автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Разработка технологии и оборудования для непрерывного процесса получения высоковязких клеевых композиций

На правахрукописи

ЕФРЕМОВ Олег Владимирович

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОВЯЗКИХ КЛЕЕВЫХ КОМПОЗИЦИЙ

Специальность 05.02.13 - Машины, агрегаты и процессы (химическая промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тамбов 2004

Работа выполнена в Тамбовском государственном техническом университете на кафедре «Переработка полимеров и упаковочное производство».

Научный руководитель: кандидат технических наук, профессор

Клинков Алексей Степанович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Скуратов Владимир Кириллович, доктор технических наук, доцент Дмитриев Вячеслав Михайлович

Ведущая организация: ОАО «НИИРТмаш», г. Тамбов

Защита диссертации состоится « » июНЛ 2004 г. в ^ч 30 мин на заседании диссертационного совета Д 212.260.02 Тамбовского государственного технического университета по адресу: г. Тамбов, ул. Ленинградская, 1, ауд. 60.

Отзывы в двух экземплярах, скрепленные гербовой печатью, просим направлять по адресу:

392000, г. Тамбов, ул. Советская, 106, ТГТУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «

24

2004 г.

»

Ученый секретарь диссертационного совета, доцент

В.М. Нечаев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Переход от периодических к непрерывным процессам получения высоковязких клеевых композиций позволит устранить многие из недостатков периодических процессов и обеспечить высокий уровень механизации и автоматизации, уменьшить нестабильность физико-механических показателей получаемых смесей в разных партиях, снизить пожаро- и взрывоопасиость производства, уменьшить металло- и энергоемкость, повысить экологическую чистоту производств.

В химической промышленности среди разнообразных конструкций машин для осуществления процесса смешения особое место занимают двухшнековые смесители непрерывного действия. Однако их проектирование в настоящее время требует выполнения большого объема трудоемких и дорогостоящих экспериментальных и конструкторских работ на модельных и промышленных образцах.

Несмотря на большое количество работ, посвященных изучению и описанию течения перерабатываемых материалов в каналах рабочих органов дзухшиекозых смесителей непрерывного действия, до настоящего времени не создано надежных инженерных методик для расчета их основных конструктивных и технологических параметров.

Вместе с тем, эффективные методы моделирования процессов смешения высоковязких полимерных композиций в смесителях непрерывного действия позволили бы существенно снизить время и затраты, необходимые для проектирования такого оборудования.

Соответственно существующим сейчас теоретическим работам и методикам инженерного расчета, посвященным описанному вопросу, присущи следующие основные недостатки:

— в большинстве работ исследуется течение полимерных материалов в винтовых каналах шнеков, тогда как все большее распространение приобретает так называемый блочно-модульный способ конструирования, в соответствии с которым рабочие органы смесителей компонуются из различных (не только шнековых) насадок;

- в существующих методиках и программах для расчета смесительного оборудования не рассматриваются вопросы оптимальной компоновки рабочих органов и оптимизации геометрических параметров проектируемых смесителей.

* Автор выражает глубокую благодарность д-ру техн. наук, профессору Беляеву Павлу Серафимовичу за научные консультации в области тепломассообмена. ______

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ| ,

БИБЛИОТЕКА I 1

В связи с этим проведенные в настоящей работе исследования по созданию математической модели непрерывного процесса получения высоковязких клеевых композиций и разработке инженерной методики и программного обеспечения для расчета и конструирования двухшне-ковых смесителей непрерывного действия имеют актуальное научное и практическое значение.

Работа выполнялась в соответствии с научно-технической программой Минобразования РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» (код 201. Производственные технологии), 2001 - 2002 гг.

Цель работы. Диссертационная работа посвящена разработке непрерывного процесса и конструкции оборудования для получения высоковязких клеевых композиций. В соответствии с этим в данной работе решались следующие задачи:

- анализ современного состояния и направлений развития непрерывных процессов и конструкций смесительного оборудования для приготовления высоковязких полимерных композиций;

- изучение физической картины, процесса течения перерабатываемых материалов в каналах рабочих органов;

- разработка математической модели процесса течения неньютоновских жидкостей в каналах шнеков, оснащенных различными смесительными насадками и вращающихся в одну сторону;

- разработка экспериментальной установки для исследования процесса смешения высоковязких полимерных композиций в зонах с различной геометрией рабочих органов;

- разработка методики инженерного расчета основных технологических и конструктивных параметров двухшнековых смесителей непрерывного действия для получения высоковязких клеевых композиций;

- создание программного обеспечения, позволяющего автоматизировать расчет смесительного оборудования и определять минимальную длину рабочих органов, обеспечивающую требуемое качество смешения.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- создана математическая модель процесса смешения высоковязких клеевых композиций в двухшнековых смесителях непрерывного действия, позволяющая рассчитывать производительность смесителя и динамику коэффициента неоднородности для зон с кулачковыми насадками заданной конфигурации и минимальную длину рабочих органов, обеспечивающую требуемое качество смешения;

- разработана экспериментальная установка, позволяющая определять реологические свойства перерабатываемых полимерных материалов, динамику коэффициента неоднородности и мощность, затрачиваемую на смешение, в зонах с различной конфигурацией смесительных кулачковых насадок;

Практическая ценность. Разработаны методика инженерного расчета и рекомендации по компоновке рабочих органов вновь разрабатываемых и модернизации существующих двухшнековых смесителей непрерывного действия для получения резинового клея, рабочие органы которых оснащены смесительными кулачками заданного типа. Методика позволяет уменьшить длину рабочих органов существующих смесителей до 17 % при условии обеспечения заданного качества смешения.

Предложенная в работе математическая модель может быть также использована и для исследовании процессов смешения и диспергирования промышленных резиновых смесей различных шифров.

Создано программное обеспечение, позволяющее автоматизировать процесс расчета основных технологических и конструктивных параметров двухшнековых смесителей непрерывного действия и обрабатывать экспериментальные данные на стадии реологических исследований, а также проводить экспресс-анализ качества смешения.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены на межреспубликанских и международных научных конференциях «Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений» (Казань, 1998, 2001 гг.), V Международной научной конференции «Методы кибернетики химико-технологических процессов» (Казань, 1999 г.), региональной научно-технической конференции «Проблемы химии и химической технологии Центрально-Черноземного региона РФ» (Липецк, 1997 г.), областной научно-технической конференции «Экология-98 (Инженерное и информационное обеспечение экологической безопасности в Тамбовской области)» (Тамбов, 1999 г.), 7-й региональной научной конференции «Проблемы химии и химической технологии» (Тамбов, 1999 г.), научно-технической конференции «Материалы и изделия га них под воздействием различных видов энергии» (Москва, 2000 г.), III, IV и V научных конференциях, проведенных в Тамбовском государственном техническом университете в 1996 - 2000 гг., Международной научно-практической конференции «Проблемы экологии и ресурсосбережения при переработке и восстановлении изношенных шин» (Москва, 2001 г.), 4-Й Международной теплофизической школе (Тамбов, 2001 г.), Международной научно-технической конференции «Системные проблемы

