автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Метод расчета подвулканизации резиновых смесей в процессе течения в диссипативных головках экструдеров

На правах рукописи

БАДАЕВА НАТАЛЬЯ ВАЛЕНТИНОВНА

МЕТОД РАСЧЕТА ПОДВУЛКАНИЗАЦИИ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ В ПРОЦЕССЕ ТЕЧЕНИЯ В ДИССИПАТИВНЫХ ГОЛОВКАХ ЭКСТРУДЕРОВ

05.17.08 - Процессы и аппараты химических технологий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ярославль - 2004

Работа выполнена в Ярославском государственном техническом университете на кафедре "Технологические машины и оборудование".

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор - Ломов Александр Анатольевич. Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор - Скуратов Владимир Кириллович, кандидат технических наук, доцент - Гохберг Геннадий Соломонович.

Ведущая организация:

ОАО "Ярославский шинный завод", г. Ярославль.

Защита состоится О/С/ИЛ^^Ь 2004 года в </О часов на заседании диссертационного совета Д 212308.01 при Ярославском государственном техническом университете по адресу: 150023, Ярославль, Московский проспект, 88, аудитория Г-219.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Ярославского государственного технического университета.

Автореферат разослан

ссят&л 2004

г.

Хн., профессор Подгорнова В.А.

Автор выражает искреннюю благ

д.т.н., профессору Гончарову Г.М.

за ценные консультации и постоянное внимание к работе.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время в промышленности переработки полимеров, а также в производстве шин и РТИ большое внимание уделяется интенсификации существующих процессов и производств, при этом все большее внимание уделяется качеству производимых изделий. Производство длинномерных резинотехнических изделий (трубы, шланги, листы, пленки, разнообразные профили, кабельные оболочки) включает в себя несколько технологических этапов: профилирование заготовок из резиновой смеси, последующая вулканизация заготовок, отбор, упаковка и складирование. При этом вулканизация является наиболее продолжительным и энергоемким процессом. Она включает в себя две стадии: нагрев материала до температуры вулканизации и последующая его выдержка определенное время при этой температуре в вулканизационной среде. Чтобы сократить время вулканизации и тем снизить энергозатраты этого этапа, необходимо разогреть заготовку еще при профилировании. Тогда первая стадия вулканизации - индукционный период, период доразогрева заготовки, пройдет уже при экструзии резиновой смеси. Одним из наиболее перспективных направлений интенсификации процесса разогрева резиновых смесей при экструзии является их переработка в условиях сложного сдвига, который реализуется в головках к червячным машинам за счет вращения элементов головок. Интенсивная сдвиговая деформация, которая осуществляется в кольцевом канале головки, способствует снижению вязкости материала, обеспечивает дополнительную гомогенизацию расплава и его быстрый разогрев. Следует заметить, что проводить разогрев материала надо таким образом, чтобы на выходе из головки экструдера, но не ранее, материал достигал стадии подвулканизации. Это позволит не только разогреть экструдат, но еще и "закрепить" профиль заготовки и тем исключить ее деформирование при последующем движении по вулканизационной камере.

В соответствии с этим очевидна актуальность данной работы, которая посвящена разработке математической модели, методов расчета и оптимизации процесса экструзии длинномерных резинотехнических изделий с использованием сдвиговых головок для диссипативного разогрева резиновых смесей, склонных к подвулканизации.

Цель работы. Разработка на основе теоретических и экспериментальных исследований процесса диссипативного разогрева материалов при экструзии метода расчета подвулканизации резиновых смесей при течении в диссипативных головках экструдеров.

Научная новизна.

- математическая модель неизотермического винтового напорного течения аномально-вязкой жидкости в кольцевом канале диссипативной головки применительно к экструзии резиновых смесей, учитывающая подвулканизацию профилируемого материала;

- метод расчета гидродинамических характеристик процесса экструзии материала в кольцевом канале диссипативной головки;

- метод расчета подвулканизации резиновых смесей с использованием мо-

дифицированного их шприцевании;

критерия Бейли в

БИБЛИОТЕКА

¿•дат

оловки

и

- метод расчета оптимальных параметров процесса и оснастки для получения длинномерных резинотехнических изделий на экструзионном оборудовании с применением диссипативных головок.

Практическая ценность. Проведенные экспериментальные и теоретические исследования процесса экструзии позволили создать методику проектирования и расчета диссипативных головок к червячным машинам для производства длинномерных резинотехнических изделий. Результаты расчетов были использованы на ОАО "Резинотехника", г. Ярославль при производстве трубки медицинского назначения. Инженерная методика расчета диссипативных головок была применена при создании опытно-промышленного образца диссипативной головки в НИИ-ШИНМАШ, г. Ярославль.

Автор защищает.

- математическая модель неизотермического винтового течения аномально-вязкой жидкости в кольцевом канале диссипативной головки применительно к экструзии резиновых смесей, склонных к подвулканизации;

- метод расчета гидродинамических характеристик процесса экструзии материала в кольцевом канале;

- метод оценки подвулканизации резиновых смесей с использованием модифицированного критерия Бейли в зоне деформации диссипативной головки при их экструзии;

-результаты численного анализа зависимостей температуры и степени подвулканизации экструдата от технологических параметров экструзии и геометрии границ области течения;

-метод расчета оптимальных технологических и конструктивных параметров диссипативной головки, обеспечивающих равномерный разогрев материала на выходе из головки с заданной производительностью при условии сохранения желаемого качества заготовок.

-методику и результаты экспериментального исследования вулканизаци-онных характеристик экструдируемых заготовок;

- методику проектирования и расчета диссипативных головок к червячным машинам при экструзии резиновых смесей, склонных к подвулканизации.

Апробация работы.

Отдельные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной конференции по каучуку и резине (Москва, 1994г.);_1Х-ой и Х-ой Всесоюзных конференциях по математическим методам в химии и химической технологии (Тверь, 1995г., Тула, 1996г.).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ.

Объем работы.

Диссертационная работа изложена на 158 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложений. Список литературы включает 113 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы диссертации и сформулированы цель работы и основные положения, выдвигаемые на защиту.

В первой главе проводится анализ научно-технической литературы по технологии и существующему оборудованию для производства длинномерных профильных изделий из полимерных материалов и в частности резиновых смесей. При этом особое внимание уделено процессу вулканизации экструдируемых заготовок. Описаны основные способы непрерывной вулканизации длинномерных резиновых технических изделий и показана необходимость интенсификации существующих вулканизационных технологий. Рассмотрены перспективные направления развития производства, а именно использование диссипативных экс-трузионных головок.

Проанализировано современное состояние задачи математического описания сложного течения полимерных материалов в каналах головок экструдеров. Основы этого процесса изложены в работах Г.В. Виноградова, М.Л. Фридмана, В.И. Янкова. Применительно к рассматриваемому в настоящей работе процессу переработки резиновой смеси отмечена необходимость учета подвулканизации материала при моделировании течения.

Показано, что при экструзии, брак по причине неправильного температур-но-временного режима переработки: преждевременная вулканизация (подвулка-низация, скорчинг) резиновой смеси еще в период интенсивной ее деформации занимает большое место. Рассмотрены критерии, характеризующие процесс вулканизации перерабатываемого материала и способы их определения.

