автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Моделирование процесса получения волокна из минеральных расплавов способом вертикального раздува воздухом

на правах рукописи

УДК 691.1

ШИРОБОКОВ Константин Петрович

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКНА ИЗ МИНЕРАЛЬНЫХ РАСПЛАВОВ СПОСОБОМ ВЕРТИКАЛЬНОГО РАЗДУВА ВОЗДУХОМ

Специальность 05.02.13 - Машины, агрегаты и процессы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ижевск - 2005

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Б.А. Сентяков

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор В.Н. Диденко

кандидат технических наук, с.н.с. Н.А. Спичкин

Ведущая организация:

ЗАО ИЭМЗ «Купол» (г. Ижевск).

Защита состоится

00

//

2005 года в __часов на

заседании диссертационного совета Д 212.065.03 ГОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет» по адресу: 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ижевского государственного технического университета

Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью организации, просим присылать по указанному адресу.

Автореферат разослан « ^ » ^ ^

2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Турыгин Ю.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современные темпы воздействия машиностроительного производства на природу и человека требуют активизации работ по созданию новых экологически чистых материалов для тепло - звукоизоляции в машиностроении. Наибольший интерес из таких материалов представляет базальтовое волокно, получаемое из природных минералов путем их расплава без использования химических добавок. Спрос на него в настоящее время превышает предложение. Конструктивные элементы машин и агрегатов, изготовленные из композиционных материалов на основе минерального базальтового волокна выдерживающих высокую температуру, широко используются в качестве тепловой и акустической изоляции, в фильтрах и других изделиях технологического оборудования.

Однако, машины и агрегаты для производства таких материалов и изделий из них, далеки от совершенства. Анализ работы действующих предприятий, анализ патентной и технической литературы показали, что процессы получения материалов из базальта изучены слабо, производительность установок для их производства не соответствует энергетическим затратам, качество волокна часто не соответствует техническим условиям и, кроме этого, такие установки сами по себе, производя экологически чистый продукт, являются источником загрязнения окружающей среды.

Наибольший интерес среди известных технологических процессов получения волокна из минеральных расплавов представляет процесс, суть которого заключается в получении вертикально падающей струи расплавленного материала с последующим ее раздувом потоком сжатого воздуха . Этот процесс не требует двойного плавления исходного сырья и может обеспечить получение качественного волокна с высокой производительностью. Внедрение процесса получения штапельных волокнистых материалов способом вертикального раздува воздухом сдерживается отсутствием научно-обоснованных методов определения рациональных режимов технологического процесса, поэтому работы в направлении создания таких методов актуальны.

Цель работы - разработка метода экспериментального определения основных геометрических и физических параметров процесса получения штапельного базальтового волокна способом вертикального раздува воздухом.

Задачи исследований:

- разработать экспериментальную установку для моделирования процесса получения штапельного волокна из минеральных расплавов способом вертикального раздува воздухом с применением легкоплавких моделирующих сред;

- предложить концептуальную модель процесса получения штапельного волокна из минеральных расплавов способом вертикального раздува воздухом и выполнить ее экспериментальную проверку путем моделирования процесса с применением легкоплавких моделирующих сред;

- разработать методику и выполнить экспериментальное определение физических свойств расплавленного моделирующего материала, сил поверхностного трения и аэродинамических сил, действующих на струю расплавленного материала в процессе волокнообразования;

- разработать новые конструкции и определить основные характеристики раз-дувочных головок для моделирования процесса получения штапельного волокна из минеральных расплавов с применением элементов теории подобия и легкоплавких моделирующих сред;

- обосновать возможность практического использования результатов моделирования при назначении параметров процесса получения штапельного волокна способом вертикального раздува воздухом.

Методы исследования. В работе реализованы теоретические и экспериментальные методы исследования. Теоретические исследования выполнены на основе известных законов физики и гидромеханики, теории подобия, методов математического моделирования, аналитических методов с применением средств вычислительной техники, методов математического анализа.

Экспериментальные исследования базируются на использовании специального оборудования для плавления моделирующих материалов, получении струи расплавленного материала и их раздува с образованием штапельных волокон. Использованы известные методики экспериментального определения плотности, вязкости и поверхностного натяжения расплавов моделирующих материалов, действующих на струю сил, давления и скорости потока воздуха с применением аттестованных приборов. Обработка полученных результатов проводились с использованием методов математической статистики средствами вычислительной техники.

На защиту выносятся: 1 .Методика моделирования процесса получения штапельного волокна из минеральных расплавов способом вертикального раздува воздухом с применением легкоплавких моделирующих сред.

2. Результаты исследования раздувочных головок для получения штапельного волокна из легкоплавких моделирующих материалов.

3. Методика определения основных параметров технологического процесса получения штапельного волокна из минеральных расплавов, основанная на результатах моделирования процесса с применением легкоплавких моделирующих материалов на основе теории подобия.

Научная новизна:

- получены экспериментальные данные, характеризующие процесс образования штапельного волокна из минеральных расплавов способом вертикального раздува воздухом и определены основные критерии подобия при моделировании процесса с применением легкоплавких моделирующих материалов;

- получена расчетная зависимость для вычисления среднего диаметра элементарных волокон при получении штапельного волокна из минеральных расплавов способом вертикального раздува воздухом, учитывающая основные геометрические и физические параметры процесса;

- разработана и подтверждена результатами промышленных испытаний новых конструкций раздувочных головок методика экспериментально-

расчетного определения основных геометрических и физических параметров процесса получения штапельного волокна из минеральных расплавов способом вертикального раздува воздухом.

Достоверность результатов подтверждается корректностью разработанных математических моделей, обоснованностью используемых теоретических зависимостей и принятых допущений, использованием известных положений фундаментальных наук, сходимостью теоретических исследований с экспериментальными данными.

Практическая ценность и реализация работы. Разработан и апробирован научно-обоснованный метод экспериментального определения основных геометрических и физических параметров процесса получения штапельного волокна из минеральных расплавов способом вертикального раздува воздухом, реализация которого на стадии проектирования реального промышленного оборудования для производства волокна позволяет сократить сроки и затраты на его внедрение. Практическое использование математической модели процесса волокнообразования позволяет подтвердить возможность образования волокна и вычислить его средний диаметр. Разработаны конструкции раздувочных головок для раздува струи расплавленного материала с образованием штапельного волокна, применение которых обеспечивает получение качественной продукции.

Результаты работы использованы в научно-производственной деятельности ООО «Маркет» (г.Воткинск, Удмуртской республики) и в учебном процессе Боткинского филиала ГОУ ВПО ИЖГТУ.

Апробация. Основные положения диссертационной работы

докладывались:

- на Международной научно-технической конференции «Информационные технологии в инновационных проектах» (г.Ижевск 2003г);

- на Всероссийской научно-практической конференции «Инновации в машиностроении - 2001» (г.Пенза, октябрь 2001 г);

на Региональной научно-технической конференции «Социально-экономические проблемы развития Уральского региона» (г.Чайковский, апрель 2001 г);

- на Научно-методической конференции Боткинского филиала ИжГТУ (г.Ижевск, декабрь 2003 г);

- на научных семинарах кафедры «Технология машиностроения и приборостроения» Боткинского филиала ИжГТУ в 2001-2004 гг.