качества, математического моделирования и информационных технологий» (Сочи, 2001 г.), XV Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (Тамбов, 2002 г.), Международной конференции «Системные проблемы качества, математического моделирования, информационных, электронных и лазерных технологий» (Воронеж-Сочи, 2002 г.), 8-й Международной научно-технической конференции «Наукоемкие химические технологии-2002» (Уфа, 2002 г.), 4-й Российской научно-технической конференции «Авиакосмические технологии «АКТ-2003» (Воронеж, 2003 г.) и VII Всероссийской научно-технической конференции «Повышение эффективности средств обработки информации на базе математического моделирования» (Тамбов, 2004 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 1 монография и 24 статьи и тезиса докладов; кроме того, получены 1 патент и 1 свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, основных выводов и результатов, списка использованных источников, включающего 127 наименований, и 2 приложений. Основная часть диссертации изложена на 122 страницах машинописного текста. Работа содержит 50 рисунков и 3 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулированы цель и задачи работы, обоснованы ее актуальность и научная новизна, изложены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе приведен анализ современных методов получения ВЫСОКОБЛЗКИХ полимерных композиций, указывающий на преимущества процессов, осуществляемых по непрерывной технологии на базе модульного принципа конструирования рабочих органов смесительного оборудования.

Рассмотрены характерные черты физической картины описываемых процессов.

Исследованы основные задачи, возникающие при моделировании процессов смешения и способы их решения, а также принципы создания модельных установок, необходимых для этого.

Отмечено, что из-за сложной картины потоков перерабатываемого материала в пространстве смешения до сих пор не создано надежных и универсальных инженерных методик расчета смесительного оборудования непрерывного действия для получения высоковязких полимерных композиций.

С практической точки зрения целесообразно создание программного обеспечения для персональных компьютеров, позволяющего автоматизировать проектно-конструкторские работы по созданию двухш-нековых смесителей непрерывного действия (включая автоматизацию обработки экспериментальных данных на стадии реологических исследований), в связи с чем проведен анализ существующего программного обеспечения для этих целей.

Первая глава завершается формулировкой задач исследования.

Вторая глава посвящена математическому моделированию течения неньютоновскмх жидкостей в различных зонах смесителей, а также минимизации длины рабочих органов двухшнековых смесителей непрерывного действия.

Поставлена задача: для получения высоковязких клеевых композиций с заданным качеством смешения на оборудовании, удовлетворяющем условию минимальной длины рабочих органов, создать математический аппарат для моделирования непрерывного процесса клее-приготовления и оборудование для их реализации.

Поставленная задача решалась следующим образом: принимались уравнения, описывающие отдельные составляющие процесса смешения. Затем на основании обобщения уравнений созданы модель и инженерная методика для расчета основных параметров двухшнековых смесителей непрерывного действия.

Объемный поток материала в рабочих органах смесителя рассматривался как сумма двух составляющих: одномерного продольного потока в направлении оси смесителя (этот поток создается напорными винтовыми насадками) и двумерного поперечного потока, который создается смесительными кулачковыми насадками.

Для определения скорости потока в продольном направлении, определяющей время пребывания материала в различных зонах смесителя, разработана методика, заключающаяся в следующем.

Рабочие органы рассматриваемого оборудования отличаются от традиционных тем, что часть винтовой нарезки заменена смесительными кулачками. В результате появляется дополнительное гидравлическое сопротивление, которое вызывает уменьшение производительности.

Для определения коэффициента этого уменьшения была проведена серия экспериментов и обобщены данные, полученные другими исследователями. В результате была получена эмпирическая формула зависимости коэффициента от перепада давления по длине смесительной части рабочих органов (1), рассчитываемого по методике, применяющейся для расчета формующих головок.

Производительность двухшнекового смесителя рассчитывали по формуле Шенкеля:

"1 В

Ш

|(ш)

я Яф-Я)-у

2 ' 2

СОБф

В итоге получено выражение для скорости продольного потока:

(2)

Для описания движения материала в поперечном сечении кулачковых зон были использованы следующие соотношения: -уравнение неразрывности

13, .1 Эий -—(гог)+-—^- = 0; г дг г 9©

(4)

— проекции уравнения движения (уравнение Навье-Стокса) на соответствующие оси координат:

Сделаем допущение, что скорость сдвига в зазоре

X

Рис 1 К выводу граничных условий движения материала в поперечном сечении рабочих органов смесителя

После подстановки (8) в (7), а (7) в (4) - (6) и интегрирования по частям был произведен переход к обобщенному решению, удовлетворяющему системе интегрально-дифференциальных уравнений, которая решалась методом конечных элементов (МКЭ) по стандаргной процедуре. В результате было получено поле скоростей и с учетом этого поля определена динамика границ раздела между областями с различной концентрацией и динамика поля концентраций.

При определении граничных условий (рис. 1) на внутренних стенках материального цилиндра использовали классическое условие прилипания, т.е. скорость среды принималась равной 0, а на поверхностях вращающихся смесительных элементов - равной скорости движения точек поверхностей элементов с учетом условия проскальзывания.

Так как основная черта физической картины исследуемого процесса - растворение в условиях деформации сдвига, то математическая модель была дополнена уравнением диффузии, которое в двухмерном случае имеет вид:

Состояния системы рассматривались через небольшие промежутки времени, поэтому можно допустить, что на каждом временном шаге

величина имеющая физический смысл скорости изменения кон-

(9)

центрации, является константой. Уравнение (9) на каждом временном шаге также решалось методом конечных элементов.

Для практического использования подобного способа расчета динамического изменения концентрации в различных точках поперечного сечения смесителя необходимо задать начальное распределение компонентов (начальные условия). Здесь был использован статистический метод при задании поля концентраций в начальный момент времени. Заданные таким образом начальные и граничные условия на каждом временном шаге являются исходными для решения системы уравнений на следующем временном шаге.

С учетом особенностей созданной математической модели для оценки качества смешения был использован коэффициент неоднородности смеси:

Таким образом, разработанная математическая модель позволяет, исходя из знания начальных реологических характеристик перерабатываемых материалов, геометрической конфигурации рабочих органов смесителей и законов их движения во времени, рассчитывать в любой момент времени состояние элементарных областей смеси. Соответственно, можно прогнозировать ход процесса, определяя необходимые условия переработки и качество смешения.

В третьей главе описаны методика проведения экспериментов, результаты экспериментальных исследовании и математический аппарат, использованный при их обработке и анализе.

С целью выявления закономерностей течения перерабатываемых материалов в каналах рабочих органов рассматриваемых смесителей были разработаны экспериментальная установка (рис. 2) и методики проведения экспериментов, позволяющие осуществить проверку адекватности разработанной математической модели.