Во второй главе представлена математическая модель гидродинамики неизотермического винтового течения аномально-вязкой жидкости в кольцевом канале диссипагивной головки, позволяющая оценить, кроме того, и подвулканиза-цию перерабатываемого материала.

При моделировании приняты следующие допущения: течение стационарное; материал несжимаем; течение в зоне диссипации ламинарное; движение в канале диссипативной головки двумерное; реологическое поведение перерабатываемого материала описывается степенным уравнением Оствальда-де-Вилла; температуры цилиндров и теплоносителя однородны по радиусу; между потоками жидкости и поверхностью цилиндров происходит конвективный теплообмен (конвективная теплоотдача); теплоперенос в перерабатываемом материале осуществляется теплопроводностью в радиальном направлении и конвекцией в направлении течения; наружный вращающийся цилиндр непосредственно контактирует с окружающей средой.

Анализ уравнений гидродинамической теории с учетом принятых допущений позволил разработать модель неизотермического винтового напорного течения аномально-вязкой жидкости в кольцевом канале диссипативной головки (рисунок 1) в виде следующей системы уравнений:

Уравнение движения:

О)

дР 13/ \

реологическое уравнение:

дК

" дг

и-1

где

М\ = Мое к

-ь{т-т0)

уравнение неразрывности:

гдгК " г дв дг

уравнение энергии:

.. дТ А д( йЛ 1Г д(Уд'

модифицированный критерий Бейли:

Со следующими граничными условиями: при г=Я2: У0=0, Уг=0; г=Я3: У^соЯз, У=0;

при 2=0 Р-Рвх; Р=0;

при г=0 Т(г,0)=Тю;

при г = Я2 Х?Щьй = ам[т{к2,2)-Тт\ При 1

Рисунок 1 • Расчетная схема кольцевого канала диссипативной головки

Система, вышеуказанных дифференциальных уравнений решается численными методами. Сначала решается уравнение движения независимо от уравнения энергии, при известном распределении температуры и давления в фиксированном сечении ^=сош!) области деформации. Зная гидродинамические характеристики течения, решается уравнение энергии и вычисляется степень подвулкани-зации перерабатываемого материала в рассматриваемом сечении. В соответствии с вновь рассчитанным распределением температуры пересчитываются реологические параметры материала на следующем сечении, а затем и гидродинамические параметры и так по всей длине области диссипации. Чтобы рассчитать нулевое приближение эффективной вязкости т]''° для начального сечения, используется приближение распределения скоростей И Уд"0, ранее полученное по упрощенной модели.

Последовательное решение уравнений движения и энергии проводится численно с использованием метода конечных разностей. Для этого дифференциальное уравнение в частных производных заменяем системой алгебраических уравнений, используя разностные аналоги частных производных, после чего решаем полученную систему методом прогонки.

В результате решения получаем значения скорости течения и давления, скорости деформации, напряжения, вязкости, температуры и степени подвулкани-зации в любой точке исследуемого канала. Алгоритм метода расчета приведен на рисунке 2.

Как видно из представленного графика (рисунок 3), изменение температуры по области деформации имеет достаточно сложный характер. Профиль температуры на выходе из зоны деформации имеет два максимума вблизи поверхности цилиндров и один минимум ближе к центру кольцевого зазора головки. Повышение температуры по направлению к стенкам цилиндров объясняется

^ начало ^

I

Ввод исходных данных

>г

Процедура расчета гидродинамических характеристик (начальное приближение)

Процедура поиска давления на входе в зону диссипации

Расчет сечения по длине зоны диссипации

Расчет координаты для щ сечения

Процедура расчета гидродинамических характеристик для г сечения Уду, Угу

Расчет энергосиловых характеристик Р_,, Т^ >1

Процедура расчета распределения температуры Тц+|

Расчет эффективной вязкости Пц-н

I -

Процедура расчета функции долговечности а(Тум)

Расчет степени подвулканизации 1,^)

Расчет полезной мощности ЫП0л * "

Вывод результатов

<

Конец

Рисунок 2 - Блок-схема алгоритма расчета

бо'льшим диссипативным разогревом в этой зоне, так как скорость сдвига материала здесь выше, чем в центре зазора. Снижение температуры резиновой смеси на поверхности цилиндров обусловлено теплоотдачей перерабатываемого материала стенкам, охлаждаемым водой или воздухом. Аккумулированная, за счет превращения механической энергии в тепловую, энергия диссипации способствует значительному увеличению температуры по мере прохождения материалом области диссипации. Максимальный прирост температуры для указанных условий ведения процесса составил 90°С.

Распределение продольной составляющей скорости (У2) по кольцевому зазору сдвиговой головки (рисунок 4) на начальном участке зоны диссипации несимметрично относительно центра канала, максимум кривой смещен к внутреннему цилиндру (дорну). Эта несимметрия уменьшается на выходе материала из канала.

Несмотря на то что профиль температуры по зазору неоднороден (рисунок 3), распределение степени под вулканизации (рисунок 5) по кольцевому зазору канала имеет один экстремум в центре зоны диссипации. Влияние составляющей скорости V на значение степени подвулканизации более значительно, чем температуры материала. Значение степени подвулканизации в центре наименьшее, так как время пребывания частиц резиновой смеси в этой зоне кольцевого зазора меньше, чем в слоях материала, расположенных ближе к стенкам цилиндров. И хотя температура вблизи стенок меньше, чем в центре, низкая скорость материала увеличивает время пребывания материала в области разогрева и поэтому степень подвулканизации здесь максимальная.

Учитывая, что движение материала ламинарное и слои не перемешиваются, на рисунке 6 показано изменение степени подвулканизации резиновой смеси вдоль индивидуальных траекторий движения частиц перерабатываемого материала. Из рисунка видно, что их значения для частиц, движущихся по различным траекториям, значительно отличаются, в 3 раза. При изменении условий диссипации изменяется не только величина степени подвулканизации для индивидуальных частиц, а и место по зазору, где это значение максимально.

Следовательно, подвулканизация материала может наступить лишь в некоторых слоях заготовки, при этом предсказать, в каких именно - без расчетов сложно.

В результате проведенных численных исследований выяснено, что определяющее влияние на распределение температуры и степени подвулканизации материала в выходном сечении канала оказывает геометрия области диссипативного разогрева и частоту вращения цилиндра головки. Увеличение частоты вращения цилиндра головки ведет к росту энергии диссипации, а, следовательно, и температуры, и степени подвулканизации (рисунок 7). С увеличением длины диссипатив-ной головки растет и значение температуры резиновой смеси, и время пребывания материала в зоне переработки, а, следовательно, и степень подвулканизации. Увеличение зазора между цилиндрами диссипативной головки приводит к нелинейному изменению степени подвулканизации, график которой имеет максимум. Так, при увеличении зазора до 6 мм (при определенных условиях диссипативного разогрева), несмотря на то что температура материала падает, степень подвулканиза-ции растет, так как падение температуры компенсируется более длительным временем пребывания материала в зоне диссипации. При дальнейшем увеличении зазора температура изменяется настолько, что значение степени подвулканизации начинает тоже снижаться.

