Безножевой размол волокнистых полуфабрикатов с учетом реологических особенностей суспензий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.21.03, кандидат технических наук Ерофеева, Анна Александровна

• Ерофеева, Анна Александровна
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Ерофеева, Анна Александровна

Содержание

Введение

1 Литературный обзор

1.1 Общие положения

1.2 Виды вязкостей при течении жидкости и факторы, влияющие на нее

1.3 Механизм вязкости

1.4 Измерение вязкости

2 Теоретический анализ определения коэффициента динамической вязкости волокнистых суспензий

2.1 Характер распределения скоростных потоков волокнистых суспензий в полости рабочего цилиндра

2.2 Расчет площади сдвига слоев при течении волокнистых суспензий в полости рабочего цилиндра и определение силы сдвига

2.3 Определение коэффициента динамической вязкости

3 Экспериментальная часть

3.1 Методика проведения эксперимента

3.1.1 Методика проведения математической обработки влияния основных факторов на коэффициент динамической вязкости волокнистых суспензий

3.1.1.1 Выбор метода исследования

3.1.1.2 Построение математической модели

3.1.1.3 Выбор плана для математической модели

3.1.1.4 Схема регрессионного анализа

3.1.1.5 Реализация и анализ математической модели влияния основных факторов на коэффициент динамической вязкости волокнистых суспензий

3.1.2 Определение коэффициента динамической вязкости

3.1.3 Определение основных технологических и энергосиловых параметров размольной установки

3.2 Порядок проведения эксперимента

3.3 Результаты эксперимента

3.3.1 Определение коэффициента динамической вязкости волокнистых суспензий

3.3.2 Зависимость изменения коэффициента динамической вязкости волокнистых суспензий от их физического состояния

3.3.3 Влияние состояния волокнистых суспензий в процессе размола на значения коэффициента динамической вязкости

3.3.4 Влияние коэффициента динамической вязкости на отдельные бумагообразующие свойства волокнистой массы

3.3.5 Изменение энергосиловых параметров процесса размола в зависимости

от коэффициента динамической вязкости суспензий

4 Практическая реализация

4.1 Оптимизация процесса безножевого размола

4.2 Оценка качественных показателей процесса размола и физико-механических характеристик готовых отливок с использованием коэффициента динамической вязкости

4.3 Корректировка механизма процесса размола волокнистой массы в безножевой установке с учетом коэффициента динамической вязкости

4.4 Влияние коэффициента динамической вязкости на удельный расход электроэнергии

4.5 Оценка экономической эффективности

Заключение

Библиографический список

Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Безножевой размол волокнистых полуфабрикатов с учетом реологических особенностей суспензий»

Введение

Предприятия целлюлозно-бумажной промышленности - одни из самых крупных природопользователей, потребителей воздуха и водных ресурсов среди всех отраслей российской промышленности. Продукция бумажной промышленности является материальной базой культурного развития страны и с каждым годом находит все более широкое применение в ряде отраслей народного хозяйства. В связи с этим ее потребление увеличивается с каждым годом [1].

В области производства целлюлозы, и особенно бумаги, реологические процессы являются преобладающими и практически распространяются на большинство основных технологических процессов, таких, как размол, гидротранспорт и переработка целлюлозных суспензий в процессе гомогенизации и напуска массы на сетку, при формовании и обезвоживании бумажного полотна, прессовании, сушке, каландрировании и переработке бумаги [2]. При конструировании и эксплуатации аппаратов, приборов и машин бумажной промышленности необходимо знание реологических свойств бумажной массы, в частности ее вязкости [3,4].

Вопрос о теории вязкого течения еще очень далек от более или менее окончательного разрешения в связи с тем, что в формулах, представленных в разных теориях, имеется большое количество произвольных постоянных. Именно поэтому достоверный и точный анализ механизма вязкого течения играет важную роль при обработке экспериментальных данных. Для волокнистых суспензий подобный способ анализа, по-видимому, является единственно возможным. Это связано с тем, что ее структурные особенности могут варьироваться в широких пределах.

По вязкости во многих случаях судят о готовности или качестве продуктов производства, поскольку вязкость тесно связана со структурой

вещества и отражает те физико-химические изменения материала, которые происходят во время технологических процессов.

Для выпуска продукции высокого качества необходимо строгое соблюдение и поддержание стабильности технологических режимов, а также гарантия состава и свойства исходных материалов и изготовляемых изделий. Все эти практические задачи не могут быть решены без наличия и правильного использования весьма точных и быстродействующих средств измерения.

Создание и внедрение методов и приборов контроля вязкости позволяет сократить затраты труда работников цеховых лабораторий на выполнение необходимых анализов путем снижения их длительности и увеличения объективности полученной при этом информации [5].