Зависимости крутящего момента на выходных валах смесительной камеры от угловой скорости вращения рабочих органов использовались для определения мощности, затрачиваемой на процесс смешения, и реологических характеристик перерабатываемых материалов, для чего была проведена корреляция данных, полугенных при экспериментах на пластографе Брабендера и на ротационном вискозиметре «Реотест-2».

В смесительной камере 2 устанавливались сменные кулачковые смесительные насадки четырех видов (рис. 3).

(10)

Рис. 2 Схема экспериментальной установки для исследования процессов смешения высоковязких клеевых композиций: I - модельная приставка (/ - редуктор-раздвоитель; 2 - прозрачная смесительная камера со сменными смесительными элементами); II - фотометр ФПЧ (3 — головка фотометрическая; 4 — блок питания и управления); III — измерительный комплекс для определения Vc в реальном времени (5 - лазер

газовый ЛГ-75-1; 6 - диафрагма; 7 - зеркало с наружным напылением; 8 - светонепроницаемый кожух; 9 - линза рассеивающая; 10- персональный компьютер; // - АЦП); /2-пластограф Брабендера; 13 - самописец; ¡4- дополнительный тахометр-генератор; 15 - электродвигатель;

а)

г)

б) в) Рис 3 Виды кулачков, использовавшихся в экспериментах: а - эллиптические; б - эксцентриковые; в - треугольные; г - зубчатые Для проверки адекватности математической модели была разработана методика измерения коэффициента неоднородности смеси в режиме реального времени (рис. 2). Для регистрации и записи сигналов, снимаемых с блока питания и управления 4, были созданы программы управления платой расширения АЦП НВЛ-08 / /, установленной в персональном компьютере 10.

Для определения коэффициента неоднородности слабо прозрачных и непрозрачных композиций разработана методика экспресс-анализа качества, заключающаяся в том, что пробы перерабатываемой композиции на разных стадиях смешения помещались в плоскую прозрачную кассету, которая, в свою очередь, помещалась в сканер, подключенный к персональному компьютеру. Для обработки отсканированных изображений проб композиции была написана программа Composite Express, оценивающая различия в цвете, которые нивелируются по мере достижения гомогенности смеси.

Динамика коэффициента неоднородности определялась для растворов натурального каучука в нефрасе С2-80/120 с концентрациями 20, 50 и 80 %. Сравнение результатов, полученных при расчетах по разработанной математической модели, и данных экспериментов показало, что они хорошо коррелируются между собой, так как расхождение между ними не превышает 10 процентов. В качестве примера приведены зависимости Vc от i для композиции концентрацией 50 % (рис. 4).

В четвертой главе описаны инженерная методика расчета основных конструктивных параметров двухшнековых смесителей непрерыв-

к

О 300 600 900 1200

С

Рис 4 Динамика коэффициента неоднородности смеси Усдля раствора натурального каучука в нефрасе С2-80/120 концентрацией 50 %: 1, 2,3, 4 — зоны эллигпических, эксцентриковых, треугольных и зубчатых кулачков соответственно (------- расчет,-- эксперимент)

ного действия для приготовления высоковязких клеевых композиций и реализующее ее программное обеспечение.

Разработанное программное обеспечение (ПО) обладает следующими возможностями:

- автоматизация обработки экспериментальных данных на стадии реологических исследований на разработанной экспериментальной модельной установке, а также на ротационном вискозиметре «Реотест-2» и капиллярном вискозиметре ИИРТ-М;

- моделирование продольного и поперечного потоков перерабатываемых материалов в рабочих органах смесителя;

- расчет основных технологических и конструктивных параметров и минимизация длины рабочих органов двухшнековых смесителей непрерывного действия при условии обеспечения заданного качества смешения.

Разработанный пакет ПО состоит из трех программ: Анализатор-Самописец (для регистрации и обработки сигналов, снимаемых с платы АЦП), Composite Express (для обработки данных при экспресс-анализе коэффициента неоднородности слабо прозрачных и непрозрачных композиций) и MixerCAD. На последнюю программу было получено свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ «Система автоматизированного проектирования двухшнековых смесителей непрерывного действия MixerCAD» № 2001611816.

Созданное программное обеспечение позволяет анализировать процессы смешения различных полимерных материалов в зонах с различной конфигурацией смесительных насадок.

Приведен пример минимизации по разработанной методике длины рабочих органов двухшнекового смесителя типа СН-100 с диаметром рабочих органов 0,1 м для приготовления резинового клея. Чертеж компоновки рабочих органов смесителя до модернизации приведен на рис. 5. При этом длина зоны с зубчатыми насадками была увеличена с 0,720 м до 0,840 м; длина зоны с эксцентриковыми кулачками была уменьшена с 0,460 м до 0,310 м, а зоны с эллиптическими насадками -с 0,560 м до 0,240 м. В целом длина рабочих органов была уменьшена с 2,44 до 2,09 м, т.е. на 14 %, что позволило снизить металлоемкость машины при обеспечении заданного качества смешения.

Экспериментальные исследования, проведенные на лабораторном смесителе СН-40 с рабочими органами, рассчитанными по разработанной методике, подтвердили ее адекватность.

Разработанная методика позволяет сократить время обработки экспериментальных данных и проектирования двухшнековых смеси-

Рис 5 Компоновка рабочих органов до модернизации

телеи непрерывного действия с оптимальной компоновкой и минимальной длиной рабочих органов и, соответственно, минимальными габаритами всей машины. Кроме того, разработанные методики и программное обеспечение могут быть также применены и для расчета двухшнековых смесителей непрерывного действия для получения промышленных резиновых смесей различных шифров. При модернизации существующего оборудования снижение металлоемкости составляет до 17 % за счет оптимальной компоновки и определения оптимального соотношения длин зон с различной конфигурацией смесительных кулачковых насадок.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1 Разработана математическая модель непрерывного процесса смешения высоковязких клеевых композиций в двухшнековых смесителях непрерывного действия, позволяющая определять производительность машины и изменение во времени коэффициента неоднородности в зонах с различной конфигурацией смесительных элементов.

2 Создана экспериментальная установка для определения реологических свойств исследуемых композиций, динамики коэффициента неоднородности и мощности, расходуемой на процесс смешения в зонах с различной конфигурацией рабочих органов при заданном режиме смещения.

3 По разработанным методикам экспериментально определены реологические свойства растворов НК в нефрасе С2-80/120 (индекс течения и коэффициент консистептности), динамика коэффициента неод-

нородности смеси в режиме реального времени и в режиме экспресс-анализа и мощность, затрачиваемая на процесс смешения.

4 На основе теоретических и экспериментальных исследований разработана методика инженерного расчета основных конструктивных и технологических параметров двухшнековых смесителей непрерывного действия с учетом минимизации длины рабочих органов при обеспечении заданного качества смешения.