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 7 печатных работах.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, библиографического списка, включающего 112 наименований. Работа изложена на 140 листах машинописного текста, содержит 27 рисунков, 12 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель и задачи исследования, излагается научная новизна и практическая значимость проведенных теоретических и экспериментальных исследований, формулируются основные положения, выносимые на защиту, приводится структура диссертации.

В первой главе приведен анализ наиболее перспективных способов получения штапельного волокна из минеральных расплавов, методик определения параметров технологического процесса их производства и основные гипотезы волокнообразования.

Проведенный аналитический обзор известных способов получения штапельного волокна из минеральных расплавов выявил существенные преимущества способа вертикального раздува воздухом. По сравнению с дуплексным способом, когда на первой фазе после плавления материала получают первичные нити, а на второй - раздувают высокотемпературным газовым потоком в штапельное волокно, способ вертикального раздувом воздухом не требует повторного плавления материала и поэтому отличается меньшей энергоемкостью. Сложность практической реализации такого способа заключается в отсутствии в настоящее время научно-обоснованной методике определения параметров технологического процесса, которые обеспечивали бы требуемое качество волокна.

Основы теории способа получения штапельного волокна способом вертикального раздувом воздуха, технология производства и характеристики оборудования изложены в работах отечественных и зарубежных ученых: Школьникова Я.А., Тобольского Г.Ф., Джигириса Д.Д., Тимофеева Л.В. Однако, все известные методы определения параметров технологического процесса требуют проведения предварительных испытаний уже изготовленного оборудования и назначения таких параметров опытным путем. На основе выполненного обзора научной, технической и патентной литературы, изучения действующего оборудования для производства штапельного волокна из минеральных расплавов сформулирована цель работы и определены задачи исследования.

Во второй главе представлена концептуальная модель процесса получения волокнистых материалов способом вертикального раздува воздухом из струи расплавленного минерального материала, дана характеристика основных параметров технологического процесса и определенны критерии подобия, необходимые для моделирования процесса с применением легкоплавких моделирующих материалов. Анализируя известные гипотезы получения волокна из минеральных расплавов способом вертикального раздува воздухом, выдвинута и доказана концептуальная модель получения волокнистых материалов, схема, которой представлена на рис.1. Основная идея этой модели состоит в том, что качество получаемого волокна зависит от координаты встречи струи расплавленного материала с сжатым воздухом. При воздействии на струю расплавленного материала потоком воздуха в жидкой фазе об-

разуются мелкие сферообразные элементы, в пластичном состоянии -штапельное волокно, а в твердой - непрерывное волокно.

Рис. 1. Концептуальная модель процесса получения волокнистых материалов вертикальным раздувом воздухом

Основными параметрами процесса, влияющими на его результат, являются:

Геометрические параметры:

1. - диаметр и длина отверстия фильеры, м

2. Г2 И Г] - радиусы среза кольцевого сопла, м

3. Р - угол конуса кольцевого сопла, град Физические параметры:

1. ^оср - средняя скорость потока, м/с

2. ^^ф— средняя скорость истечения материала, м/с

3. гидростатический напор расплавленного материала, м

4. V,.— кинематическая вязкость воздуха, м2/с

5. Ур - кинематическая вязкость материала, м2/с

6. Тр - температура расплавленного материала, (град)

7. - плотность материала, кг/м3

8. Ср- поверхностное натяжение материала, н/м.

Одной из важнейших характеристик штапельного базальтового волокна является средний диаметр элементарных волокон. Для его расчета, обратимся к рассмотренной ранее концептуальной модели. В том случае, когда поток воздуха воздействует на струю расплавленного материала в зоне его пластичного состояния, образуется элементарные штапельные волокна. Механизм их получения можно представить как непрерывно-циклический процесс образования тонкой пленки под действием сил поверхностного трения, разрыва этой пленки по образующим цилиндра на отдельные фрагменты под действием турбулентного потока воздуха и их дальнейшем вытягивании в элементарные

волокна под действием сил поверхностного трения и силы аэродинамического сопротивления.

При проектировании машин и агрегатов для производства базальтового волокна рассматриваемым способом ставится задача определения таких геометрических и энергетических параметров технологического процесса, при которых будет обеспечено получение волокна с заданными показателями качества и, в первую очередь - имеющего требуемый средний диаметр элементарных волокон.

Струя расплавленного базальта истекает из специального насадка с внутренним диаметром проходного сечения dф расположенного в нижней части плавильной печи в атмосферу под действием гидростатического давления со средней скоростью По мере удаления от среза насадка скорость истечения под действием силы тяжести увеличивается, а диаметр струи в соответствие с уравнением неразрывности потока уменьшается.

В реальных машинах, для получения базальтового волокна рассматриваемым способом, сопло раздува располагается на расстоянии нескольких десятков миллиметров от среза насадка, из которого истекает расплавленный материал, поэтому допустимо предположить, что увеличение скорости происходит в соответствие с законом свободного падения тел.

Для расчета среднего диаметра элементарных волокон, необходимо знать диаметр струи dH в зоне ее взаимодействия с потоком воздуха. В данном случае диаметр струи определяется из эксперимента и описывается уравнением:

(1и - 0,006г

(1)

Далее рассмотрим уравнение неразрывности потока для сечений 2 и 3, рис.2. Отклонением направления движения волокон от оси потока воздуха пренебрегаем вследствие его малости:

р^т!.1 ¡^р^У.т!/ И + р.и.Б. (2)

где dB - средний диаметр элементарных волокон, м; z - количество элементарных волокон в сечении 3; Уф - средняя скорость движения элементарных волокон, м/с; SB - площадь сечения сопла раздува, м2; ре и р„ - соответственно, плотность базальта и воздуха, кг/м3.

Скорость движения элементарных волокон V не может превышать среднюю скорость потока воздуха Ц, на срезе сопла раздува. Представим ее выражением:

где К - коэффициент, зависящий от геометрической формы сопла раздува и условий образования элементарных волокон, в первую очередь от сил, необходимых для разрыва сплошной струи расплавленного материала на элементарные волокна.

Рис.2. Расчетная схема для определения среднего диаметра элементарных штапельных волокон из базальтового волокна

Подставив в выражение (2) значение V], из выражения (3), получена формула для расчета среднего диаметра волокон:

где Ф - - безразмерный параметр процесса, равный максимальному количеству элементарных волокон, которые могут образоваться непосредственно после раздува расплавленной струи материала. Экспериментально определено, что Ф = 30... 165.

Параметр Ф определен из формулы (4) после натурного моделирования процесса получения базальтового волокна с применением легкоплавких материалов (сахара), при скорости истечения расплавленного сахара в пределах от 0,04 до 0,12 м/с через насадок диаметром 4 мм, получено штапельное волокно средним диаметром от 6 мкм до 22 мкм. На рис.3 представлен график зависимости среднего диаметра волокна от скорости потока воздуха, истекающего из раздувочной головки.

Представленная выше методика расчета среднего диаметра элементарных штапельных волокон при получении волокна из минеральных расплавов апробирована и на реальной установке для производства базальтового волокна. Расхождение результатов расчета среднего диаметра волокон от их

реальных значений не превышает 22 процентов, что учитывая сложность технологического процесса можно считать удовлетворительным.

