гребенников, Н.В. Мясникова, Г.С. Негодяева // Химические волокна. -1990. -№6. -С.31-32.

124. Kast W. Überlegungen zum Verlauf von Sorptionsisothermen und zur Sorptionskinetik an porosen Feststoffen / W. Kast, F. Jokisch // Chem. Ing.-Techn. 1972. -Bd44. -C. 556-563.

125. Meier E. Einfluss konzentrations- und temperaturabhangiger-Diffusionskoef- fizienten auf die Trocknung hygroskopischer Kunststoffe / E. Meier// Chem. Ing. -Techn. 1969. -Bd 41. -C. 472-478.

126. Rousis P.P. Diffusion of Water Vapor in Cellulose Acetate: 2. Permeation and Integral Sorption Kinetiks / P.P. Rousis // Polimer. -1981. №22. -C 1058-1063.

127. Рудобашта С.П. Зональный метод расчета кинетики процесса сушки / С.П. Рудобашта, Э.Н. Очнев, А.Н. Плановский // Теоретические основы химической технологии. -1975. -Т.9, №2. -С. 185-192.

128. Бекман И.Н. Определение локальных коэффициентов диффузии газов в полимерах / И.Н. Бекман, A.A. Швыряев, И.М. Бунцева // Диффузионные явления в полимерах. -Черноголовка, 1985. -С. 45-47.

129. Старк Дж. Диффузия в твердых телах / Дж. Старк. -М.: Энергия, 1980. -240 с.

130. Желтоножко A.A. Исследование диффузии труднолетучего пластификатора в нитратах целлюлозы / A.A. Желтоножко, B.C. Соловьев, JI.H. Попова // Диффузионные явления в полимерах. -Черноголовка, 1985. -С. 55-56.

131. Панов В.П. Исследование адсорбции молекул воды нитратами целюлозы методом ИК-спектроскопии / В.П. Панов, Р.Г. Жбанов // Высокомолекулярные соединения, 1971. -Т. А13, №12. -С. 2671-2675.

132. Чалых А.Е. Диффузия в полимерных системах / А.Е. Чалых // Дис. д-ра. хим. наук. -М., 1975. -360 с.

133. Бекман И.Н. Современное состояние аппаратурного, методического, математического обеспечения диффузионного эксперимента / И.Н. Бекман // Диффузионные явления в полимерах. -Черноголовка, 1985. -С. 36-39.

134. Райченко А.И. Математическая теория диффузии в приложениях / А.И. Райченко. -Киев: Наукова думка, 1981. -396 с.

135. Рентгеновская методика исследований структурных превращений полимеров в процессе сорбции паров растворителя / А.Е. Чалых, Е.Д. Попова, А.Н. Попов, Д.М. Хейкер // Высокомолекулярные соединения, -1987. -Т. А29, № 12. -С. 2609-2613.

136. Данилов O.JI. Энеро- и ресурсосбережение в сушильных установках / O.JI. Данилов, С.П. Рудобашта: Труды второй междунар. школы семинара молодых ученых и специалистов // Энергосбережение -теория и практика. -М.: МЭИ. 2004. С. 35-41.

137. Плановский А.Н. Сушка дисперсных материалов в химической промышленности / А.Н. Плановский, В.И. Муштаев, В.М. Ульянов. -М.: Химия, 1979. -288 с.

138. Влияние режима высушивания и нагревания пропитанных кордных материалов на кинетику химических превращений в пленке адгезива / В.И. Коновалов, И.Л. Шмурак, Л.С. Дудакова, В.Б. Коробов // Каучук и резина. -1977. -№12. -С. 33-37.

139. Konovalov V.I., Netchaev V.M., Tugolukov E.N., Kleshch I.A. Zatona V.N. Rheology in the Processes of Dipping, Drying and Stretching of Fibrous Materials // 11th Intern. Congress CHISA'93. Praga. Preprint H3.42, 13 p. Abstracts, Vol. H. P.33.