5 Разработаны алгоритмы и программное обеспечение для персональных компьютеров для автоматизации расчетов при проектировании (включая автоматизацию обработки экспериментальных данных на стадии реологических исследований).

6 Разработанные методика инженерного расчета и программное обеспечение внедрены на ОАО «НИИРТМаш» и ОАО «Тамбоврезино-асботехника» (г. Тамбов), что позволяет снизить затраты времени на разработку смесителей и уменьшить их металлоемкость до 17 %. Программное обеспечение для персональных компьютеров внедрено в учебный процесс подготовки инженеров по специальности 170500 и магистрантов по программе 551826.

7 Разработанные модели, алгоритмы и программное обеспечение могут быть применены для расчета двухшнековых смесителей непрерывного действия для получения промышленных резиновых смесей различных шифров.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

НК - натуральный каучук; Qy, Q„ - объемная и массовая производительности смесителя, м3/ч и кг/ч; о - угловая скорость вращения рабочих органов, с"1;D.H, В- соответственно диаметр, глубина нарезки и ширина гребня винтовых насадок, м; <р - угол наклона винтовой линии, рад; а - угол сопряжения шнеков, рад; к - коэффициент уменьшения производительности из-за дополнительного гидравлического сопротивления; (ш>, w - индексы, обозначающие величины, рассчитанные соответственно для шнековых рабочих органов и рабочих органов, набранных с использованием смесительных кулачков; ДР - перепад давления по длине смесительной части рабочих органов, МПа; и - скорость продольного перемещения перерабатываемого материала, м/с; Lp - длина рабочих органов, - соответственно длина, площадь поперечного

сечения и плотность материала в i'-й зоне; (х, у) - координаты точек в декартовой системе координат; - радиус-вектор и угол точки в радиальной системе координат; иг и Uq - проекция скорости на соответствующие оси координат цилиндрической системы; F(x, у) - уравнение поверхности смесительных кулачков в декартовой системе координат; ц - эффективная вязкость, Нас;

п - индекс течения; у - скорость сдвига, с"1; т0 - коэффициент, зависящий от природы жидкости, МПа/с"; Е — энергия активации, кДж/моль; R - универсальная газовая постоянная, Дж/(кмольК); Т—температура, К; с, С - концентрация; L - длина границы раздела между элемет арными областями с различной концентрацией, м; £>, - эффективный коэффициент диффузии, м2/с; t - время, с; Ус - коэффициент неоднородности смеси; N— количество проб.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1 Исследование процесса набухания клеевых композиций в камере набухания непрерывного действия / АС. Клинков, О.Г. Маликов, СП. Хрущев, О.В. Ефремов и др. // III науч. конф. ТГТУ: Тез. докл. - Тамбов, 1996. - С. 111.

2 Аппаратурное оформление экологически чистых производств резинового клея / А.С. Клинков, О.Г. Маликов, С.Н. Хабаров, О.В. Ефремов // Проблемы химии и химической технологии Центрально-Черноземного региона РФ: Сб. докл. - Липецк, 1997. - С. 116 -119.

3 Исследование реологических характеристик резиновых клеевых композиций, подвергнутых стадии предварительного набухания / С.Н. Хабаров, О.Г. Маликов, О.В. Ефремов и др. // Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений: Тез. докл. межресп. конф. -Казань, 1998.-С. 115.

4 Экологически безопасные технологии и оборудование для производства резиновых клеев и высоковязких композиций / А.С. Клинков, О.Г. Маликов, С.Н. Хабаров, О.В. Ефремов // Экология-98 (Инженерное и информационное обеспечение экологической безопасности в Тамбовской области): Сб. докл. областной науч.-техн. конф. - Тамбов, 1999. - 152 с.

5 Ефремов О.В. К вопросу о моделировании процессов смешения высоковязких клеевых композиций в двухпшековых смесителях непрерывного действия / О.В. Ефремов, А.С. Клинков // Труды ТГТУ. - Тамбов, 1999. - Вып. 3. - С. 44 - 46.

6 Ефремов О.В. Способ оптимизации процессов смешения высоковязких клеевых композиций для экологически чистых производств / О.В. Ефремов, А.С. Клинков, О.Г. Маликов // Проблемы химии и химической технологии: Сб. докл. 7-й региональной науч. конф.-Тамбов, 1999. - 137 с.

7 Исследование реологических свойств резиновых клеевых композиций / С.Н. Хабаров, АС. Клинков, О.Г. Маликов, О.В. Ефремов // IV науч. конф. ТГТУ: Тез. докл. - Тамбов, 1999. - С. 21.

8 Ефремов О.В. Способ моделирования течения высоковязких клеевых композиций под действием активных элементов двухшнековых смесителей с применением персональных компьютеров / О.В. Ефремов, АС. Клинков, О.Г. Маликов // Материалы и изделия из них под воздейсгвием различных видов энергии: Сб. докл. науч.-техн. конф. - М., 1999. - С.78 - 80.

9 Ефремов О.В. Моделирование течения высоковязких клеевых композиций в двухшнековых смесителях с использованием персональных компыоте-

ров / О.В. Ефремов, АС. Клинков, О.Г. Маликов // Методы кибернетики химико-технологических процессов: Тез. докл. V Междунар. науч. конф. - Казань, 1999.-152 с.

10 Установка для непрерывного процесса приготовления резиновых клеев и высоковязких полимерных композиций / О.Г. Маликов, А.С. Клинков, С.Н. Хабаров, О.В. Ефремов // Методы кибернетики химико-технологических процессов: Тез. докл. V Междуиар. науч. конф. - Казань, 1999. - С. 112 - 113.

11 Ефремов О В. Способ оптимизации процессов смешения высоковязких клеевых композиций для экологически чистых производств / О.В. Ефремов, А.С Клинков, О.Г. Маликов // Вестник ТГУ. Сер. Естественные и технические науки. - Тамбов, 1999. - С. 242 - 243.

12 Пат. РФ № 2134198, МКИ В29В 7/46. Червячный смеситель для композиционных полимерных материалов / А.С. Клинков, О.Г. Маликов, С.Н. Хабаров, О.В. Ефремов -№ 97120285/25; Заявл. 9.12.97; Опубл. 10.08.99. Бюл. № 22.

13 Ефремов О.В. Применение информационных технологий при подготовке специалистов технических специальностей / О.В. Ефремов, А.С. Клинков, П.С. Беляев // Информационные технологии в образовании: Тез. докл. междунар. науч.-практ. конф. - Шахты, 2000. - С. 72 - 74.

14 Ефремов О.В. Математическое моделирование и создание на его основе программного обеспечения для симуляции процессов смешения высоковязких клеевых композиций / О.В. Ефремов // Труды ТГТУ. - Тамбов, 2000. - Вып. 6. -С. 144-147.