25

0 100 200 300

Скорость потока воздуха 1!о, м/с

Рис.3. Зависимость среднего диаметра волокна от скорости потока воздуха

Качество базальтового волокна, получаемого по рассматриваемой схеме, зависит от качества исходного сырья, температуры расплава, от которой зависят вязкость и поверхностное натяжение расплава, от размеров филь-ерного питателя, через который происходит вытягивание струи и от параметров потока воздуха, истекающего из сопла раздува. Определение рациональных параметров технологического процесса, возможно с меньшими затратами, после его моделирования с использованием легкоплавких материалов. Изучение процесса производства минеральной ваты на легкоплавких органических веществах облегчает постановку экспериментов и позволяет, пользуясь принципом подобия, изучить основные закономерности рассматриваемого процесса.

При моделировании процесса взаимодействия струи расплавленного материала с потоком сжатого воздуха необходимо учитывать следующие критерии подобия:

1. Критерий Рейнольдса для потока воздуха: Яег = и^рВ/у, где В =(г2 - г,) собР - ширина кольцевого зазора, м;

2. Критерий Рейнольдса для струи расплавленного материала: Яер = Уфёф

3. Критерий Фру да: Рг= Уф г1% с1ф

где g=9,8 м/с2 - ускорение свободного падения;

4. Критерий Вебера: \¥е= Уф2 с1ф/(а[/рр).

В третьей главе приведены результаты моделирования процесса получения штапельного волокна способом вертикального раздува воздухом. Схема экспериментальной установки для моделирования процесса получения

базальтового волокна способом вертикального раздува воздухом с применением легкоплавких моделирующих материалов представлена на рис.4.

Рис. 4. Общий вид экспериментальной установки

Установка представляет собой стальной сосуд объемом 250 мл, вокруг наружной цилиндрической поверхности, которого, размещен электрический нагревательный элемент мощностью 1,5 кВт. В нижней части сосуда закреплено кольцевое сходящееся сопло с аксиальным каналом - фильерой, через который поступает из сосуда расплавленный материал. К соплу подводится сжатый воздух, давление которого контролируется образцовым манометром. Температура расплавленного материала контролируется с помощью термопары и показывающего прибора. Влияние основных параметров на процесс волокнообразования при производстве базальтового волокна изучалось на расплаве сахара, с последующей проверкой основных выводов на минеральных расплавах. Его плотность, вязкость, поверхностное натяжение были определены экспериментально. Результаты представлены на рис. 5.

В результате экспериментов установлено, что при изменении свойств расплава сахара (в частности его вязкости и поверхностного натяжения) имеет много общего с расплавом базальта.

Качество штапельного волокна во многом зависит от конструкции раздувочной головки, поэтому на первом этапе моделирования выполнено исследование раздувочной головки, схема двух вариантов которого представлена на рис.6. В первой серии опытов определялась зависимость давления в

центральном канале сопла, через которое будет истекать струя расплавленного материала, от величины давления воздуха на входе в разду-вочную головку и от конструкции головки.

Т/Ггш. Т/Тпл.

Рис.5. Вязкость расплавленного сахара и поверхностное натяжение в зависимости от температуры

Во второй серии опытов определялось распределение скорости потока воздуха в зоне его взаимодействия со струей расплава. Схема экспериментальной установки представлена на рис.7. При этом с помощью вертикально расположенной трубки Пито (игла диаметром 0.8 мм) сообщенной с измерителем давления определялся скоростной напор Рв в различных сечениях потока. Результаты представлены на рис.8.

Рис 6. Конструкция кольцевых сопл раздувочной головки

Рис.7. Экспериментальная установка для определения параметров потока воздуха в зоне его взаимодействия со струей расплавленного материала

Результаты экспериментов позволяют сделать вывод, что наилучшим конструктивным решением является конструкция первого сопла, выходная часть которого выполнено заподлицо, поэтому экспериментальная проверка получения волокна будет произведена на этой конструкции.

Рис. 8. Распределение скорости потока воздуха на выходе из сопла раздувочной головки и разрежение в центральном канале в зависимости от

давления Ро

В работах Тобольского Г.Ф., Школьникова Я.А. и Тимофеева Л.В., доказано, что процесс образования волокна существенно зависит от сил действующих со стороны потока воздуха действующий на струю расплавленного материала. Получены данные, характеризующие зависимость этих сил от давления воздуха, конструкции сопла, диаметра нити, размеров капли, длинны нити. Схема экспериментальной установки и результаты экспериментов представлены на рис.9,10.

Рис.9. Экспериментальная установка для определения сил, действующих на струю расплавленного материала

Рис.10. Зависимость силы поверхностного трения и аэродинамической силы от давления воздуха

Сравнивая величину силы поверхностного трения и аэродинамической силы действующей на каплю с силой для вытяжки штапельного волокна определенной по формуле Тобольского Г Ф., установлено, что для данной экспериментальной установки условие достаточности силы для вытяжки штапельного волокна Бт>Р, Р,>Р выполняется, результаты представлены на рис.11.

Рис. 11. Зависимость силы поверхностного трения, силы аэродинамического сопротивления и силы вытяжки Р штапельного волокна от диаметра нити

Для подтверждении этого, используя раздувочную головку конструкция которой выполнена заподлицо, при температуре расплава сахара 165°С, получено штапельное сахарное волокно средним диаметром 7 мкм. При этом определены критерии подобия для этого процесса.

На втором этапе моделирования выполнено исследование регулируемой раздувочной головки, схема которой представлена на рис.12

Давление воздуха Ро, кПа

Рис 12. Регулируемая раздувочная головка и зависимость разрежения в центральном канале от давления воздуха Ро

Для этой головки были изготовлены комплекты сменных частей, позволяющие изменять размеры кольцевого зазора и координату встречи потока воздуха со струей расплавленного материала. На всех экземплярах головки были апробированы несколько режимов работы, в результате чего выявлено, что конструкция раздувочной головки, которая имеет на выходе цилиндрический участок, обеспечила лучшее разрежение в центральном канале. На данной конструкции при температуре расплавленного сахара 175°С получено штапельное сахарное волокно средним диаметром 10 мкм.

На третьем этапе моделирования выполнено исследование раздувочной головки эжекционного типа, схема представлена на рис.13. На данной конструкции проведены эксперименты, результаты которых представлены на рис.14.

Моделирование процесса получения базальтового волокна способом вертикального раздува воздухом также изучалось с использованием расплавленного полиэтилентерефталата. Для этого была разработана экспериментальная установка, схема которой представлена на рис.15. Конструкция раз-дувочных головок представлена на рис.16. Результаты эксперименты представлены на рис. 17.