140. Konovalov V.I., Dvoinin A.G., Zatona V.N., Tugolukov E.N. Modelling of impregnating, drying and thermal treating of fibrous materials // Drying of Solids / Ed. A.S.Mujumdar. -New York: Int.Sci.Publ., 1992. -Pp. 451462.

141. Нечаев В.М. Исследование кинетики процессов сушки и термовытяжки кордных материалов: Дисс. канд. техн. наук / В.М. Нечаев. 1973. -265 с.

142. Использование нейронных сетей и нечетких множеств в химической технологии (на примере прогнозирования качества высушиваемых материалов) / В.И. Коновалов, И.Л. Коробова, Н.Ц. Гатапова, В.М. Нечаев // Вестник ТГТУ. -2000. -Т. 6, №4. -С. 590-610.

143. Коробова И.Л. Влияние кинетики сушки и термообработки на качественные показатели полимерных кордных материалов резинотехники (применение аппарата нейронных сетей и теории нечетких множеств): Дис. канд. техн. наук/И.Л. Коробова. -Тамбов, 2001. -232 с.

144. Васильков Ю.В. Термообработка текстильных изделий технического назначения / Ю.В. Васильков, А.В. Романов. -М.: Легпромбытиздат, 1990. -208 с.

145. Фролов C.B. Методы, алгоритмы и системы интегрально-гарантированного оптимального управления технологическими процессами: Дис. докт. техн. наук / C.B. Фролов. -Тамбов, 1999. -671 с.

146. К вопросу моделирования и управления непрерывными процессами нейронными сетями / В.В. Кафаров, JI.C. Гордеев, М.Б. Глебов, И. Зенбиао // Теоретические основы химической технологии. -1995. -Т. 29, №2. -С. 205-212.

147. Громов Ю.Ю. Методы и алгоритмы, моделирования и управления технологическими объектами с учетом свойств внутренней, неопределенности: Дис. докт. техн. наук / Ю.Ю. Громов. -Тамбов, 1997. -671 с.

148. Raheel M., Liu J. An Empirical Model of Light Weight Fabrics // Textile Research Journal. 1991. -No.l. -Pp. 31-38; No. 2. -Pp. 79-82.

149. Кафаров В.В. Системный анализ процессов химической технологии. Использование метода нечетких множеств / В.В. Кафаров, И.Н. Дорохов, Е.Р. Марков. -М.: Наука, 1986.

150. Коновалов В.И. Приближенное описание полей влагосодержания и температуры материала в процессе конвективной сушки / В.И. Коновалов и др. // Теоретические основы химической технологии. -1975. -Т. 9, N6. -С. 834-843.

151. Коновалов В.И. Приближенные модели полей температуры и влагосодержания / В.И. Коновалов, В.Б. Коробов, А.Н. Плановский // Теор. основы хим. технол. -1978. -Т. 12, №3. -С. 337-345.

152. Куликов A.M. Химия и технология присадок к маслам и топливам / A.M. Куликов. -М.: Химия, 1972. -360 с.

153. Программа PhotoM 1.21 (freeware), разработчик ©А.Черниговский, 2000-2001, http://tlambda.chat.ru.

154. Силин С.С. Новый способ измерения температуры в зоне шлифования методом полуискусственной термопары / С.С. Силин, В.Ф. Безъязычный, Н.С. Рыкунов // Станки и инструменты. —1975. -№3, -С. 32.

155. Сипайлов В.А. Тепловые процессы при шлифовании и управление качеством поверхности / В.А. Сипайлов -M.: Машиностроение, 1978. -167 с.

156. Беллами Л. Инфракрасные спектры сложных молекул / Л. Беллами. -М.: Иностр. литер., 1963. -590 с.

157. Литтл. Л. Инфракрасные спектры адсорбированных молекул / Л. Литтл. -М.: Мир, 1971. -514 с.