15 Simulation of the worn out tires processing in high-viscosity compositions in continuous operation mixers / O.V. Efremov, P.S. Belyaev, A.S. KJinkov etc. -Проблемы экологии и ресурсосбережения при переработке и восстановлении изношенных шин: Тез. докл. междунар. науч.-практ. конф. - М., 2001. - С. 37 - 38.

16 Способ моделирования процесса смешения высоковязких клеевых композиций / О.В. Ефремов, М.П. Беляев, А.С. Клинков, О.Г. Маликов // Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений: Тез. докл. междунар. конф. — Казань, 2001. - С. 105.

17 Использование пластографа Брабендера для оценки характера энергосилового воздействия на материал в двухшнековом смесителе непрерывного действия / СП. Хрущев, О.В. Ефремов и др. // Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений: Тез. докл. междунар. конф. - Казань, 2001. - С. 107.

18 Ефремов О.В. Учет диффузии растворителя в полимер при моделировании смешения высоковязких полимерных композиций / О.В. Ефремов, А.С. Клинков, М.П. Беляев // 4-я Международная теплофизическая школа: Тез. докл. -Тамбов, 2001. - С. 92 - 93.

19 Использование пластографа Брабендера для реологических исследований высоковязких полимерных композиций / О.В. Ефремов, О.Г. Маликов, С.Н. Хабаров, СП. Хрущев, А.С. Клинков // 4-я Международная теплофизиче-ская школа: Тез. докл. -Тамбов, 2001. - С. 94 - 95.

20 Ефремов О.В. Автоматизированное проектирование смесителей непрерывного действия для приготовления высоковязких полимерных композиций / О.В. Ефремов, Л.С. Клинков, М.П. Беляев // Материалы Международной конференции «Современные проблемы качества, математического моделирования, информационных, электронных и лазерных технологий». - Сочи, 2001. -С. 46-50.

21 Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ «Система автоматизированного проектирования двухшнековых смесителей непрерывного действия MixerCAD» / О.В. Ефремов, А.С. Клинков. -№ 2001611816; Заявка № 2001611534; Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 26.12.2001г.

22 Ефремов О.В. Моделирование и оптимизация процессов приготовления высоковязких полимерных композиций / О.В. Ефремов, Л.С. Клинков, И.С. Беляев // Математические методы в технике и технологиях: Сб. трудов XV Междунар. науч. конф. - Тамбов, 2002. - Т. 8. - С. 187 - 189.

23 Ефремов О.В. Реологические исследования и моделирование непрерывных процессов приготовления высоковязких полимерных композиций / О.В. Ефремов, А.С. Клинков, П.С. Беляев // Системные проблемы качества, математического моделирования, информационных, электронных и лазерных технологий: Материалы Междунар. конф.- М.-Воронеж-Сочи, 2002. - Ч. 7. -Разд. III.-С. 3-7.

24 Ефремов О.В. Выбор рациональных режимов непрерывных процессов производства высоковязких полимерных композиций / О.В. Ефремов, А.С. Клинков, С.Н. Хабаров // Наукоемкие химические технологии 2002: Материалы 8-й Междунар. науч.-техн. конф. - Уфа, 2002. - С. 213 - 214.

25 Ефремов О.В. Опыт исследования и моделирования непрерывных процессов приготовления высоковязких полимерных композиций / О.В. Ефремов, А.С. Клинков, П.С. Беляев // Авиакосмические технологии «АКТ-2003»: Труды 4-й Российской науч.-техи. конф. - Воронеж, 2003. — С. 63 - 66.

26 Ефремов О.В. Компьютерный экспресс-анализ качества диэлектрических полимерных композиций для производства конденсаторов / О.В. Ефремов, М.П. Беляев, Ю.М. Головин // Повышение эффективности средств обработки информации на базе математического моделирования: Материалы VII Всероссийской науч.-техн. конф. - Тамбов, 2004. - С. 528 — 531.

27 Автоматизированное проектирование и расчет шнековых машин: Монография / М.В. Соколов, А.С. Клинков, О.В. Ефремов, П.С. Беляев, В.Г. Од-нолько. - М.: Изд-во «Машиностроение-1», 2004. - 246 с.

Подписано к печати 18.05.2004 Гарнитура Times New Roman. Формат 60 х 84/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Объем: 0,93 усл. печ. л.; 0,9 уч.-изд. л. Тираж 100 экз. С. 377

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

¡a 12 8 81

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

• 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СМЕСИТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И СПОСОБЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА СМЕШЕНИЯ.

1.1. Оборудование для приготовления высоковязких полимерных композиций.

1.1.1. Характеристика процесса смешения.

1.1.2. Оборудование для приготовления высоковязких полимерных композиций.

1.1.3. Современные тенденции конструирования смесителей.

1.2. Способы моделирования течения неньютоновских жидкостей в каналах смесителей непрерывного действия.

1.2.1. Физическая картина процесса смешения и факторы, влияющие на его эффективность.

1.2.2. Основные задачи моделирования процесса смешения.

1.2.3. Моделирование и расчет смесительных элементов.

1.2.4. Принципы создания модельных установок для исследования процесса смешения.

1.2.5. Программное обеспечение для симуляции процессов смешения.

1.3. Выводы.

1.4. Постановка задач исследования.

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ

НЕНЬЮТОНОВСКИХ ЖИДКОСТЕЙ В РАЗЛИЧНЫХ ЗОНАХ СМЕСИТЕЛЕЙ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА

СМЕШЕНИЯ.

2.1. Общие подходы к моделированию.

2.2. Продольная составляющая трехмерного потока материала в смесителе.

2.3. Течение материала в поперечном сечении смесителя.

2.4. Минимизация длины рабочих органов смесителя.

2.5. Выводы

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И

ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА.

3.1. Экспериментальная установка.

3.2. Характеристика исследуемых материалов.

3.3. Методики проведения и обработки результатов экспериментов.

3.3.1. Определение реологических характеристик исследуемых материалов.

3.3.2. Методика определения коэффициента неоднородности смеси в режиме реального времени.

3.3.3. Методика экспресс-анализа коэффициента неоднородности композиции.

3.3.4. Определение технологической мощности, затрачиваемой на процесс смешения.

3.4. Выводы.

4. ИНЖЕНЕРНАЯ МЕТОДИКА И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ РАСЧЕТА И ОПТИМИЗАЦИИ КОНСТРУКЦИИ

РАБОЧИХ ОРГАНОВ СМЕСИТЕЛЕЙ.

4.1. Методика инженерного расчета основных технологических и конструктивных параметров двухшнековых смесителей непрерывного действия.

4.2. Принципы создания и использование программного обеспечения для автоматизации исследований и расчетов.

4.2.1. Программа Анализатор-Самописец.

4.2.2. Программа Composite Express.

4.2.3. Программа MixerCAD.

4.3. Пример расчета.

4.4. Выводы.