Рис.13. Раздувочная головка эжекционного типа и зависимость разрежения в центральном канале от давления воздуха Ро

Рис. 14. Общий вид процесса волокнообразования (а) и элементарные волокна сахара при минимальных (б) и максимальных (в) значениях критериев подобия

Рис.15. Схема экспериментальной установки для моделирования процесса получения базальтового волокна с применением расплавленного поли-этилентерефталата (а) и ее общий вид (б)

Рис.16. Конструкция раздувочных головок: а - с организацией пульсирующего потока, б - с дифузором

Рис. 17. Результаты проведенных экспериментов: а - влияние закрутки потока на разрежение в центральном канале, б - штапельное полиэтилентерефталат-ное волокно (на переднем плане видна проволока диаметром 0,15 мм)

В четвертой главе приведена методика определения параметров процесса получения штапельного волокна из минеральных расплавов способом вертикального раздува воздухом, основанная на результатах моделирования процесса с применением легкоплавких моделирующих материалов. Даны рекомендации по расчету и проектированию раздувочных головок для раздува струи расплавленного материала в волокно.

В результате моделирования процесса волокнообразования с применением легкоплавких материалов были определены предельные значения критериев подобия, результаты которых приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Предельные значения критериев подобия, при которых еще возможно __получения волокна.__

Критерии подобия ЯегМ Л М Кег Р]М

Минимальное значение 2429,06 0,013 0,058 0,066

Среднее 5055,2 0,034 0,164 0,224

Максимальное значение 7681,36 0,086 0,413 0,940

Приравняв критерии подобия для базальтового и моделирующего материала, получена система уравнений, ограничивающая основные параметры процесса:

Решив систему (5), (6), (7) получено условие, при которых гарантированно получение волокна:

Решив уравнения (8), (9), (10) получена область допустимых значений параметров процесса, при которых гарантированно получение волокна (рис.18).

<Зт,п СТтах а

Рис.17. Область допустимых значений параметров процесса

Для управления технологическим процессом предложено скорость истечения расплава регулировать изменением уровня расплава в ванной печи Диаметр фильеры dф следует задавать на стадии проектирования в пределах от 2 до 11 мм Вязкость расплава определяется по методике разработанной Калиниковым В Т, и Макаровым В Н , в зависимости от химического состава исходного сырья

Результаты работы были апробированы на действующей промышленной установке по производству базальтового волокна способом вертикального раздува воздухом Результаты эксперимента представлены на рис 19

б)

а)

Рис 19 Результаты эксперимента на действующей промышленной установке по производству базальтового волокна способом вертикального раздувом воздухом а - раздувочная головка в действии, б - штапельное базальтовое волокно (средним диаметром 6 мкм)

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В работе приведено научное обоснование процесса получения штапельного волокна из минеральных расплавов способом вертикального раздувом воздуха и получены следующие результаты:

1. Разработана и изготовлена экспериментальная установка для моделирования процесса получения штапельного волокна из минеральных расплавов способом вертикального раздува воздухом, с применением легкоплавких моделирующих сред.

2. Экспериментально подтверждена концептуальная модель получения волокнистых материалов: при воздействии на струю расплавленного материала потоком воздуха в жидкой фазе образуются мелкие сферообразные элементы, в пластичном состоянии - штапельное волокно, а в твердой - непрерывное волокно.

3. Предложен и апробирован новый метод экспериментального определения основных геометрических и физических параметров процесса получения штапельного волокна из минеральных расплавов вертикальным раздувом воздухом.

4. Разработаны новые конструкции раздувочных головок, для раздува струи расплавленного материала в штапельное волокно, обеспечивающие получение достаточного разрежения на их оси и достаточных сил поверхностного трения, необходимых для получения штапельного волокна.

Основные выводы по работе:

1. При проверке условия достаточности сил, действующих на струю расплавленного материала в процессе образования штапельного волокна необходимо учитывать силу аэродинамического сопротивления, действующую на сферообразные утолщения, образование которых подтверждено экспериментально.

2. Для увеличения разрежения на оси раздувочных головок, используемых для раздува расплавленного материала в штапельное волокно, необходимо увеличить скорость потока воздуха, например, приближением сечения головки к сечению сопла Лаваля, а в нижней части предусмотреть цилиндрический участок длинной не менее 1,5 диаметра сопла.

3. При назначении параметров процесса получения волокна предложенным методом достаточно выполнить условие равенства критериев Рейнольдса, Фруда и Вебера при использовании легкоплавкой моделирующей среды и реального минерального материала.

Результаты работы используются в учебном процессе подготовки специалистов в Боткинском филиале ГОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет». Результаты работы использованы в ООО «Мар-кет» (г.Воткинск, Удмуртской респ.) при проектировании камеры раздува в опытно - промышленной установке для получения штапельного базальтового волокна с ожидаемым экономическим эффектом 48 тысяч рублей в год.

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНЫ В ПУБЛИКАЦИЯХ:

1. Широбоков К.П., Тимофеев Л.В., Сентяков Б.А. Исследование пневматического сопла для получения базальтового волокна вертикальным раздувом струи расплава // Информационные технологии в инновационных проектах: Тр. IV Междунар. научн.-технич. конф. (Ижевск, 29-30 мая 2003 г.) - В 4 ч. - ч.З.- Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2003.- с.

2. Сентяков Б.А., Тимофеев Л.В., Широбоков К.П. Экспериментальное исследование процесса получения базальтового волокна раздувом расплавленной струи потоком воздуха // Наука. Экономика. Образование: Сб. тр. науч.-метод. конф. Вотк. фил. ИжГТУ.- Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2003.-е. 160-164.

3. Широбоков К.П., Тимофеев Л.В., Сентяков Б.А. Определение критериев подобия при моделировании процесса производства базальтового волокна // Теория. Эксперимент. Практика: Сб. тр. науч.-метод. конф. Вотк. фил. Иж-ГТУ.- Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2004.-е. 104-109.

4. Широбоков К.П., Сентяков Б.А., Попов С.Н.. Вывод условия устойчивости первичной нити при производстве базальтового волокна. //Инновации в машиностроении - 2001: Сборник статей Всероссийской научно-практической конференции. ч1. - Пенза, 2001. - с. 11-14.

5. Широбоков К.П. Определение режимов технологического процесса при расчете среднего диаметра штапельного волокна // Наука. Экономика. Образование: Сб. тр. науч.-метод. конф. Вотк. фил. ИжГТУ.- Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2005.

6. Тимофеев Л.В., Сентяков Б.А., Широбоков К.П. Расчет критического вылета первичной базальтовой нити // Социально-экономические проблемы развития региона: Сб. трудов регион научн.-практ. Конф. / Под ред. И.Н.Ефимова.- Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2001.- с.ЗО 1-304.

7. Сентяков К.Б., Попов С.Н., Широбоков К.П.,. Система измерения диаметра первичной нити базальтового волокна. // Научные и методические проблемы подготовки конкурентоспособных специалистов. Труды научно-методической конференции, посвященной 50-летию ИжГТУ. Воткинск: Издательство Боткинского филиала ИжГТУ, 2002. - с.93-97.

D5.Dt~0S.C6

Ж <" -

19 МЛй 2005

Подписано к печати 21 04.05. Формат 60x84/16. Бумага писчая. Усл.печ л. 1.0. Тираж 100 экз.

Отпечатано в Боткинском филиале ИжГТУ. 427430, г.Воткинск, ул. Мира 1а

Основные условные обозначения.

Введение.

Глава 1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ВОЛОКНА ИЗ МИНЕРАЛЬНЫХ РАСПЛАВОВ И МЕТОДОВ НАЗНАЧЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА.