Серьезной теоретической, практической и экспериментальной проблемой остается влияние технологических факторов на состояние структуры волокнистых суспензий, без решения которой не гарантируется правомочность и полезность сопоставления результатов измерения на разных системах. Как парадокс можно отметить, что, несмотря на большой объем накопленного экспериментального материала, практически отсутствуют данные, пригодные для сопоставления с теорией [6].

Важным, на наш взгляд, является исследование зависимости значения коэффициента динамической вязкости волокнистых суспензий от отдельных факторов технологических процессов целлюлозно-бумажной промышленности, в частности процесса размола волокнистых полуфабрикатов, который представляет собой крупную технико-экономическую проблему.

Было бы целесообразно найти комплексный параметр, обеспечивающий взаимосвязь физического состояния волокнистых суспензий с качественными показателями процесса размола волокнистой массы и прочностными характеристиками готовых изделий (отливок). Таким

обобщающим параметром может являться коэффициент динамической вязкости.

Вопросом принципиальной важности является снижение энергопотребления размалывающих машин и определение оптимальных режимов их работы, которые обеспечивали бы необходимое качество размола при минимальных энергозатратах. Это требует научного, теоретического обеспечения на базе углубленного изучения механизма размола в существующих размалывающих машинах [7]. Для поддержания оптимального режима работы оборудования необходимо знать взаимосвязи между показателями технологического режима, качеством древесноволокнистого полуфабриката и готовой продукции.

Таким образом, проектирование машин и аппаратов целлюлозно-бумажного производства, например размольных установок, оказывающих основное влияние на качество конечной продукции, невозможно без знания внутренней структуры потока, а также реологических особенностей бумажной массы, в частности коэффициента динамической вязкости.

Использование табличных данных значений коэффициента динамической вязкости, определенных экспериментально, позволяет спрогнозировать конструктивные параметры рабочих органов размольных машин, что может быть использовано при их проектировании, изготовлении и эксплуатации.

В связи с этим очевидна актуальность работ, посвященных исследованию коэффициента динамической вязкости волокнистых суспензий в целлюлозно-бумажной промышленности, влиянию его на качественные показатели в процессе размола, разработке оптимальных режимов работы размольных установок с целью получения продукции, отвечающей требованиям стандартов и потребителей, снижению энергозатрат и повышению производительности размольных установок.

1 Литературный обзор

1.1 Общие положения

Процесс размола представляет собой крупную технико-экономическую проблему целлюлозно-бумажного производства. В связи с этим очевидна актуальность работ, посвященных созданию новых видов размольного оборудования, модернизации существующих машин, выбору и разработке рациональных технологических схем размола. Решение этих проблем связано с глубоким изучением механизма размола массы при течении ее в рабочих органах размольных машин [5, 6]. Под «размолом» принято понимать сумму воздействий на волокна, включающую рубку и фибриллирование, а также влияние водной среды [8, 9]. Следовательно, данный процесс связан с деформированием волокна в водной среде.

Как известно, реология - наука о деформациях и текучести вещества. Без знания реологических свойств волокнистой массы невозможно понять механизм ее движения. Например, эффективность работы размалывающего оборудования определяется его пропускной способностью, то есть основывается на гидродинамических характеристиках волокнистых суспензий, которые зависят от вида и конструкции бассейнов для бумажной массы, перешивающих устройств и гидроразбивателей, а также определяется степенью диспергации массы и количеством потребляемой энергии на привод роторов. Следовательно, в основу таких расчетов должны быть положены реологические характеристики [10].

Реологические характеристики имеют большое значение, как для оценки качества веществ, так и для определения способности веществ к переработке [11, 12, 13, 14, 15, 16]. Их классификация представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1- Реологические свойства материалов

Появление и характер образующихся структур, как правило, определяют по фундаментальным свойствам систем, к важнейшим из которых относятся вязкость, упругость, пластичность, прочность и твердость. Так как эти свойства непосредственно связаны со структурой тела, то их обычно называют структурно-механическими [17, 18, 19].

Вязкость - свойство газов, жидкостей и твердых тел, характеризующее сопротивление их течению под действием внешних сил [20]. Для волокнистых суспензий она является основным свойством, которое позволяет судить о внутренних силах, действующих в потоке [21]. Таким образом, значимость определения вязкости существенно возрастает.

Как видно из рисунка 1.1, вязкость является фундаментальной характеристикой, которая значима для гидродинамических процессов, связанных с перемещением жидкости по трубопроводам, каналам и рабочим полостям гидравлических машин. Также она играет важную роль в технике, так как именно в этой области часто приходится решать задачу получения стабильных концентрированных суспензий с низкой вязкостью. Это важно при операциях транспортировки дисперсных систем по трубопроводам, измельчения, сушки, формования и так далее. При этом необходимо предотвратить налипание дисперсных систем на стенки трубопроводов, реакторов и рабочие поверхности технологического оборудования [22].