158. Бартенев Г.М. Курс физики полимеров / Г.М. Бартенев, Ю.В. Зеленев. -М.: Высшая школа, 1979. -365 с.

159. Дмитриев В.М. Кинетика и аппаратурно-технологическое оформление конвективной сушки гранулированных и пленочных полимерных материалов. Дис.д-ра. техн. наук / В.М. Дмитриев. -Тамбов, 2003. -460 с.

160. Бэр Э. Конструкционные свойства пластмасс / Э. Бэр. -М.: Химия, 1967. -374 с.

161. Рейтлингер С.А. Проницаемость полимерных материалов / С.А. Рейтлингер. -М.: Химия, 1974. -278 с.

162. Проблемы физики и химии твердого состояния органических соединений. -М.: Мир, 1968. -304 с.

163. Кошляков Н.С. Уравнения в частных производных математической физики / Н.С. Кошляков, Э.Б. Глинер, М.М. Смирнов. -М.: Высш. школа, 1970. -712 с.

164. Владимиров B.C. Уравнения математической физики / B.C. Владимиров. -М.: Наука, 1988. -512 с.

165. Чурилин A.B. Модифицирование шлифовального абразивного инструмента / A.B. Чурилин, A.A. Балашов, А.О. Овсянников // V науч. конф. ТГТУ: Тез. докл. -Тамбов, 2000. -С. 69-70.

166. Жуков Н.П. Модифицирование абразивного инструмента импрегнированием / Н.П. Жуков, A.B. Чурилин // VI науч. конф. ТГТУ: Тез. докл. -Тамбов, 2001. -С. 196.

167. Майникова Н.Ф. Повышение эксплуатационных свойств абразивных инструментов импрегнированием / Н.Ф. Майникова, A.B. Чурилин, C.B. Балашов // Труды ТГТУ. -Тамбов, 2001. -Вып. 10. -С. 178-182.

168. Чурилин A.B. Температурные зависимости теплоемкости модифицированных абразивных инструментов / A.B. Чурилин, C.B. Балашов, Н.П. Жуков // Труды ТГТУ. -Тамбов, 2002. -Вып. U.C. 138-141.

169. Исследование температурных зависимостей теплофизических характеристик полимерно-керамических материалов / Н.П. Жуков, A.B. Чурилин, C.B. Балашов, С.С. Никулин // VII науч. конф. ТГТУ: Тез. докл. -Тамбов, 2002. -4.1. -С. 54-55.

170. Чурилин A.B. Исследование структурных характеристик абразивных инструментов / A.B. Чурилин, A.A. Ермаков, С.С. Никулин // Труды ТГТУ. -Тамбов, 2003. -Вып. 13. -С. 94-98.

171. Жуков Н.П. Исследование свойств полимерной дисперсии «Эмукрил М» на ротационном вискозиметре / Н.П. Жуков, О.Г. Маликов, A.B. Чурилин // IX науч. конф. ТГТУ: Тез. докл. -Тамбов, 2004. -С. 301-302.

172. Применение программы "PhotoM 1.21" для определения пористости абразивного шлифовального инструмента / Н.П. Жуков, Г.С. Кормильцин, A.B. Чурилин, С.С. Никулин // Труды ТГТУ. -Тамбов, 2004. -Вып. 15. -С. 253-256.

173. Жуков Н.П. Совершенствование процесса импрегнирования абразивных кругов / Н.П. Жуков, Г.С. Кормильцин, A.B. Чурилин //

174. Современные энергосберегающие тепловые технологии, сушка и термовлажностная обработка материалов: Материалы V Международной теплофизической школы. -Тамбов, 2004. -С. 261-264.

175. Сушка импрегнированных абразивных инструментов / С.П. Рудобашта, В.М. Дмитриев, Н.П. Жуков, A.B. Чурилин // Промышленная теплотехника. -Киев, 2004. -Т.26. № 5. С 45-53.