1.1. Способы получения базальтового волокна.

1.2. Обзор гипотез волокнообразования.

1.3. Машины и агрегаты для производства базальтового волокна способом вертикального раздува воздухом.

1.4. Методы назначения параметров технологического процесса при получении волокна из минеральных расплавов.

1.5. Цель и задачи исследования.

Глава 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ БАЗАЛЬТОВОГО ВОЛОКНА СПОСОБОМ ВЕРТИКАЛЬНОГО РАЗДУВА ВОЗДУХОМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЛЕГКОПЛАВКИХ МОДЕЛИРУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ.

2.1. Критерии подобия при моделировании процесса получения штапельного волокна способом вертикального раздува воздухом.

2.2. Концептуальная модель получения волокнистых материалов способом вертикального раздува воздухом.

2.3. Параметры технологического процесса получения штапельного волокна способом вертикального раздува воздухом.

2.4. Определение режимов технологического процесса при расчете среднего диаметра штапельного волокна.

Выводы.

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ШТАПЕЛЬНОГО БАЗАЛЬТОВОГО ВОЛОКНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЛЕГКОПЛАВКИХ

МОДЕЛИРУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ.

3.1. Экспериментальная установка для моделирования процесса получения базальтового волокна с использованием легкоплавких моделирующих материалов.

3.2. Методика экспериментального определения свойств расплавленного моделирующего материала.

3.3. Исследование раздувочной головки для получения штапельного волокна способом вертикального раздува воздухом.

3.4. Определение силы, действующих на струю расплавленного материала.

3.5. Исследование регулируемой раздувочной головки.

3.6. Исследование раздувочной головки эжекционного типа.

3.7. Моделирование процесса получения базальтового волокна способом вертикального раздува воздухом с использованием расплавленного полиэтилентерефталата.

3.7.1 Экспериментальная установка для получения штапельного волокна при плавлении полиэтилентерефталата в среде газообразного азота.

3.7.2. Исследование раздувочной головки для раздува струи расплавленного полиэтилентерефталата.

3.7.3. Проверка возможности использования в качестве моделирующего материала расплавленный полиэтилентерефталат.

Выводы.

Глава 4. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ШТАПЕЛЬНОГО ВОЛОКНА ИЗ МИНЕРАЛЬНЫХ

РАСПЛАВОВ.

4.1. Вывод условия возможности использования, результатов моделирования при работе реальных устройств.

4.2. Использование результатов моделирования при назначении параметров технологического процесса.

4.3. Устройство измерения диаметра струи расплавленного материала при производстве базальтового волокна способом вертикального раздува воздухом.

4.4. Проверка достоверности результатов исследования.

Современные темпы воздействия машиностроительного производства на природу и человека требуют активизации работ по созданию новых экологически чистых материалов для тепло — звукоизоляции в машиностроении. Наибольший интерес из таких материалов представляет базальтовое волокно, получаемое из природных минералов путем их расплава без использования химических добавок. Спрос на него в настоящее время превышает предложение. Конструктивные элементы машин и агрегатов, изготовленные из композиционных материалов на основе минерального базальтового волокна, выдерживающих высокую температуру, широко используются в качестве тепловой и акустической изоляции, в фильтрах и других изделиях технологического оборудования.

Однако машины и агрегаты для производства таких материалов и изделий из них далеки от совершенства. Анализ работы действующих предприятий, анализ патентной и технической литературы показал, что процессы получения материалов из базальта изучены слабо, производительность установок для их производства не соответствует энергетическим затратам, качество волокна часто не соответствует техническим условиям и, кроме того, такие установки сами по себе, производя экологически чистый продукт, являются источником загрязнения окружающей среды.

Наибольший интерес среди известных технологических процессов получения волокна из минеральных расплавов представляет процесс, суть которого заключается в получении вертикально падающей струи расплавленного материала с последующим ее раздувом потоком сжатого воздуха . Этот процесс не требует двойного плавления исходного сырья и может обеспечить получение качественного волокна с высокой производительностью. Внедрение процесса получения штапельных волокнистых материалов способом вертикального раздува воздухом сдерживается отсутствием научно обоснованных методов определения рациональных режимов технологического процесса поэтому, работы в направлении создания таких методов актуальны.

Целью работы является разработка метода экспериментального определения основных геометрических и физических параметров процесса получения штапельного базальтового волокна способом вертикального раздува воздухом.

Достижение поставленной цели обеспечено решением следующих задач:

- разработкой экспериментальной установки для моделирования процесса получения штапельного волокна из минеральных расплавов способом вертикального раздува воздухом с применением легкоплавких моделирующих сред;

- предложением концептуальной модели процесса получения штапельного волокна из минеральных расплавов способом вертикального раздува воздухом и выполнением ее экспериментальной проверки путем моделирования процесса с применением легкоплавких моделирующих сред;

- разработкой методики и выполнением экспериментальных определений физических свойств расплавленного моделирующего материала, сил поверхностного трения и аэродинамических сил, действующих на струю расплавленного материала в процессе волокнообразования;

- разработкой новых конструкций и определения основных характеристик раздувочных головок для моделирования процесса получения штапельного волокна из минеральных расплавов с применением элементов теории подобия и легкоплавких моделирующих сред;

- обоснованностью возможности практического использования результатов моделирования при назначении параметров процесса получения штапельного волокна способом вертикального раздува воздухом;

На защиту выносятся методика моделирования процесса получения штапельного волокна из минеральных расплавов способом вертикального раздува воздухом с применением легкоплавких моделирующих сред, результаты экспериментального исследования раздувочных головок для получения штапельного волокна из легкоплавких моделирующих материалов, методика определения основных параметров технологического процесса получения штапельного волокна из минеральных расплавов, основанная на результатах моделирования процесса с применением легкоплавких моделирующих материалов на основе теории подобия.

Научная новизна диссертационной работы состоит в том, что в ходе выполнения теоретических и экспериментальных исследований лично автором: получены экспериментальные данные, характеризующие основные параметры и критерии подобия процесса образования штапельного волокна из минеральных расплавов способом вертикального раздува воздухом с применением легкоплавких моделирующих материалов;

- получена расчетная зависимость для вычисления среднего диаметра элементарных волокон при получении штапельного волокна из минеральных расплавов способом вертикального раздува воздухом, учитывающая основные геометрические и физические параметры процесса;

- разработана и подтверждена результатами промышленных испытаний новых конструкций раздувочных головок методика экспериментально-расчетного определения основных геометрических и физических параметров процесса получения штапельного волокна из минеральных расплавов способом вертикального раздува воздухом.

Практическая ценность и реализация работы состоит в том, что разработан и апробирован научно-обоснованный метод экспериментального определения основных геометрических и физических параметров процесса получения штапельного волокна из минеральных расплавов способом вертикального раздува воздухом реализация которого, на стадии проектирования реального промышленного оборудования для производства волокна, позволяет сократить сроки и затраты на его внедрение. Разработаны конструкции раздувочных головок для раздува струи расплавленного материала с образованием штапельного волокна, применение которых обеспечивает получение качественной продукции.

Результаты работы использованы в научно-производственной деятельности ООО «Маркет» (г.Воткинск, Удмуртской республики) и в учебном процессе Боткинского филиала ГОУ ВПО «Ижевского технического университета».