0,0400

0,039в

0,0392

0,0388

3 0,0384

8 0,0380 а

" 0,0376 0,0372 0,0368 0,0364 0,0360

110 120 130 140 150 160 170

Температура, °С 1.1 - 0,03 м, 12 - 0,06 м, 1.3 - 0,09 м, 14 - 0,12 м, - 0,15 м.

Рисунок 3 - Изменение профиля температуры материала при прохождении зоны диссипации.

0,0400 0,0396 0,0392 0,0388 0,0384 0,0380 0,0376 0,0372 0,0368 0,0364 0,0360

15

) 0,002 0,004 0,006 0,008

Скорость Уг, м/с 1.1 - 0,03 м, 12 - 0,06 м, 1.3 - 0,09 м, 14 - 0,12 м, 15 - 0,15 м.

0,01

Рисунок 4 - Изменение профиля скорости \/г материала при прохождении зоны диссипации

о. о м

0,4 0,6 0,8 Степень подвулканизации 1.1 - 0,03 м, 12 - 0,06 м, 13 - 0,09 м, 14 - 0,12 м, 15 - 0,15 м.

Рисунок 5 - Изменение профиля степени подвулканизации материала при прохождении зоны диссипации

§ со

3

5.

ш

5

2 В

0,00 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15

Длина области деформации I, м реэ.с. 7-В-14, ч=5м3/с,\и=12с'1,1=0,15м, Д=0,004м

Рисунок 6 - Изменение степени подвулканизации вдоль индивидуальных траекторий движения частиц материала (для различных значений радиально координаты г) при прохождении зоны диссипации.

005 0010 0 015 _ - смесь 1___- смесь 2

Рисунок 7 - Зависимость степени подвулканизации материала от частоты вращения цилиндра головки, длины и зазора зоны диссипации. -

В третьей главе показаны результаты экспериментальных исследований, которые велись по двум направлениям: проверка адекватности реальному процессу разработанной математической модели и экспериментальная проверка метода оценки степени подвулканизации резиновых смесей по значению модифицированного критерия Бейли.

Проверка на адекватность предложенной математической модели реальному процессу экструзии проводилась относительно температуры материала на выходе из диссипативной головки и давления в головке. На рисунке 8 изображены зависимости температуры экструдата на выходе из диссипативной головки от частоты вращения цилиндра головки, полученные экспериментально, по упрощенной модели и по предлагаемой модели. Для наглядного представления области значений погрешности заштрихованы.

Как видно из рисунка,теоретические кривые, рассчитанные по усовершенствованной модели, точнее описывают реальный процесс неизотермического течения в диссипативной головке. Количественные расхождения данных не превышают 12 %. Отметим, что теоретические данные, полученные по предлагаемой модели, и по упрощенной модели имеют схожий характер, однако их численные значения отличаются на 20-30 %.' Это связано с влиянием на скорость сдвига напорного течения, которое не учитывалось в предыдущих моделях.

Исследование вулканизационных характеристик резиновой заготовки до и после экструзии ее через диссипативную головку проводили с целью проверки

метода оценки степени подвулканизации резиновых смесей по значению модифицированного критерия Бейли.

т, °с

170_______

2 4 б 8 10 12 ^ 14

___- теоретическая...........-теоретическая по упрощенной модели

_• экспериментальная кривая

Рисунок 8 - Зависимость температуры материала

от скорости вращения цилиндра головки Исследования проводились на вибрационном реометре РВС. В эксперименте исследовались три образца резиновой смеси 7-В-14, используемой при производстве уплотнителей. Первый образец был вырезан из заготовки резиновой смеси до ее переработки в червячной машине. Свойства резиновой смеси, определенные по этому образцу, служат эталоном в исследовании. Второй и третий образцы вырезаны из заготовок после экструзии через диссипативную головку. Режимы экструзии для этих образцов различны, и были выбраны таким образом, что модифицированный критерий Бейли для второго образца был меньше единицы (1=0,85), а для третьего образца больше единицы (1=1,4). По этим значениям критерия можно судить о подвулканизации экструдата. Предполагалось, что в третьем образце (1>1) произошла преждевременная подвулканизация, а во втором (1<1) нет. В результате исследования были построены вулканизационные кривые, которые представлены на рисунке 9. Показано, что для первого и второго образца максимальный крутящий момент одинаков. Это свидетельствует о том, что реологические и пластоэластические свойства резиновой смеси после ее переработки в диссипативной головке не изменились. Скорость вулканизации для 2 образца по сравнению со скоростью вулканизации 1 образца также осталась прежней. Однако время начала вулканизации ^ и оптимальное время вулканизации 1с(90) у второго образца значительно сократилось, то есть после переработки в диссипативной головке у резиновой смеси второго образца индукционный период вулканизации стал значительно короче, поэтому сократилось и оптимальное время вулканизации. Это свидетельствует о том, что еще в диссипативной головке начался процесс вулканизации, но лишь в первом своем периоде - индукционном, когда возможна интенсивная деформация.

При анализе результатов исследования для третьего образца (1>1) было отмечено, что у резиновой смеси этого образца изменился и минимальный крутящий момент, и скорость вулканизации. Следовательно, при экструзии в этом режи-

Рисунок 9 - Вулканизационные кривые.

а) смесь 1, до диссипативного разогрева,

б) смесь 1, режим 2,

в) смесь 1, режим 3

ме (1>1) в резиновой смеси началось формирование вулканизованной структуры.

Экспериментальные исследования подтвердили возможность использования модифицированного критерия Бейли для оценки степени структурирования резиновых смесей. Этот эксперимент показал также и то, что использование дис-сипативных головок к червячным экструдерам позволяет интенсифицировать производство длинномерных резиновых изделий, а именно, сократить время вулканизации заготовок.

В четвертой главе на основе разработанной математической модели была сформулирована и решена задача условной оптимизации процесса разогрева резиновых смесей.

В качестве целевой функции использовали мощность, потребляемую приводом цилиндра диссипативной головки

В качестве управляющих параметров для данной задачи выступают конструктивные параметры, определяющие область деформации головки: величина зазора (Д) и длина Ь кольцевого канала и технологический - частота вращения цилиндра диссипативной головки (о). На управляющие параметры накладываются ограничения типа неравенств, задающие возможный или реальный диапазон их изменения и имеющие вид:

д,<д<д2,

а)1<аХео2 1,<К12 .

А также условие качества:

/<™*)= Г л

1сг(Т(

■1,

(13)

(14)

где - значение интеграла Бейли, на траектории движения индивидуальных частиц материала, где эта величина максимальна. Контрольный расчет для диссипативной головки с кольцевым каналом позволил определить оптимальные параметры процесса профилирования шнура из резиновой смеси 7-В-14 при производительности червячной машины Ю.вЗхЮ"6 м3/с: частоту вращения наружного цилиндра головки величину кольце-

вого зазора (Д=0,005 м), длину зоны д и с с и п ации Мф. щность привода вращения головки при таком режиме работы составила 5,7 кВт. На выходе из головки была получена равномерно разогретая заготовка желаемого качества, оцениваемого значением модифицированного критерия Бейли (1=0,98). На рисунке 10 представлена совмещенная характеристика червячной машины МЧТ-63 с диссипативной головкой при экструзии резиновой смеси РП-б-9. Наличие дис-сипативной головки ведет к изменению рабочей характеристики головки, и, следовательно, к изменению режима работы червячной машины.