1.2 Виды вязкости при течении жидкости и факторы, влияющие на

нее

И. Ньютон (1686) впервые высказал в виде гипотезы закон для внутреннего трения: «Сопротивление, возникшее вследствие недостатка скольжения между частицами жидкости, при прочих равных условиях пропорционально скорости, с которой частицы отклоняются одна от другой» [23]. Он предположил, что при движении жидкости движущая сила уравновешивается силами внутреннего трения.

Как ранее, так и в начале XX века, строгой теории вязкости жидкостей так и не создано, поэтому на практике широко применяют различные виды вязкости, некоторые из них на деле используются достаточно редко: абсолютная • кажущаяся

аномальная • кинематическая

внутренняя • магнитная

ударная • неньютоновская

условная • нормальная

динамическая • ньютоновская

турбулентная ударная удельная упругая

характеристическая эффективная

объемная относительная пластическая предельная приведенная сдвиговая структурная

После данного анализа можно сделать вывод, что для определения некоторых видов вязкостей необходимо знать другие ее разновидности. Например, чтобы найти приведенную вязкость, нужно располагать сведениями об удельной; для относительной вязкости - динамической и так далее. Это не совсем удобно в решении различных технических задач.

Единицы измерения вязкости тоже разноплановы [24, 25, 26, 27, 28, 29, 30]: от всем известных - пуаз, стокс, Па-с до градус Энглера (°Е), градус

и

Барбье (°В), секунда Сайболта ( 8 или Би), секунда Редвуда ("Я или 11-1). Эти единицы представляют собой либо отношение времени истечения жидкости в соответствующем приборе при данной температуре ко времени истечения стандартной жидкости при установленной температуре, либо время истечения определенного объема исследуемой жидкости в стандартных условиях, то есть в области ламинарного течения [23, 31]. Во всем мире принято обозначать единицы физических величин в системе СИ, т.к. именно по этим параметрам легко судить о физическом смысле.

Многие исследователи считают, что в теоретической работе о строении жидкостей удобнее пользоваться текучестью - обратной величиной вязкости. Немецкие авторы предпочитают говорить не о вязкости, а о «внутреннем трении».

Исходя из вышеизложенного, самым оптимальным параметром является динамическая вязкость, поскольку именно этот показатель имеет единицу измерения в системе СИ, а для его определения не надо определять

другие виды вязкостей. При решениях различного рода задач принято обозначать данный показатель как коэффициент динамической вязкости.

Рассмотрим основные факторы, влияющие на вязкость дисперсных систем.

Английский ученый Горт-Нер [32] утверждает, что существует 11 факторов, которые влияют на вязкость лиофильных систем (лиофильные и лиофобные коллоиды) - грубодисперсные системы; как правило, при наличии разности плотностей, они седиментационно неустойчивы, то есть их частицы оседают под действием силы тяжести или всплывают. Данный список будет более полным, если учесть мнение исследователей [10, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52]. Исходя из вышесказанного, существуют 15 факторов, которые влияют на вязкость волокнистых суспензий.

1 Концентрация. С увеличением дисперсной фазы происходит рост коэффициента динамической вязкости.

2 Температура. Известно, что вязкость очень чувствительна к изменению температуры. Слишком высокие температуры снижают стабильность дисперсий: при повышении температуры число и энергия соударений частиц возрастают и, таким образом, тенденция системы к коагуляции также увеличивается.

3 Степень дисперсности. Дисперсность является определяющей характеристикой волокнистых суспензий.

4 Сольватация - процесс связывания молекул растворителя молекулами или ионами растворённого вещества или набухшего твёрдого тела. В нашем случае происходит связывание молекул воды, то есть гидратация. Как известно, гидратация очень важна при размоле волокнистых полуфабрикатов.

5 Электрическое напряжение. Оно относится к такому типу суспензий, характер течения которых сильно зависит от величины электрических полей, действующих на них.

6 Предыдущая термическая обработка. С увеличением температуры ассоциации, то есть взаимодействие молекул уменьшается. При комнатных температурах вязкость веществ зависит от предыдущей термической обработки.

7 Предыдущая механическая обработка. Механическое воздействие способствует разрушению агрегатов суспензии, тем самым изменяет ее вязкость. Например, степень помола, отражающего степень гидратации, фибриллирования, гибкость и пластичность волокон, определяется по ходу размола при помощи аппарата СР-2. Для достижения наибольшего градуса помола требуется больше времени размола. Из литературных источников известно, что с ростом градуса Шопер-Риглера вязкость волокнистой суспензии уменьшается. Следовательно, с увеличением времени размола (разработки волокна) вязкость волокнистых суспензий убывает.