Основные положения диссертационной работы докладывались:

- на Международной научно-технической конференции «Информационные технологии в инновационных проектах» (г.Ижевск 2003г);

- на Всероссийской научно-практической конференции «Инновации в машиностроении-2001» (г.Пенза, октябрь 2001 г); на Региональной научно-технической конференции «Социально-экономические проблемы развития Уральского региона» (г.Чайковский, апрель 2001 г);

- на Научно-методической конференции Боткинского филиала ИжГТУ (г.Ижевск, декабрь 2003 г);

- на научных семинарах кафедры «Технология машиностроения и приборостроения» Боткинского филиала ИжГТУ в 2001-2004 гг.

Результаты работы опубликованы в семи сборниках научных публикаций. Работа состоит из четырех глав, в которых представлен анализ состояния вопроса, поставлены цели и задачи исследований, приведены результаты экспериментальных исследований, а также основные результаты внедрения. Объем работы — 133 страниц машинописного текста, 65 рисунков, 6 таблиц, 72 наименований использованных источников литературы.

В первой главе диссертации приведен анализ наиболее перспективных способов получения штапельного волокна из минеральных расплавов, подтверждающие преимущества получения штапельного базальтового волокна способом вертикального раздува воздухом. Представлена методика определения параметров технологического процесса их производства и основные гипотезы волокнообразования. Рассмотрены существующие методы назначения параметров технологического процесса при получении волокна из минеральных расплавов, в результате которых установлено, что все известные методы определения параметров технологического процесса требуют проведения предварительных испытаний уже изготовленного оборудования и назначения таких параметров опытным путем, со значительными затратами по освоению технологии. Поэтому, на основании вышеизложенного автор считает, что наиболее целесообразным и с меньшими затратным может явиться способ определения рациональных параметров технологического процесса получения штапельного волокна из минеральных расплавов, который основан на моделировании процесса с применением легкоплавких моделирующих сред в лабораторных условиях. На основе выполненного обзора научной, технической и патентной литературы, изучения действующего оборудования для производства штапельного волокна из минеральных расплавов сформулирована цель работы и определены задачи исследования.

Во второй главе диссертации представлена концептуальная модель процесса получения волокнистых материалов способом вертикального раздува воздухом из струи расплавленного минерального материала, рассмотрены методы моделирования при определении рациональных параметров технологического процесса. Представлены критерии подобия, которые необходимо учитывать при моделировании процесса взаимодействия струи расплавленного материала с потоком воздуха, дана характеристика основных параметров технологического процесса, необходимых для моделирования процесса с применением легкоплавких моделирующих материалов.

В третьей главе диссертации представлены результаты моделирования процесса получения штапельного волокна способом вертикального раздува воздухом. Представлено описание экспериментальной установки для моделирования процесса получения базальтового волокна способом вертикального раздува воздухом с применением легкоплавких моделирующих материалов. Даны результаты исследований раздувочных головок, представлена методика определения сил поверхностного трения действующих на струю расплавленного материала и силу аэродинамического сопротивления, действующую на сфероподобные утолщения, образование которых подтверждению экспериментально. Приведены результаты моделирования процесса получения базальтового волокна способом вертикального раздува воздухом с использованием в качестве моделирующего материала расплавленный полиэтилентерефталат.

В четвертой главе диссертации приведена методика определения параметров процесса получения штапельного волокна из минеральных расплавов способом вертикального раздува воздухом, основанная на результатах моделирования процесса с применением легкоплавких моделирующих материалов. Даны рекомендации по расчету и проектированию раздувочных головок для раздува струи расплавленного материала в штапельное в волокно.

В заключении изложены основные результаты диссертационной работы, представляющие научную и практическую ценность.

8. Результаты работы используются в учебном процессе подготовки специалистов в Боткинском филиале ГОУ ВПО «Ижевского государственного технического университета». Результаты работы использованы в ООО «Маркет» (г.Воткинск, Удмуртской Республики) при проектировании камеры раздува в опытно - промышленной установке для получения штапельного базальтового волокна с ожидаемым экономическим эффектом 48 тысяч рублей в год.

включений

2.3. Параметры технологического процесса получения штапельного волокна способом вертикального раздува воздухом

Процесс волокнообразования начинается в момент соударения струи расплавленного материала с потоком сжатого воздуха, истекающего из раздувочной головки, и заканчивается за пределами дутьевой головки в камере волокноосаждения.

Схема процесса получения штапельного волокна способом раздува струи расплавленного базальта потоком сжатого воздуха, истекающего из раздувочной головки, представлена на рис. 2.3 [41]. р7]

I! V

Рис.2.3. Схема процесса получения элементарных волокон способом раздува струи расплавленного базальта потоком воздуха

Основными показателями качества базальтового волокна являются диаметр и длина элементарных волокон, а также количество сопутствующих процессу неволокнистых включений - частиц расплавленного базальта, которые имеют существенно, отличные от волокон геометрические размеры и форму.

Основными параметрами процесса, влияющими на его результат, являются геометрические параметры, характеризующие конструкцию элементов установки и физические параметры процесса: Геометрические параметры:

1. с!ф и 1ф - диаметр и длина фильеры, м;

2. г2 и Г[ — радиусы среза раздувочной головки, м;

3. р — угол конуса раздувочной головки, град. Физические параметры:

1- и0ср -средняя скорость потока воздуха на выходе из раздувочной головки, м/с;

2. Уф - средняя скорость истечения расплавленного материала на срезе фильеры, м/с;

3. Н - гидростатический напор расплавленного материала, м;

4. Уг - кинематическая вязкость воздуха, м2/с;

5. Ур - кинематическая вязкость расплавленного материала, м2/с;

6. ар - поверхностное натяжение расплавленного материала, н/м;

7. рр - плотность расплавленного материала , кг/м3.

2.4. Определение режимов технологического процесса при расчете среднего диаметра штапельного волокна.

Основным показателем качества штапельного базальтового волокна является средний диаметр элементарных волокон [59]. Для расчета среднего диаметра элементарных штапельных волокон, которые образуются при производстве базальтового волокна способом вертикального раздува воздухом обратимся к рассмотренной ранее концептуальной модели рассматриваемого процесса взаимодействия струи расплавленного материала с потоком сжатого воздуха, истекающего из коаксиально распложенного сходящегося кольцевого сопла. В том случае, когда поток воздуха воздействует на струю расплавленного материала в зоне его пластического состояния, образуются элементарные штапельные волокна. Механизм их получения можно представить как непрерывно-циклический процесс образования тонкой пленки под действием сил поверхностного трения, разрыва этой пленки по образующим цилиндра на отдельные фрагменты под действием турбулентного потока воздуха и их дальнейшего вытягивания в элементарные волокна под действием сил поверхностного трения и силы аэродинамического сопротивления.

При проектировании промышленного оборудования для производства базальтового волокна рассматриваемым способом ставится задача определения таких геометрических и энергетических параметров технологического процесса, при которых будет обеспечено получения волокна с заданными показателями качества и, в первую очередь - имеющего требуемый средний диаметр элементарных волокон.