Переход от периодических к непрерывным процессам получения высоковязких клеевых композиций позволит устранить многие из недостатков периодических процессов и обеспечить высокий уровень механизации и автоматизации, уменьшить нестабильность физико-механических показателей получаемых смесей в разных партиях, снизить пожаро- и взрывоопасность производства, уменьшить металло- и энергоемкость, повысить экологическую чистоту и эргономичность производств.

Одним из наиболее перспективных видов оборудования для описанных целей являются двухшнековые смесители непрерывного действия. Они обладают существенными достоинствами: высокая производительность при высоком качестве смешения, большие значения создаваемых в материале скоростей и напряжений деформаций сдвига и растяжения при малом времени обработки, возможность полной механизации и автоматизации процесса и повышения экологической чистоты производств.

Несмотря на большой опыт, накопленный различными исследователями и значительное количество работ, посвященных вопросам поведения полимерных материалов при их течении в двухшнековых машинах и конструированию данного типа машин, из-за значительной сложности потоков перерабатываемых материалов в каналах рабочих органов до настоящего времени отсутствуют надежные инженерные методики, которые позволяли бы рассчитывать основные технологические и конструктивные параметры процесса и оборудования на основе принципов его конструирования и гидромеханического анализа. Такое положение вещей не позволяет при проектировании производств, с одной стороны, обойтись без выполнения соответствующего объема трудоемких экспериментальных и

Автор выражает глубокую благодарность доктору технических наук, профессору Беляеву Павлу Серафимовичу за научные консультации в области тепломассообмена. конструкторских работ на промышленных образцах, а с другой, быть уверенным, что разработанная конструкция действительно характеризуется - оптимальными параметрами.

Актуальность темы. Как известно, проектирование смесителей непрерывного действия в настоящее время требует выполнения большого объема трудоемких и дорогостоящих экспериментальных и конструкторских работ на модельных и промышленных образцах.

Вместе с тем, эффективные методы моделирования процессов смешения высоковязких полимерных композиций в смесителях непрерывного действия позволили бы существенно снизить время и затраты, необходимые для проектирования такого оборудования.

Существующим сейчас теоретическим работам и методикам инженерного расчета, посвященным описанному вопросу, присущи следующие основные недостатки:

- в большинстве работ исследуется течение полимерных материалов в винтовых каналах шнеков, тогда как все большее распространение приобретает блочно-модульный способ конструирования, в соответствии с которым рабочие органы смесителей компонуются из различных (не только шнековых) насадок; в существующих методиках и программах для расчета • смесительного оборудования не рассматриваются вопросы оптимальной компоновки рабочих органов и оптимизации геометрических параметров проектируемых смесителей.

В связи с этим, проведенные в настоящей работе исследования по созданию математической модели непрерывного процесса получения высоковязких полимерных композиций и разработка инженерной методики и программного обеспечения для расчета и конструирования двухшнековых смесителей непрерывного действия имеют актуальное научное и практическое значение.

Работа выполнялась в соответствии с научно-технической программой Минобразования РФ "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники" (код 201. Производственные технологии), 2001-2002 гг.

Предмет исследований. Непрерывный процесс приготовления высоковязких клеевых композиций. Методика обработки экспериментальных данных и получения математической модели объекта с применением современных информационных технологий. Инженерная методика расчета основных технологических и конструктивных параметров двухшнековых смесителей непрерывного действия с учетом минимизации длины рабочих органов.

Цель работы. Диссертационная работа посвящена разработке технологии и оборудования для непрерывного процесса получения высоковязких клеевых композиций.

Задачи работы. Для достижения цели были поставлены следующие задачи: анализ современного состояния и направлений развития непрерывных процессов и конструкций смесительного оборудования для приготовления высоковязких полимерных композиций; изучение физической картины процесса течения перерабатываемых материалов в каналах рабочих органов; разработка математической модели процесса течения неньютоновских жидкостей в каналах шнеков, оснащенных различными смесительными насадками и вращающихся в одну сторону; разработка экспериментальной установки для исследования процесса смешения высоковязких полимерных композиций в зонах с различной геометрией рабочих органов; разработка методики инженерного расчета основных технологических и конструктивных параметров двухшнековых смесителей непрерывного действия для получения высоковязких клеевых композиций;

- создание программного обеспечения, позволяющего автоматизировать расчет смесительного оборудования и определять минимальную длину рабочих органов, обеспечивающую требуемое качество смешения.

Методы исследования. Для решения сформулированных задач в работе использованы методы математического моделирования и оптимизации (в частности, метод конечных элементов), экспериментально-аналитические методы конструирования смесительного оборудования, моделирование процесса смешения на персональном компьютере, проведение исследований в лабораторных условиях.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- создана математическая модель процесса смешения высоковязких клеевых композиций в двухшнековых смесителях непрерывного действия, позволяющая рассчитывать производительность смесителя и динамику коэффициента неоднородности для зон с кулачковыми насадками заданной конфигурации и минимальную длину рабочих органов, обеспечивающую требуемое качество смешения;

- разработана экспериментальная установка, позволяющая определять реологические свойства перерабатываемых полимерных материалов, динамику коэффициента неоднородности и мощность, затрачиваемую на смешение, в зонах с различной конфигурацией смесительных кулачковых насадок.

Практическая ценность. Разработаны методика инженерного расчета и рекомендации по проектированию вновь разрабатываемых и модернизации существующих двухшнековых смесителей непрерывного действия для получения резинового клея, рабочие органы которых оснащены смесительными кулачками заданного типа. Методика позволяет уменьшить длину рабочих органов существующих смесителей до 17% при условии обеспечения заданного качества смешения.

Предложенная в работе математическая модель может быть также использована и для исследовании процессов смешения и диспергирования промышленных резиновых смесей различных шифров.

Создано программное обеспечение, позволяющее автоматизировать процесс расчета основных технологических и конструктивных параметров двухшнековых смесителей непрерывного действия и: обрабатывать экспериментальные данные на стадии реологических исследований, а также проводить экспресс-анализ качества смешения.

Реализация работы. Разработанная методика инженерного расчета внедрена на ОАО "НИИРТмаш" и ОАО "Тамбоврезиноасботехника" (г.Тамбов) при проектировании смесителей типа СН. Программное обеспечение для автоматизации обработки экспериментальных данных на стадии реологических исследований и расчетов двухшнековых смесителей непрерывного действия внедрено в учебный процесс при подготовке инженеров по специальности 170500 и магистрантов по программе 551826.