10,00 15,00 20,00 25,00 30,00

Давление, Р, МПа Рисунок 10 - Совмещенная характеристика червяка и головки.

Так, например, при частоте вращения цилиндра головки 10 с"1, по сравнению с неподвижным цилиндром, производительность процесса экструзии увеличивается на 42 %, а давление падает на 45 %. При частоте вращения червяка 40 об/мин расход увеличивается на 38 %, а давление уменьшается на 40 % . Таким образом, можно сказать, что применение диссипативной головки приводит к повышению производительности процесса экструзии и снижению давления в головке. Это, в свою очередь, позволяет разгрузить основные опорные узлы червяка.

Использование диссипативной головки приводит и к снижению потребляемой мощности привода червячной машины. Например, мощность при неподвижном цилиндре головки 1,5 кВт, а при частоте вращения цилиндра головки 10 с"1 она составит 0,88 кВт.

Естественно, наличие диссипативной головки предполагает дополнительный расход мощности для привода головки. Однако, если оценивать удельную мощность процесса экструзии без диссипации и с использованием диссипативного разогрева, то при частоте вращения цилиндра головки 6 С"', она (удельная мощность) в целом увеличивается незначительно с 0,2 кВтхс/м ДО 0,23 кВтхс/м , при этом температура материала на выходе из головки возрастет почти на 80 *С. Это позволяет значительно снизить энергозатраты при последующей вулканизации.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1) На основании анализа литературных и производственных данных показана перспективность применения диссипативных головок при экструзии длинно-

мерных изделий из резиновых смесей. Обоснована актуальность создания метода расчета технологических и конструктивных параметров сдвиговых головок с учетом подвулканизации материала в зоне деформации и оптимизации процесса разогрева резиновых смесей при профилировании.

2) Разработана математическая модель гидродинамики неизотермического винтового напорного течения аномально-вязкой жидкости в кольцевом канале диссипативной головки, позволяющая оценить подвулканизацию перерабатываемого материала. Разработан метод решения полученной системы уравнений, позволивший рассчитать температурные поля и определить тепловую историю индивидуальных частиц материала при деформации в головке экструдера.

3) В результате математического исследования установлено, что величина и распределение температуры материала на выходе из головки определяются параметрами области диссипации: величиной кольцевого зазора и длиной, а также частотой вращения цилиндра головки, оставаясь практически инвариантными к изменению реологических свойств экструдируемого материала. Показано, что температурно-временной режим переработки различен для частиц материала, двигающихся по различным траекториям, что при экструзии резиновых смесей, склонных к подвулканизации, вызывает различную локальную степень подвулка-низации материала.

4) Проведена оценка сходимости результатов теоретических расчетов с экспериментальными данными. Показано их удовлетворительное совпадение (для давления 15 %, для температуры 12 %), что позволило использовать разработанную математическую модель в инженерной методике расчета и проектирования диссипативных головок к червячным машинам.

5) Проведенные экспериментальные исследования вулканизационных характеристик экструдируемых заготовок доказали возможность применения метода оценки степени подвулканизации резиновых смесей при экструзии по значению модифицированного критерия Бейли.

6) Установлено, что использование диссипативной головки к экструдеру позволяет значительно сократить время последующей вулканизации заготовки, а именно исключить из процесса вулканизации ее первый период - индукционный, продолжительность которого составляет до 20 % от продолжительности процесса вулканизации.

7) На основе разработанной математической модели сформулирована и решена задача условной оптимизации процесса разогрева резиновых смесей, склонных к подвулканизации. Рассчитаны оптимальные параметры процесса и оборудования, которые обеспечивали бы получение с необходимой производительностью экструдата с минимальными затратами мощности, при сохранении удовлетворительного качества продукта, оцениваемого с помощью модифицированного критерия Бейли.

8) На основании результатов теоретических и экспериментальных исследований разработана методика проектирования и расчета диссипативных головок к червячным машинам при экструзии резиновых смесей.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

V - скорость течения материала; V, - компоненты вектора скорости; г -

текущий радиус точки среды; - напряжение сдвига; - скорость деформации (скорость сдвига); - эффективная вязкость; - коэффициент консистентности

материала; Цо - коэффициент консистентности материала при температуре То; р -плотность материала; - второй инвариант тензора скорости деформации; п -индекс течения; (2 - расход материала (объемная производительность экструзии); Р - гидростатическое давление; с, - теплоемкость материала; Т - температура материала; - начальная температура материала; - температура материала на входе в зонудеформации; Т\у1 - температура внутреннего цилиндра; Тцгг - температура наружного цилиндра; Ь - температурный коэффициент; X - коэффициент теплопроводности; о^ - коэффициент теплоотдачи сталь-воздух; ат - коэффициент теплоотдачи теплоноситель-сталь; - коэффициент теплоотдачи материал-сталь;

- внутренний радиус кольцевого канала; Я3 - наружный радиус кольцевого канала; 0) - частота вращения наружного цилиндра головки; Ь - длина кольцевого канала; Д - величина зазора кольцевого канала; I - модифицированный критерий Бейли; - функция, отражающая время, необходимое для наступления подвул-канизации при постоянной температуре Г (время начала вулканизации).

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Гончаров Г.М., Ломов А.А., Бадаева Н.В. Создание оптимальных конструкций диссипативных головок к экструдерам для переработки резиновых смесей // Препринты Международной конференции по каучуку и резине. М, 1994, т.З, -с.511-515.

2. Бадаева Н.В., Ломов А.А., Гончаров Г.М. Оптимизация процесса разогрева резиновых смесей при экструзии с использованием диссипативной головки // Международная конференция "Математические методы в химии и химической технологии": тез.докл., Тверь, 1995.

3. Бадаева Н.В., Гончаров Г.М., Сахаев А.И., Ломов А.А. Математическая модель течения резиновой смеси в кольцевом зазоре диссипативной головки экстру-дера // Международная конференция "Математические методы в химии и химической технологии": тез.докл., Тула, 1996.

4. Бадаева Н В., Ломов А.А., Гончаров Г.М. Метод прогнозирования подвулкани-зации резиновой смеси при экструзии через диссипативную головку // Каучук и резина. - 1995, №3. - с.25-27.

5. Бадаева Н.В., Ломов А.А., Моднов СИ., Гончаров Г.М. Теоретический анализ и методы расчета течения полимерных материалов в диссипативных головках экструдерам // Известия вузов. Серия - Химия и химическая технология. -1997, т.40, вып.5,-с.131-133.

6. Винокурова Е.А., Лаврентьев Ю.Б., Бадаева Н.В., Ломов А.А. Метод определения оптимальных технологических и конструктивных параметров сдвиговой головки к экструдеру // Известия вузов. Серия -Химия и химическая технология. - 2000, т.43, вып.4, - с.62-64.

7. Бадаева Н.В,, Ломов А.А., Лаврентьев Ю.Б., Винокурова Е.А. Определение оптимальных параметров конструкции и работы сдвиговой экструзионной головки, обеспечивающих заданную степень подвулканизации материала // Известия вузов. Серия - Химия и химическая технология. - 2001, т.44, вып.5, -с.169-171.