Расчетная схема для определения среднего диаметра элементарных волокон при получении волокна рассматриваемым способом показана на рис.2.4. Струя расплавленного базальта истекает из специального насадка с внутренним диаметром проходного сечения с!ф, расположенного в нижней части плавильной

Рис.2.4. Расчетная схема для определения среднего диаметра элементарных штапельных волокон из базальтового волокна печи в атмосферу под действием гидростатического давления со средней скоростью Уф. По мере удаления от среза насадка скорость истечения под действием силы тяжести увеличивается, а диаметр струи в соответствие с уравнением неразрывности потока уменьшается.

В реальных машинах, для получения базальтового волокна рассматриваемым способом, раздувочная головка располагается на расстоянии нескольких десятков миллиметров от среза насадка, из которого истекает расплавленный материал [49,60], поэтому допустимо предположить, что увеличение скорости происходит в соответствие с законом свободного падения тел.

Для расчета среднего диаметра элементарных волокон, необходимо знать диаметр струи с!н в зоне ее взаимодействия с потоком воздуха. В данном случае диаметр струи определяется из эксперимента [46] и описывается уравнением:

-0,00б# * (2Л) нф где Нс — расстояние от среза фильеры до зоны взаимодействия ее с потоком воздуха.

Далее рассмотрим уравнение неразрывности потока для сечений 2 и 3 (рис.2.4). Отклонением направления движения волокон от оси потока воздуха пренебрегаем вследствие его малости:

Q}=Ql+Q2 > (2-2) где СЬ, СЬ, СЬ- расходы реальной среды в сечениях 1, 2, 3 (рис.2.4).

Скорость движения элементарных волокон Ув, которую необходимо знать для вычисления расхода СЬ, не может превышать среднюю скорость потока воздуха иоср на срезе раздувочной головки. Представим ее выражением:

К = , (2.3) где Ки - коэффициент, зависящий от геометрической формы сопла раздува и условий образования элементарных волокон, в первую очередь от сил, необходимых для разрыва сплошной струи расплавленного материала на элементарные волокна.

Подставив в выражение (2.2) значение Ув из выражения (2.3), получена формула для расчета среднего диаметра волокон: в = <2 ¡^оср ~ / лр5Ф)°'5 , (2.4) где Ф - пКи — безразмерный параметр процесса, равный максимальному количеству элементарных волокон, которые могут образоваться непосредственно после раздува расплавленной струи материала. Экспериментально определено, что Ф = 30. 165.

Параметр Ф определен из формулы (2.4) после натурного моделирования процесса получения базальтового волокна с применением легкоплавких материалов (сахара), при скорости истечения расплавленного сахара в пределах от 0,04 до 0,12 м/с через насадок диаметром 4 мм, получено штапельное волокно средним диаметром от 6 до 22 мкм. На рис.2.5 представлен график зависимости среднего диаметра волокна от скорости потока воздуха, истекающего из раздувочной головки. о 100 200 300

Скорость потока воздуха ио, м/с

Рис.2.5. Зависимость среднего диаметра волокна от скорости потока воздуха

Представленная выше методика расчета среднего диаметра элементарных штапельных волокон при получении волокна из минеральных расплавов апробирована и на реальной установке для производства базальтового волокна. Расхождение результатов расчета среднего диаметра волокон от их реальных значений не превышает 22 процентов, что учитывая сложность технологического процесса можно считать удовлетворительным.

1. Тобольский Г.Ф. Минеральная вата и изделия из нее. Теория и технология производства. - Челябинск: Южно - Уральское книжное изд - во, 1968. -238с.

2. Борухсон Ю.Я. Разработки итальянской фирмы "Текинт" в области минераловатного производства / Технологические процессы и оборудование в минераловатном производстве. Сб. научных трудов. М.: ВНИПИТеплопроект, 1989. - с. 58 - 69.

3. Школьников Я.А., Полик Б.М., Кочаров Э.Р и Нигин Э.Р. Стеклянное штапельное волокно / Под ред. Я.А. Школьникова. М.: Химия, 1969.- 269 с.

4. A.C. 1004278 СССР, МКИ С 03 В 37\00, С 03 В 1\00. Способ получения минеральной ваты / И.К. Энно, В.Я. Гилод, А.Т. Шумилин (СССР). Опубл. 15.03.83, Бюл. №10.

5. A.C. 1761430 СССР, МКИ С 03В 37\025. Способ производства супертонкого волокна из расплавов с повышенной температурой плавления \ П.П. Полевой и Р.П. Полевой (СССР). Опубл. 07.09.90, Бюлл. №33.

6. A.C. 631466 СССР, МКИ С 03В 37\04. Способ изготовления минеральной ваты из силикатного расплава \ Г.Ф. Тобольский, (СССР). Опубл. 05.11.78, Бюлл. №41.

7. A.C. №752274 СССР, МКИ С 03В 37\06. Способ получения минерального волокна\ К.Э. Горяйнов, (СССР). Опубл. 15.08.81, Бюлл. №30.

8. Д.Д. Джигирис, М.Ф. Махова, «Основы производства базальтовых волокон и изделий», М., Теплоэнергетик, 2002, 411с.

9. Сборник трудов, «Промышленная тепловая изоляция», М., ВНИПИТеплопроект, 1985, 124с.

10. Доклады 3 всероссийской научно-практической конференции 3-6 июня 2003 года, «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», М., Химмаш, 2003, 80с.

11. Я.А. Школьников, Б.А. Полин «Стеклянное и штапельное волокно», М., 1969, 268с.

12. Т.М. Бабарина, В.А. Рябов, A.A. Устенко, «Строительное стеклянное волокно. Труды совещания в координации научно-исследовательских работ в области производства теплоизоляционных и аккустических материалов, М., Госстройиздат, 1958.

13. В.А. Рабинович, З.Я. Хавин, «Краткий химический справочник», Ленинград, Химия, 1978,391с.

14. А. А. Устенко. Исследование механизма образования волокна в производстве минеральной и стеклянной ваты.- "Строительные материалы", 1963, № 9.

15. Махова М.Ф.,Бочарова И.Н. Стеклянные волокна из горных пород// Стекло и керамика.-1989.-N9.- с.27-28.

16. Асланова М.С. Стеклянные волокна.- М.: Химия, 1979.-256 с.

17. Эйтель В.П. Физическая химия силикатов. -М.: ИИЛ, 1962.- 342 с.

18. A. de Dani and Jellyman M. A., A. study of a glass-fibre forming process by means of high-speed cine and flach photography, jorn. Sos. Glass Technology, v. 41,N201, 1957.

19. В. С. Софронов, В. M. Попов. К методике расчета многокомпонентных шихт для производства минеральной ваты,- В кн.: Труды ХИИТа, вып. 73. Харьков, "Транспорт", 1964.

20. В. С. Софронов. К вопросу выбора оптимальных параметров волокнообразования.- В кн.: Научные труды ХИИТа, вып. 54. Харьков, "Транспорт", 1962.

21. А. И. Жилин. Минеральная вата. М., Промстройиздат, 1953.

22. Н. А. Сперантов и А. В. Тысский. Шлаковая вата. М,. Промстройиздат, 1953.

23. Г. А. Лагунов. Искусственное минеральное волокно (минеральная вата). М.,1. Промстройиздат, 1944.