Апробация. Основные результаты диссертационной работы доложены на межреспубликанских и международных научных конференциях «Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений» (Казань, 1998, 2001 гг.), на V Международной научной конференции «Методы кибернетики химико-технологических процессов» (Казань, 1999 г.), на региональной научно-технической конференции «Проблемы химии и химической технологии Центрально-Черноземного региона РФ» (Липецк, 1997 г.), на областной научно-технической конференции «Экология-98 (Инженерное и информационное обеспечение экологической безопасности в Тамбовской области)» (Тамбов, 1999 г.), на 7-й региональной научной конференции «Проблемы химии и химической технологии» (Тамбов, 1999 г.), на научно-технической конференции «Материалы и изделия из них под воздействием различных видов энергии» (Москва, 2000 г.), на III, IV и V научных конференциях, проведенных в Тамбовском государственном техническом университете в 1996-2000 г г., на

Международной научно-практической конференции «Проблемы экологии и ресурсосбережения при переработке и восстановлении изношенных шин» (Москва, 2001 г.), на 4-й Международной теплофизической школе (Тамбов,

2001 г.), на Международной научно-технической конференции «Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий» (Сочи, 2001 г.), на XV Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (Тамбов, 2002 г.), на Международной конференции «Системные проблемы качества, математического моделирования, информационных, электронных и лазерных технологий» (Воронеж-Сочи, 2002 г.), на 8-й Международной научно-технической конференции «Наукоемкие химические технологии-2002» (Уфа,

2002 г.), на 4-й Российской научно-технической конференции «Авиакосмические технологии «АКТ-2003» (Воронеж, 2003 г.) и на VII Всероссийской научно-технической конференции «Повышение эффективности средств обработки информации на базе математического моделирования» (Тамбов, 2004 г.).

Публикации. Теоретические и практические результаты диссертации опубликованы в 27 печатных работах (в их числе 1 монография (в соавторстве), 1 патент РФ и 1 свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, основных выводов и результатов, списка использованных источников, включающего 127 наименований, и 2 приложений. Основная часть диссертации изложена на 122 страницах машинописного текста. Работа содержит 50 рисунков и 3 таблицы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

Развитие современной вычислительной техники открыло широкие возможности для применения персональных компьютеров для автоматизации расчета двухшнековых смесителей непрерывного действия для получения высоковязких клеевых композиций. Использование в этой области современных информационных технологий дает возможность автоматизировать как расчеты при обработке экспериментальных данных (в частности, на стадии реологических исследований), так и осуществить моделирование процессов смешения и расчет основных технологических и конструктивных параметров оборудования, что в конечном итоге ведет к сокращению времени, требующегося для проектирования, улучшению качества выпускаемой продукции, снижению металлоемкости оборудования, улучшению экологии производства.

Анализ реализации настоящей работы позволяет сделать следующие основные выводы:

1. Разработана математическая модель непрерывного процесса смешения высоковязких клеевых композиций в двухшнековых смесителях непрерывного действия, позволяющая определять производительность машины и изменение во времени коэффициента неоднородности в зонах с различной конфигурацией смесительных элементов;

2. Создана экспериментальная установка для определения реологических свойств исследуемых, композиций, динамику коэффициента неоднородности и мощность, расходуемую на процесс смешения в зонах с различной конфигурацией рабочих органов при заданном режиме смешения;

3. По разработанным методикам экспериментально определены реологические свойства растворов НК в нефрасе С2-80/120 (индекс течения и коэффициент консистентности), динамика коэффициента неоднородности смеси в режиме реального времени и в режиме экспресс-анализа и мощность, затрачиваемая на процесс смешения;

4. На основе теоретических и экспериментальных исследований разработана методика инженерного расчета основных конструктивных и технологических параметров двухшнековых смесителей непрерывного действия с учетом минимизации длины рабочих органов при обеспечении заданного качества смешения;

5. Разработаны алгоритмы и программное обеспечение для персональных компьютеров для автоматизации расчетов при проектировании (включая автоматизацию обработки экспериментальных данных на стадии реологических исследований);

6. Разработанные методика инженерного расчета и программное обеспечение внедрены на ОАО "НИИРТМаш" и ОАО "Тамбоврезиноасботехника" (г.Тамбов), что позволяет снизить затраты времени на разработку смесителей и уменьшить их металлоемкость до 17%. Программное обеспечение для персональных компьютеров внедрено в учебный процесс подготовки инженеров по специальности 170500 и магистрантов по программе 551826;

7. Разработанные модели, алгоритмы и программное обеспечение могут быть применены для расчета двухшнековых смесителей непрерывного действия для получения промышленных резиновых смесей различных шифров.

1. Промышленные полимерные композиционные материалы / Под ред. М.Ричардсона. М.: Химия, 1980. - 470 с.

2. Кулезнев А.Б. Смеси полимеров. М.: Химия, 1980. - 132 с.

3. Humpidge R.T., Mattheus D., Morrell S.H., Pyne J.P. Processing and properties of liquid rubbers. "Rubber Chemistry and Technology", 1973, 46, N1, 148-160.

4. Приклонская H.B., Скачков A.C. Скоростные методы приготовления резиновых смесей. М.: Госхимиздат, 1963. - 420 с.

5. Должков А. Д. Повышение эффективности использования полости смешения в смесителях типа СН. Химическое и нефтяное машиностроение, 1971, N2.-С. 11-13.

6. Должков А.Д., Климешен А.К., Сороченко А.Ф. Расчет профиля нарезки шнека, обеспечивающего беззазорное сцепление двух одинаковых шнеков. Химическое и нефтехимическое машиностроение. 1970, N7, с. 11-13.

7. Резников Г. Л. Моделирование структуры потоков в двухшнековом реакторе-смесителе. Тезисы докладов V Всесоюзной конференции "Химреактор-5". Уфа, 1974, С. 28-30.

8. Бушухин Е. В. Разработка и исследование двухшнековых машин для перемешивания композиционных строительных материалов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. УНИКИХМ, Харьков, 1986.

9. Бенин Н.Г. Расчет технологических параметров и оборудования для переработки резиновых смесей в изделия. Л.: Химия, 1987. - 272 е., ил.

10. Козулин H.A., Шапиро А .Я., Гавурина Р.К. Оборудование для производства и переработки пластических масс. — М.: Химия, 1967 г. — 784 е., ил.

11. Бекин Н.Г., Шанин Н.П. Оборудование заводов резиновой промышленности. Л.: Химия, 1978. - 400 е., ил.

12. Кошелев Ф.Ф., Корнев А.Е., Климов Н.С. Общая технология резины. -М.: Химия, 1978. 528 с.

13. J.L.Throne, Plastics process engineering, Marcel Dekker Inc., New York, 1979.

14. Шаргородский A.M., Журкин Ю.М., Богданов B.B. Подготовка и смешение композиций. Л.: Химия, 1973. - 78 с.

15. Рябинин Д.Д., Лукач Ю.Е. Смесительные машины для пластмасс и резиновых смесей. М.: Машиностроение, 1972. 272 е., ил.

16. Бернхардт Э. Переработка термопластичных материалов. М.: Госхимиздат, 1962. - 747 е., ил.

17. Торнер Р.В. Основные процессы переработки полимеров. — М.: Химия, 1972.-446 с.

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

19. Европейский рынок смесительных установок. Am euroupäischen Mischanlagenmarkt geht der Trend yu Sonderanfertigungen. Mashinenmarkt. 1999. 105, № 51 -52, c. 7.