Лицензия ПД 00661 от 30.06.2002 г. Печ.л. 1. Заказ 1479. Тираж 100. Отпечатано в типографии Ярославского государственного технического университета г. Ярославль, ул. Советская, 14 а, тел. 30-56-63.

»1B12A

РНБ Русский фонд

2005-4 1б14б

Введение.

глава 1. современное состояние технологий и оборудования для изготовления длинномерных резинотехнических изделМ методом экструзии.

1.1 Непрерывные методы получения длинномерных вулканизованных изделий из резиновых смесей.

1.1.1 Основные способы непрерывной вулканизации длинномерных резиновых технических изделий.

1.1.2 Способы интенсификации процесса вулканизации.

1.2 Теоретическая и экспериментальная оценка степени вулканизации.

1.2.1 Показатели степени вулканизации резиновых смесей.

1.2.2 Экспериментальная оценка степени вулканизации.

1.2.2.1 Химические методы определения степени вулканизации.

1.2.2.2 Физико-химические методы определения степени вулканизации.

1.2.2.3 Механические (специальные) методы определения степени вулканизации.

1.3 Математическое моделирование сложно-сдвигового течения в кольцевом цилиндрическом канале.

1.4 Оптимизация процесса диссипативного разогрева резиновых смесей при профилировании в сдвиговых головках.

глава 2. математическая модель неизотермического течения аномально-вязкой жидкости в кольцевом канале сдвиговой головки при экструзии.

2.1 Формулировка задачи теоретического исследования.

2.2 Уравнения математической модели.

2.2.1 Математическая модель двумерного течения вязкой жидкости в кольцевом канале диссипативной головки.

2.2.2 Математическая модель теплообмена при течении аномально-вязкой жидкости в сдвиговой головке.

2.2.3 Математическое описание процесса подвулканизации в зоне деформации диссипативной головки.

2.3 Метод и алгоритм решения математической модели.

2.4 Анализ результатов расчета.

2.5 Результаты и выводы по главе.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЭКСТРУЗИИ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ СДВИГОВОЙ ГОЛОВКИ.

3.1 Формулировка задачи экспериментального исследования.

3.2 Исследование процесса неизотермического винтового течения материала в диссипативной головке к экструдеру.

3.2.1 Описание экспериментальной установки.

3.2.1.1 Устройство и принцип действия.

3.2.1.2 Средства измерения и контроля.

3.2.2 Методика проведения эксперимента по определению температуры и энергосиловых характеристик процесса диссип

3.2.3 Результаты экспериментальных исследований.

3.2.3.1 Исследование влияния конструктивных параметров головки на температуру заготовки на выходе из зоны диссипации.

3.2.3.2 Влияние частоты вращения цилиндра диссипативной головки на температуру заготовки.

3.2.3.3 Исследование зависимости энергосиловых характеристик процесса от режимов переработки и геометрических параметров головки.

3.2.4 Оценка сходимости теоретических и экспериментальных данных.

3.2.4.1 Обработка результатов наблюдений и оценка погрешности результатов измерений.

3.2.4.2 Сопоставительный анализ теоретических и экспериментальных результатов.

3.3 Проверка метода оценки степени подвулканизации экструдируе-мых заготовок с помощью модифицированного критерия Бей

3.3.1 Описание экспериментальной установки.

3.3.2 Методика проведения экспериментальных исследований.

3.3.3 Определение вулканизационных характеристик экструдируе-мых заготовок.

3.3.3.1 Обработка полученных кинетических кривых вулканизации.

3.3.3.2 Анализ результатов.

3.4 Результаты и выводы по главе.

ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ МОДЕЛИ В ПРИКЛАДНЫХ РАСЧЕТАХ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ЭКСТРУЗИИ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ.

4.1 Расчет полезной мощности привода вращения цилиндра диссипа-тивной головки.

4.2 Оптимизация процесса диссипативного разогрева резиновых смесей, склонных к подвулканизации.

4.2.1 Постановка задачи оптимизации.

4.2.2 Определение пределов варьированья управляющими параметрами процесса диссипативного разогрева.

4.2.3 Метод расчета оптимальных параметров экструзионного оборудования для получения длинномерных заготовок заданного профиля с использованием диссипативных головок.

4.3 Особенности построения совмещенной характеристики червячной машины с диссипативной головкой.

В последние годы в промышленности переработки полимеров, а также в производстве шин и РТИ большое внимание уделяется интенсификации существующих процессов и производств, при этом все большее внимание уделяется качеству производимых изделий.

В самых различных отраслях народного хозяйства и в быту находят применение длинномерные резинотехнические изделия - трубы, шланги, разнообразные профили. Их изготовление включает в себя несколько технологических этапов: профилирование заготовки из резиновой смеси, последующая вулканизация заготовок, отбор, упаковка и складирование [1-3,5]. При этом вулканизация является наиболее продолжительным и энергоемким процессом. Она включает в себя две стадии: нагрев материала до температуры вулканизации и последующая его выдержка определенное время при этой температуре в вулка-низационной среде. Чтобы сократить время вулканизации, и тем снизить энергозатраты этого этапа, необходимо разогреть заготовку еще при профилировании. Тогда первая стадия вулканизации - индукционный период, период дора-зогрева заготовки, пройдет уже при экструзии резиновой смеси.

Экструзия - непрерывный процесс формования длинномерных изделий, заключающийся в придании материалу требуемой формы в результате продав-ливания его через профилирующий канал. В основном экструзия резиновых смесей осуществляется на специализированных червячных машинах (экструде-рах), без постоянного совершенствования которых, а также дальнейшего изучения этого процесса невозможно решение важнейших научно-технических задач в отраслях экономики, занимающихся переработкой полимеров [4,6-14].

В результате ряда исследований было показано, что одним из наиболее перспективных направлений интенсификации процесса разогрева резиновых смесей при экструзии является их переработка в условиях сложного сдвига, который реализуется в головках к червячным машинам за счет вращения или вибрации элементов головок. Интенсивная сдвиговая деформация, которая осуществляется в кольцевом канале головки, способствует снижению вязкости материала, обеспечивает дополнительную гомогенизацию расплава и его быстрый разогрев.

При этом в области деформации диссипативной головки происходят сложные гидродинамические и термодинамические процессы, влияющие на качество перерабатываемого материала. Среди многочисленных видов брака при экструзии большое место занимает брак по причине неправильного темпера-турно-временного режима переработки: преждевременная вулканизация (под-вулканизация, скорчинг) резиновой смеси еще в период интенсивной ее деформации. Поэтому проводить разогрев надо таким образом, чтобы на выходе из головки экструдера, но не ранее, материал достигал стадии подвулканизации , так как это позволит не только разогреть экструдат, но еще и зафиксировать профиль заготовки и тем исключить ее деформирование при последующем движении по вулканизационной камере.

Чтобы прогнозировать описанные процессы важно знать распределение температуры и скорости в области диссипации, это позволит описать тепловую историю частиц материала и оценить вероятность его подвулканизации по длине и зазору области деформации. А поскольку степень подвулканизации заготовки зависит от особенностей ведения процесса и от параметров перерабатывающих устройств, то решение задачи о влиянии конструктивных параметров оборудования и технологических режимах процесса на ее значение представляется принципиально важным для оценки качества получаемых изделий и при проектировании оборудования данного вида.