24. К. Э. Горяйнов. Технология минеральной ваты и изделий из нее. М., Госстройиздат, 1958.

25. Я. А. Школьников. Рациональная технология выработки стеклянноговолокна способом раздува.- "Стекло и керамика", 1958, № 9.

26. Э. Н. Сулейменов, М. М. Гольдман, Р. Л. Шустер, Е. И. Магнасов, Л. П. Нии В. Д. Пономарев. Изучение процесса волокнообразования минеральной ваты методом скоростной киносъемки.- В кн.: Известия АН Каз. ССР, вып. 3, сер. техн. и хим. наук, 1964.

27. В. С. Розовский, Н. И. Склизков и Л. М. Шмидт. Технология изготовленияминераловатных изделий повышенной жесткости,- "Строительные материалы", 1965, №2.

28. К. М. Бурханова. Влияние высокотемпературного энергоносителя накачество минерального волокна.- "Строительные материалы". 1966, № 1.

29. Т. П. Федорова. Исследование процесса волокнообразования припародутьевом и центробежно-дутьевом способах получения минеральной ваты.- В кн.: Сб. трудов РОСНИИМСа, № 23. М., Госстройиздат, 1962.

30. Т. П. Федорова. Влияние некоторых технологических факторов на качествоминеральной ваты,- В кн.: Сб. трудов ВНИСТРОМа, № 1 (29). М.,1. Стройиздат, 1964.

31. В. А. Китайцев. Технология теплоизоляционных материалов. М.,1. Стройиздат, 1964.

32. В.А. Бородин, Ю.Ф.Дитякин, JI.A. Клячко, В.И. Ягодкин, «Распыливаниежидкостей», М., «Машиностроение», 1967, 262с.

33. Х. Кухлинг «Справочник по физике», М., «МИР», 1982, 491с.

34. Сентяков Б.А., Тимофеев JI.B., Шайхразиев Ф.Ф. Базальтовое волокно. Технология и оборудование для производства изделий из базальтового волокна. Справочное пособие: патентная и научно-техническая информация, опыт производства Ижевск: ИжГТУ, 1995.- 48 с.

35. Львовский E.H. Статистические методы построения эмпирических формул. -М., Высшая школа, 1988.-238с

36. Барабащук В.И. и др. Планирование эксперимента в технике/ Под ред. Б.П.Креденцера.- Киев: Техшка, 1984.- 200 с.

37. Сентяков Б.А., Тимофеев Л.В., Шайхразиев Ф.Ф. Опыт производства изделий из базальтового волокна // Автоматизация и современные технологии. 1996, N7.

38. Широбоков К.П., Сентяков Б.А., Попов С.Н. Вывод условия устойчивостипервичной нити при производстве базальтового волокна. //Инновации в машиностроении — 2001: Сборник статей Всероссийской научно-практической конференции. ч1. Пенза, 2001. - с. 11-14.

39. Широбоков К.П. Определение режимов технологического процесса при расчете среднего диаметра штапельного волокна // Наука. Экономика. Образование: Сб. тр. науч.-метод. конф. Вотк. фил. ИжГТУ.- Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2005.

40. Эйтель В.П. Физическая химия силикатов. -М.: ИИЛ, 1962.- 342 с.

41. A.A. Устенко, «Исследование механизма образования волокна при производстве минеральной и стеклянной ваты дутьевым способом», Автореферат канд. Дисс, М., 1960, 17с.

42. В. С. Розовский. Исследование фильерно-вертикально-дутьевого способапереработки расплава при производстве минеральной ваты и изделий из нее на синтетическом связующем. Автореферат диссертации. М., ВНИИНСМ, 1965.

43. Карахиниди Н.Г. Исследование влияния технологических факторов напроцесс формования и свойства микроволокна.- Автореферат канд. дисс.-М.:МХТИ, 1973.

44. Волосов С.С., Педь Е.И. Приборы для автоматического контроля вмашиностроении.- М.¡Издательство стандартов, 1974.- 235 с.

45. Папков С.П. Теоретические основы производства химических волокон.1. М.: Химия, 1990.-272 с.

46. Ентов В.М., Кестенбойм Х.С. К механике формования волокон// Механика жидкости и газа, N5, 1987, с.26-35

47. Борисов Л.П., Гужас Д.Р. Звукоизоляция в машиностроении. М.: Машиностроение, 1990.- 256 с.

48. Джигирис Д.Д. и др. Теплоизоляционные плиты на основе базальтового волокна// Строительные материалы, 1973, N12.

49. Горяйнов К.Э., Дубенецкий К.Н., и др. Технология минеральных теплоизоляционных материалов и легких бетонов. М.: Стройиздат, 1976. 536 с.

50. ТУ 95.2348-92 «Холсты из микро-, ультра-, супертонких истеклокристаллических стеклянных штапельных волокон из горных пород». М.: Министерство Российской Федерации по атомной энергии, 1992.

51. RU 95102508 6С03В 37/06. Способ получения супертонких базальтовых волокон /Н.В. Угренев, Т.И. Войнаровская. Опубл. 20.12.96.

52. Kalinnikov V.T., Makarov V.N. Mathematical description of some properties of basait composition melts. Apatity. print. KSC RAS, 1998. - 105 p.

53. Каминер A.A., Яхно O.M. Гидромеханика в инженерной практике. К.: Техника, 1987.- 175 с.

54. А.С. 1049443 СССР, МКИ С 03В 37/06. Способ формирования минеральных волокон / А.С.Денисов, М.Г.Звонарев В.П.Кондратьев (СССР). Опубл. 23.10.83. Бюлл. N39.

55. А.С. 597651 СССР, МКИ С 03В 37/02. Устройство для получения штапельного волокна / Е.С.Воронин и Э.Р.Нигин (СССР). Опубл. 15.03.78, Бюлл. N10.

56. Гнип И.Я. Исследование остаточных деформаций при сжатии минераловатных плит повышенной жесткости. Сб. трудов.-Вильнюс: ВНИИТеплоизоляции, 1985.-е. 127-131.

57. Субочев И.Г. Исследование и технологическая разработка получения огнеупорных волокон из расплавов и теплоизоляционных изделий на их основе. Автореферат канд.дисс.-Л.:УкрНИИОгнеупоров, 1981.

58. Патент РФ N2101237, МКИ С 03В 37/06, В 28В 1/52.Установка для получения холста из базальтового волокна / Л.В.Тимофеев, Б.А.Сентяков, Ф.Ф.Шайхразиев, О.М.Лашкин. Опубл. 10.01.98, Бюлл. N1.

59. Папков С.П. Теоритические основы производства химических волокон. — М."Химия, 1990.-272 с.

60. Негодин Д.А., Чирков A.B. Компьютер как измерительный прибор в опытах по механике //Тр. Эл. заочной конф. «Молодые ученые первые шаги третьего тысячелетия» (2000; Ижевск).- Ижевск, 2000. - С. 63-65.

61. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. М.: Наука, 1969. — 675 с.

62. Тимофеев JI.B., Сентяков Б.А., Тарасов В.Г. Технология производства новых теплоизоляционных материалов // Труды ИжГТУ, Ижевск, 1996.