20. Новые шнековые смесители фирмы Krupp Werner & Pfleiderer. Taking the grind out of compounding mashines. Werner Hans, Herter Kainer C. Polym. Paint Colour J. 2000. 190, № 4429, c. 9-10.

21. Универсальный двухчервячный смеситель. Ideal fur Labor und Produktion. Englert Rainer, Rieks Hans-Jürgen, Weinemann Matthias. Kunststoffe. 2000. 90, № 8, c. 64-66.

22. Динамический контроль смешения при переработке пластмасс и резин. Dynamic mixer control in plastics and rubber processing: Пат. 5865535 США, МПК В 29 В 7/28. Опубл. 02.02.1999; НПК 366/767.

23. Экструдеры фирмы Hans Weber Maschinenfabrik GmbH. Höhere Leistung bessere Qualität. Kunststoffe. 2000. 90, № 7, c. 68.

24. Брайтман В.М. Методы обощенного моделирования химической технологии. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. 05.17.08. Лен.технол. ин-т им. Ленсовета, 1977.

25. Process modeling simulation and control for chemical engineers / William L. Luyben 2 ed. - New York etc., McGraw - Hill, Cop. 1990. - 725 c., ил.

26. Габер Н.Ю. Численные методы в химии и химической технологии. Ируктск: Изд-во Иркут. ун-та, 1993. 279 е., ил.

27. Бояринов А.И., Кафаров В.В. Методы оптимизации в химической технологии. М.: Химия, 1969. - 564 е., ил.

28. Кроу К. и др. Математическое моделирование химических производств : Пер. с англ. М.: Мир, 1973. — 392 с.

29. Тарг С.М. Основные задачи теории ламинарных течений. М.: Госуд. изд-во технико-теоретической литературы, 1951. — 420 с.

30. Торнер Р.В. и др. Каучук и резина, 1966, № 9, сс. 27-31.

31. Tadmor Z. Polym. Eng. Sci., 1966, v. 6, № 3, p. 185-190.

32. Константинов B.H., Левин А.А. Расчет производительности шнековых машин.- Химическое машиностроение, 1962, N3, с. 18-22.

33. Pearson J. R. A., Mechanical Principéis of Polymer Melt Processing, London, 1966.• 40. Тагер А.А. Физико-химия полимеров. M.: Химия, 1968. - 536 с.

34. Силин В.А. Динамика процессов переработки пластмасс в червячных машинах. М.: Машиностроение, 1973. — 270 с.

35. J.L.White Twin Screw Extrusion: Technology & Principles. Hanser, Munich, 1990.

36. Дейнега П.Н. Кинетика и аппаратурное оформление технологического процесса изготовления резиновых клеев на основе измельченных эластомеров. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук: 05.17.08. Тамбов, 1990.

37. P.Freakley Flow visualisation of the mixing process in a two dimensional model similarities. Loughborough univ., 1995.

38. Рябинин Д.Д., Лукач Ю.Е. Червячные машины для переработки пластических масс и резиновых смесей. М.: Машиностроение, 1965. -302 с.

39. Торнер Р.В. и др. Каучук и резина, 1976, № 10, с. 19.

40. Басов Н.И. и др. В кн.: Машины и аппараты химической технологии. М., 1981, с. 33-37.

41. Евменов С. Д., Ким В. С., Скачков В. В. Исследование смесительного воздействия двухшнекового экструдера при переработке полимерных материалов: Труды МИХМ. Вып. 54. М, 1974. - С. 63-71.

42. Kim W.S.e.a.- Plaste u. Kaut., 1981, Bd. 28, № 3, S. 153-155.

43. Kim W.S., Skatschkov W.W., Jewmenov S.D. Plaste u. Kaut., 1973, Bd. 20, № 9, S. 696-702.

44. Скачков B.B., Ким B.C., Стунгур Ю.В. Теоретические основы химической технологии, 1982, т. 16, № 2, с. 238-244.

45. Kim W.S., Skatschkow W.W., Stungur Ju.W. Plaste u. Kaut., 1981, Bd. 28, №2, S. 93-101.

46. Ким B.C., Вересова Г.Н. В кн.: Машины и технология переработки полимеров в изделия. М.: МИХМ, 1977, с. 17-21.

47. Торнер Р.В. Теоретические основы переработки полимеров. — М.: Химия, 1977.-462 е., ил.

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

49. База знаний KBS Rubber фирмы Rapra Technology ltd., версия 4 от 8.10.1998 г.

50. Первадчук В. П. Процессы движения, теплообмена и фазовых превращений неньютоновских материалов в шнековых аппаратах. Докт. дисс. по спец. 05.17.08. Пермь, 1984, 377 с.

51. Казале А., Портер Р. Реакции полимеров под действием напряжений : Пер. с англ. М.: Химия, 1983. — 258 с.

52. Бостоджиян С. А., Боярченко В. И., Каргаполова Г. И. Течение неньютоновской жидкости в канале винта экструдера в условиях сплошного сдвига. В сб.: Реофизика и реодинамика текучих систем. -Минск: Наука и техника, 1970. - С. 111.

53. Седов Л.И. Механика сплошной среды, т.1. М.: Наука, 1973 г.- 536 с.

54. Сергиенко И.В. и др. Математическое моделирование и исследование процессов в неоднородных средах. -К.: Наук.думка, 1991. — 432 е., ил.

55. Самарский A.A., Михайлов А.П. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры. М.: Физматлит, 2001. - 320 с.

56. Гулд X., Тобочник Я. Компьютерное моделирование в физике: В 2 ч. : Пер. с англ. 4.1. М.: Мир, 1990. - 349 е., ил.

57. Гулд X., Тобочник Я. Компьютерное моделирование в физике: В 2 ч. : Пер. с англ. 4.2. М.: Мир, 1990. - 399 е., ил.

58. Важнейшие результаты фундаментальных и прикладных исследований УрО РАН, Екатеринбург, 1993, с. 4.

59. Важнейшие результаты в области естественных, технических, гуманитарных и общественных наук за 1992 г. РАН — М.: 1992, с. 36.

60. Липанов A.M., Альес М.Ю., Копысов С.П. Математическое моделирование напряженно-деформированного состояния изделий из полимерных материалов с учетом конечных деформаций и нелинейности механического поведения. — ИПМ УрО РАН, 1992. — 109 с.

61. Липанов A.M., Альес М.Ю., Копысов С.П. Численный анализ методом конечных элементов нелинейной вязкоупругости при больших деформациях. В регион, сб. науч. Тр.: Методы вычислительного эксперимента в инженерной практике, вып. 3, Ижевск, 1992, с. 100105.

62. Альес М.Ю., Константинов Ю.Н. Численное моделирование процесса течения высоковязких неньютоновских жидкостей с теплообменом. — В межвуз. сб.: Гидрогазодинамика течения с тепломассообменом, вып. 4, Ижевск, 1990, с. 136-140.72