В промышленности накоплен большой практический опыт по переработке резиновых смесей. Однако этот опыт недостаточно систематизирован, отсутствуют математические модели, позволяющие вводить эффективное управление технологическими процессами и их оптимизацию, а также прогнозировать поведение резиновых смесей на конкретном производственном оборудовании. До сих пор еще технологические режимы переработки при экструзии выбираются в соответствии с многочисленными и разобщенными экспериментальными данными, на основе таких субъективных факторов, как интуиция и квалификация технического персонала, а не на базе предварительного расчета и теоретического анализа.

В соответствии с выше изложенным особую актуальность приобретает разработка адекватной математической модели, методов расчета и оптимизация процесса экструзии длинномерных резинотехнических изделий с использованием сдвиговых головок для диссипативного разогрева резиновых смесей. Этому и посвящена данная работа.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.

1)На основании анализа литературных и производственных данных показана перспективность применения диссипативных головок при экструзии длинномерных изделий из резиновых смесей. Обоснована актуальность создания метода расчета технологических и конструктивных параметров сдвиговых головок с учетом подвулканизации материала в зоне деформации и оптимизации процесса разогрева резиновых смесей при профилировании.

2) Разработана математическая модель гидродинамики неизотермического винтового напорного течения аномально-вязкой жидкости в кольцевом канале диссипативной головки, позволяющая оценить подвулканизацию перерабатываемого материала. Разработан метод решения полученной системы уравнений, позволивший рассчитать температурные поля и определить тепловую историю индивидуальных частиц материала при деформации в головке экструдера.

3) В результате математического исследования установлено, что величина и распределение температуры материала на выходе из головки определяются параметрами области диссипации: величиной кольцевого зазора и длиной» а также частотой вращения цилиндра головки, оставаясь практически инвариантными к изменению реологических свойств экструдируемого материала. Показано, что температурно-временной режим переработки различен для частиц материала, двигающихся по различным траекториям, что при экструзии резиновых смесей, склонных к подвулканизации, вызывает различную локальную степень подвулканизации материала.

4) Проведена оценка сходимости результатов теоретических расчетов с экспериментальными данными. Показано их удовлетворительное совпадение (для давления 15 %, для температуры 12 %), что позволило использовать разработанную математическую модель в инженерной методике расчета и проектирования диссипативных головок к червячным машинам.

5) Проведенные экспериментальные исследования вулканизационных характеристик экструдируемых заготовок доказали возможность применения метода оценки степени подвулканизации резиновых смесей при экструзии по значению модифицированного критерия Бейли.

6) Установлено, что использование диссипативной головки к экструдеру позволяет значительно сократить время последующей вулканизации заготовки, а именно исключить из процесса вулканизации ее первый период - индукционный, продолжительность которого составляет до 20 % от продолжительности процесса вулканизации.

7) На основе разработанной математической модели сформулирована и решена задача условной оптимизации процесса разогрева резиновых смесей, склонных к подвулканизации. Рассчитаны оптимальные параметров процесса и оборудования, которые обеспечивали бы получение с необходимой производительностью экструдата с минимальными затратами мощности, при сохранении удовлетворительного качества продукта, оцениваемого с помощью модифицированного критерия Бейли.

8) На основании результатов теоретических и экспериментальных исследований разработана методика проектирования и расчета диссипативных головок к червячным машинам при экструзии резиновых смесей.

1. Бекин Н.Г., Шанин Н.П. Оборудование заводов резиновой промышленности. - JL: Химия, 1978. -400 с.

2. Карпов В.Н. Оборудование предприятий резиновой промышленности. М.: Химия, 1988. -386 с.

3. Стелла Г. ЭПДК, полимер специального назначения, с уникальной способностью к переработке //Материалы и технология резинового производства:/ Межд. Конф. По каучуку и резине, Москва, окт. 1984.- Препр. С 25.

4. Бекин Н.Г., Захаров Н.Д., Пеунков Г.К. и др. Оборудование и основы проектирования заводов резиновой промышленности. — JL: Химия, 1985.-504 с.

5. Барсков Д.М. Машины и аппараты резинового производства. М.: Химия, 1979. -288 с.

6. Вострокнутов Е.Г., Новиков М.И., Новиков В.И., Прозоровская Н.В. Переработка каучуков и резиновых смесей. -М.: Химия, 1980. -280 с.

7. Губер Ф.Б., Тамаркин В.Ф., Говша А.Г. Проблемы оптимизации процесса шприцевания в промышленности РТИ. М.: ЦИНТИ химнефте-маш, 1981.-76 с.

8. Скачков А.С., Левин С.Ю. Оборудование предприятий резиновой промышленности. М.: Высшая школа, 1968. -347 с.

9. Прогрессивное экструзионное оборудование. Progresivini vytlacovaci technica // Plasty a kauc. -1999. -№ 4. c.124.

10. Dofosse Matthew Т., Colvin Robert. Improvements are subtle but solid in pipe and profile extrusion units // Mod. Plast. Int. 1998. -28, N 12. - c. 71.1 l.Granulierung mit Extruder // Chem.-Ing.-Techn. -2000. -№ 1-2. c. 55.

11. Лукач Ю.Е. Некоторые тенденции развития экструзионного оборудования для переработки полимеров // Процессы и аппараты производства полимерных материалов, методы и оборудование для переработки их в изделия: Тез. Докл. -Москва, 1986. -с.63-64.

12. Grefenstein A. Reaktive Extrusion und Aufbereitung. -Mtinchen: Hanser, 1996.

13. Торнер P.B. Основные процессы переработки полимеров. -М.: Химия, 1972.-456 с.

14. Ломов А.А. Интенсификация процессов каландрования резиновых смесей посредством использования вибрационных устройств и методы расчета оборудования: Дис. . канд. техн. наук.- Ярославль,- 1982. -230 с.

15. Ломов А.А., Гончаров Г.М., Бекин Н.Г. Исследование влияния вибрационного воздействия на производительность процесса каландрования резиновых смесей. // Химическое и нефтяное машиностроение, 1981, № 7, С. 19-20.

16. Пат.3871810 США, МКИ В29 В 3/012. Extruder and roller-die combination/ Geyer F.

17. Пат.4304539 США, МКИ B29 F 3/012. Extruder with roller die / Haglwara K., Nahagawa K.

18. A.C. 619088 СССР, МКИ B29 D 7/02. Устройство для изготовления листов из полимерных материалов / Зейде А.

19. Пат.4372736 США, МКИ В29 Н 5/2. Adjustable roller head extrusion die / Gooch K.J., Scharer H.R., Winter W.

20. Бернхард Э. Переработка термопластичных материалов. -М.: Химия, 1965.-747 с.

21. Рождественский О.И. и др. Теплофизические и вулканизационные характеристики резиновых смесей и их использование в расчетах режимов вулканизации. Обзор. Сер. Производство резинотехнических и ас-бестотехнических изделий,-М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1972. -81с.

22. Eckenberg D., Folie G. Технологическая линия экструдирования для непрерывного производства резинового профиля // Kautsch. und Gummi. Kustst.-1997.-Bd.50, №2.- S. 132-136.

23. Лукомская А.И., Баденков П.Ф. Кеперша Л.М. Тепловые основы вулканизации резиновых смесей.- М.: Химия, 1972. -358с.

24. Любартович С.А., Генендер М.М., Любашевская В.Г., Гинзбург Л.Р. Виброшприцевание резиновых смесей // Каучук и резина. 1978.- №1.-с. 18-20.

25. Любартович С.А. Методы расчета и конструирование вибрационного оборудования для переработки полимеров: Дисс. докт. техн. наук.-М.: МИХМ, 1992. -571 с.

26. Басов Н.И., Любартович С.А., Любартович В.А. Виброформование полимеров.- Л.: Химия, 1979. -160 с.

27. Kardaschew G.A. u.a. Einwirkung von Ultraschall auf die Verarbritungspro-zesse einiger Polymeres // Plaste und Kautschuk.- 1977.- Bd.24, №1.- S.46-48.

28. Анисик Л. Непрерывный метод вулканизации технических резиновых изделий с нагревом в экструзионной головке за счет сдвиговых напряжений материала //Межд. Конф. по каучуку и резине, Москва, окт. 1984.- Препр. С77.

29. Галлизия А. Головки шприцмашин с регулируемыми характеристиками для различных материалов с различными реологическими свойствами //Материалы и технология резинового производства:/ Межд. Конф. по каучуку и резине, Москва, окт. 1984.- Препр. С17.

30. Попов А.В. и др. Повышение эффективности процессов непрерывного формования и вулканизации длинномерных резиновых изделий.- М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1986. 86 с.

31. Niehus Guenther Н. Экструзионная головка с использованием сдвигового напряжения //Rubber Chemistry Technology.-1984.-N2.- р.300-391.

32. Rudolf К., Breil J., Menges G. Оптимизация экструзии профильных изделий//Ind.-Anz.- 1986.- 108, N62.-p. 14-18.

33. Mosievic J. Течение вязкой жидкости в узкой щели при наличии диссипации энергии //Proc. 5th Conf. Fluid Mach. V.2, Budapesht acad Riado.-1975.- p.705-714.

34. Винокурова E.A., Ломов A.A., Гончаров Г.М. Исследование процесса экструзии резиновой смеси через диссипативную головку// САПР оборудования для переработки полимерных материалов в изделия: Меж-вуз. сб. научн. тр./ЯрПИ.- Ярославль, 1989.- с.15-17.

35. Винокурова Е.А., Ломов А.А., Сахаев А.И., Гончаров Г.М. Исследование и расчет тепловых процессов при экструзии через диссипативную головку// Каучук и резина:- 1992.- №1.- с. 11-13.

36. Говша А.Г., Бастрыкин В.В., Остроухое А.В. Состояние, перспективы применения и развития одночервячных резиноперерабатывающих машин.- М.: ЦИНТИ химнефтемаш, 1986.- 42с.

37. Jonson P.S. Development in extrusion science and technology // Rubber Chemistry and Technology.- 1981. -№56.-p.575-593.

38. Лукомская А.И., Баденков П.Ф. Кеперша Л.М. Расчеты и прогнозирование режимов вулканизации резиновых изделий.- М.: Химия, 1978.280 с.

39. Леонов А.И., Шварц А.И. О температурно-временной зависимости процесса подвулканизации резиновых смесей. Высокомолекулярные соединения, 1972, T.XIV, N3, с.695-699.

40. Лукомская А.И., Евстратов В.Ф. Основы прогнозирования механического поведения каучуков и резин.- М.: Химия, 1975.-360 с.

41. Шварц А.И., Кангаров Г.С. Литьевое формование резиновых технических изделий.- М.: Химия, 1975.- 167 с.

42. Кулезнев В.Н., Шершнев В.А. Химия и физика полимеров.- М.: Высшая школа, 1988.- 312 с.

43. Догадкин Б.А. Химия эластомеров.- М.: Химия, 1972.- 392 с.

44. Тугов И.И., Кострыкина Г.И. Химия и физика полимеров.- М.: Химия, 1989.- 432 с.

45. Резниковский М.М., Лукомская А.И. Механические испытания каучука и резины.- М.: Химия, 1968.- 528 с.

46. Виноградов Г.В., Малкин Ф.Я. Реология полимеров. М.: Химия, 1977.-440 с.

47. Виноградов Г.В., Малкин Ф.Я.//Высокомолекулярные соединения.-1972.-А.- т.14.- N 11.- С2425-2442.

48. Прокунин А.Н., Фридман М.Л., Виноградов Г.В. Винтовое течение неньютоновских полимерных сред //Механика полимеров.-1971.-N3/-с.497-505.

49. Прокунин А.Н. Теоретические и экспериментальные исследования вяз-коупругих эффектов при растяжении и сдвиге полимерных жидкостей: Дисс. . канд. техн. Наук.- М.: ИНХС АН СССР, 1974.- 166с.

50. Фридман М.Л. Технология переработки кристаллических полиолефи-нов.- М.:-Химия, 1977.-398с.

51. Фридман М.Л. Регулирование реологических свойств термопластов и композиций на их основе с целью интенсификации процессов формования: Дисс. докт. тех. наук.- М.: ИНХС АН СССР, 1981.-195с.

52. Файтельсон JI.A., Циприн М.Г. //Механика полимеров. -1968.-N3.-с.515-519.

53. Coleman B.D., Markowitz Н., Noll W.I. Viscometric Flows of New-Newtonian Fluids // Spinger Tracts of Natur. Phylosophy.-N.Y.-London.-1966.-413 p.

54. Coleman B.D., Noll W.I., Helical Flow of General Fluids //J. Appl. Phys.-1959.- v.30, No. 10.- p. 1508-1512.

55. Bruin S. Распределение температуры при течении Куэтта с добавочным градиентом давления и без него //Heat & Mass. Transfer.- 1972.- v. 15.-p.341-349.

56. Поздеев А.А., Шакиров Н.В. Послефильерное разбухание струи //4 Межд. симп. по хим. волокнам.• Калинин, 1986: Препринт докл. ТЗ.-Калинин, 1986.- с.28-33.

57. Бортников В.Г., Кузнецов Е.В., Тябин Н.В. Экструзия полиэтиленовых труб с использованием вращающихся формующих элементов //Переработка пластических масс.- 1967.- N8.- с.48-51.

58. Виноградов Г.В. Исследование в области реологии консистентных смазок: Дисс. .докт. хим. наук.- М.,1950,- 359с.

59. Meuric О., Wakeman R., Chiu Т. Численное моделирование течения вяз-копластичной жидкости в кольцевом зазоре // Can. J. Chem. Eng. -1998.76, №1.- С. 27-40.

60. Янков В.И., Первадчук В.П., Боярченко В.И. Процессы переработки волокнообразующих полимеров (методы расчета).- М., Химия, 1989.-320с.

61. Винокурова Е.А. Метод расчета сдвиговых головок для диссипативно-го разогрева резиновых смесей при экструзии: Дисс. . кан. тех. наук.-Ярославль, 1996.-137с.

62. Седов Л.И. Механика сплошной среды.- М.: Химия, 1970.- 89с.

63. Ломов А.А. Интенсификация процессов экструзии и повышение качества длинномерных заготовок в производстве резинотехнических изделий: Дисс. докт. тех. наук.- Иваново, 2003.-286с.

64. Кафаров В.В. Глебов М.Б. Математическое моделирование основных процессов химических производств. -М.:Высш. школа, 1991. -372 с.

65. Сахаев А.И. Исследование неизотермического процесса каландрова-ния резиновых смесей: Дисс. . канд.тех. наук.- Ярославль, 1973.-168с.

66. Торнер Р.В. Исследование механики экструзии полимеров: Дисс. . док. тех. наук.- М, 1968. -351с.

67. Чиркин B.C. Теплофизические свойства веществ.- М.:-Физматгиз, 1951.- 200с.

68. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. Изд. 9-е, испр, М.: Химия, 1972.-752 с.

69. Астарита Дж. Марручи Дж. Основы гидродинамики неньютоновских жидкостей.-М.: Мир, 1978.-309с.

70. Леонов Е.Г. Исаев В.И. Определение критических чисел Re для течения неньютоновских жидкостей в круглых трубах и кольцевых каналах. Редк. Журнала Изв. Вузов. Сер. Геология и разведка, 1978.-17с.

71. Ryau N.W. Jonson М.М. Transistion from Laminar to Turbulent Flow in Pipes. A.I.Ch.E.Journal, 1959, v5, N4, pp433-435.

72. Бекин Н.Г. Валковые машины для переработки резиновых смесей (основы теории работы). -Ярославль, 1969. -80с.

73. Хан Ч.Д. Реология в процессах переработки полимеров. М.: Химия, 1979.-366 с.

74. Мак-Келви Д.М. Переработка полимеров. -М: Химия, 1965.-442 с.

75. Изотов М.О. Метод расчета двумерного течения аномально-вязкой жидкости между вращающимися цилиндрами и оптимизация процессов листования и разогрева резиновых смесей: Дисс. . кан. техн. на-ук.-Ярославль, 1982.-278с.

76. Гончаров Г.М., Ломов А.А., Бадаева Н.В.Создание оптимальных конструкций диссипативных головок к экструдерам для переработки резиновых смесей.- Москва, 1994,- с.511-515.

77. Бадаева Н.В., Ломов А.А., Гончаров Г.М. Метод прогнозирования подвулканизации резиновой смеси при экструзии через диссипатив-ную головку // Каучук и резина.-1995.-№3.-с.25-27.

78. Бадаева Н.В., Ломов А.А., Моднов С.И., Гончаров Г.М. Теоретический анализ и методы расчета течения полимерных материалов в диссипативных головках к экструдерам // Химия и химическая техноло-гия.-1997.-т40.-вып.5.-с. 131-133.

79. Леонов А.И., Басов Н.И., Казанков Ю.В. Основы переработки реакто-пластов и резин методом литья под давлением,- М.: Химия, 1977.-216 с.

80. Самарский А.А. Теория разностных схем.- М.: Наука, 1983.-616 с.

81. Самарский А.А., Гулин А.В. Численные методы.- М.: Наука, 1989.-429с.

82. Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы.- М.: Наука, 1987.-600с.закончена 2 глава добавить в список 2 главы теплофизические коэфф.

83. Kannalizany R. Проектирование головок для экструзии резины с учетом характера потока. Rubber Chemistry and Technology.-1986.-v.59, N1.-p. 142-154.

84. Niehus Guenther H. Экструзионная головка с использованием сдвигового напряжения Rubber Chemistry and Technology. -1984. N2. -р.ЗОО-391

85. Тадмор 3., Гогос К. Теоретические основы переработки полимеров. -М.: Химия, 1984. -632 с.

86. Иванова В.М., Калинина В.Н., Нешумова JI.A., Решетникова И.О. Математическая статистика. М.: Высшая школа, 1981. - 368 с.

87. ГОСТ 8.207-76 Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений.

88. ГОСТ 12535-84 Смеси резиновые. Метод определения вулканизаци-онных характеристик на вулкаметре.

89. Догадкин Б.А., Донцов А.А., Шершнев В.А. Химия эластомеров. -М.: Химия, 1981.-376 с.

90. Теплофизические и вулканизационные характеристики резиновых смесей и их использование в расчетах режимов вулканизации. Обзор. Сер. Производство резинотехнических и асбестотехнических изделий,-М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1972. -102 с.

91. Винокурова Е.А., Ломов А.А., Сахаев А.И., Гончаров Г.М Исследование и расчет тепловых процессов при экструзии резиновой смеси через диссипативную головку. Каучук и резина, 1992, № 1, с. 11-13.

92. Реклейтис Г., Рейвиндран А., Рэгсдел К. Оптимизация в технике: В 2-х кн.-М.:Мир,1986.

93. Бояринов А.И., Кафаров В.В. Методы оптимизации в химической тех-нологии.-М.: Химия, 1975.-575 с.

94. Ю0.Лукомская А.И., Пороцкий В.Г. Автоматическое управление технологическими процессами в резиновой промышленности. М.: Химия, 1984. -440 с.

95. Губер Ф.Б., Тамаркин В.Ф. Перспективные процессы резиносмешения в производстве РТИ. Темат. обзор. Сер. " Производство шин РТИ и АТИ". М., ЦНИИТЭнефтехим, 1974, с. 25-26.

96. Ю2.Вострокнутов Е.Г., Прозоровская Н.В., Смирнова Н.М. и др. Машины и технология переработки каучуков, полимеров и резиновых смесей. Межвуз. Сб. Ярославль, ЯПИ, 1975, с. 14-33.

97. ЮЗ.Вострокнутов Е.Г., Новиков М.И., Новиков В.И., Прозоровская Н.В. Переработка каучуков и резиновых смесей. -М.: Химия, 1980. -280 с.

98. Koopmans R.J., Molenaar J. The "Sharkshin effect" in polimer extrusion //Polim. Eng. and Sci. 1998. -№ 1. - C. 101-107.

99. Малкин А.Я., Леонов А.И. О критериях неустойчивости режимов сдвиговых деформаций упруго-вязких полимерных систем // Докл. АН СССР. -1963 -т. 143, N2. -с.380-383.

100. Юб.Ногин В.Д. и др. Основы теории оптимизации.-М.: Высшая школа, 1986.-386 с.

101. Ю7.Лесин В.В., Лисовец Ю.П. Основы методов оптимизации.-М.:МАИ, 1995.-344 с.

102. Ю8.Банди Б. Методы оптимизации. Вводный курс. -М.: Радио и связь, 1988.-128 с.

103. Васильков Ю.В., Василькова Н.Н. Компьютерные технологии вычислений в математическом моделировании. -М.: Финансы и статистика, 2001.-256 с.

104. Ю.Моисеев Н.Н., Иванилов Ю.П., Столярова Е.М., Методы оптимизации. М.: Наука, 1978. -352 с.

105. Ш.Сухарев А.Г., Тимохов А.В., Федоров В.В. Курс методов оптимизации. М.: Наука, 1986.-328с.

106. Немытков В.А. Машины и аппараты заводов резиновой промышленности. Ярославль: ЯрПИ, 1983. -84 с.

107. A.C. 1537559 СССР. Экструзионная головка / Е.А.Винокурова, А.А.Ломов, Г.М.Гончаров // Открытия. Изобретения.- 1991.- №16.