8 Наличие или отсутствие других лиофильных коллоидов. Присутствие различных лиофильных коллоидов в волокнистой суспензии увеличивают ее вязкость. Например, наличие крахмала в макулатуре.

9 Возраст лиофильных коллоидов. У многих растений, когда клетка заканчивает свой рост, на внутренней поверхности первичной клеточной стенки отлагаются дополнительные слои целлюлозных волокон и образуется вторичная клеточная стенка. Целлюлозные волокна в ней располагаются под прямым углом друг к другу, что придает вторичной клеточной стенке большую жесткость и прочность. В некоторых клетках после прекращения роста утолщение вторичных клеточных стенок приводит к уменьшению объема протопласта, а в волокнах и трахеидах клеточная стенка может заполнять почти всю клетку. Протопласт отмирает, и остаются только клеточные стенки в виде полых цилиндров, которые выполняют функцию опоры или функцию проведения веществ. В таких клетках на поверхности первичных клеточных стенок и в промежутках между целлюлозными волокнами откладывается лигнин, который пропитывает первичную и вторичную клеточные стенки.

10 Присутствие электролитов и неэлектролитов. С повышением концентрации электролитов предельное напряжение сдвига исследованных золей и суспензий вначале увеличивается, но в дальнейшем может наступить коагуляция.

11 Скорость сдвига. Этот фактор оказывает решающее влияние на вязкость очень многих жидкостей. При больших скоростях происходит разрушение разрушение элементов первоначального структурного каркаса. При превышении некоторого порогового напряжения сдвига прослойки свободной жидкости увеличиваются пропорционально росту сдвиговых напряжений; заключенная в агрегатах дисперсионная среда переходит в свободное состояние и в результате вязкость суспензии уменьшается.

12 Давление. Жидкости сжимаются подобно газам, но под очень высоким давлением и в гораздо меньшей степени. При сжатии жидкости межмолекулярное взаимодействие возрастает, что и приводит к увеличению сопротивления течению, т.е. к возрастанию вязкости. Для капельных жидкостей модуль упругости возрастает с увеличением температуры и давления. Для воды модуль упругости может быть принят равным К = 2 - 103 МПа. Это значит, что при повышении давления на 0,1 МПа объем воды уменьшается на 1/20000. Это указывает на весьма незначительную сжимаемость воды. Влияние давления тем больше, чем сложнее строение молекул.

13 Время. Оно отражает влияние сдвиговой предыстории, то есть в зависимости от того, подвергалось ли вещество перед проведением испытания непрерывному сдвигу в течение определенного периода времени или выдерживалось в покое, вязкость может быть разной.

14 Кислотно-щелочной баланс. Как утверждает французский ученый Андрезьё Седекс, вязкость в диапазоне рН < 5 возрастает. Затем вязкость дисперсии постоянна во всем диапазоне рН, обычно 5-10. При рН > 12 вязкость водной дисперсии резко падает. Этот эффект обусловлен наличием избыточного количества ионов. Следовательно, для того, чтобы

поддерживать максимальную эффективность загущения, необходимо избегать чрезмерного повышения рН. А. И. Бобров приводит данные о прочностных свойствах целлюлозы, полученной при рН 4 (перед размолом высушивалась), обладает очень высокой прочностью на разрыв и продавливаание, величина которой примерно такая же, как у небеленой сульфатной целлюлозы.

15 Физико-химическая природа вещества, которая определяется характером жидкости, и оказывает влияние на вязкость.

1.3 Механизм вязкости

Строгой теории вязкости жидкостей до настоящего момента не создано. Теоретическая интерпретация зависимости вязкостей жидкостей от температуры составляет неотъемлемую часть теории вязкости и теории жидкого состояния в целом. Разработка этой теории позволяет проникнуть в механизм вязкого течения и вскрыть его природу, поэтому на практике широко применяют ряд эмпирических и полуэмпирических формул, достаточно хорошо отражающих зависимость вязкости отдельных классов жидкостей и растворов от температуры, давления, химического состава и так далее.

Основные теории вязкости жидкости были созданы в начале и середине XX века. Рассматривая их, необходимо сказать, что они условно разделились на два направления: жидкость как реальный газ и жидкое состояние, близкое по природе к твердому телу [53].

Первое направление основано на методах статистической механики, разработанной для газового состояния. Второе направление является лидирующим, и завоевывает большее число сторонников, так как оно базируется на результатах рентгенографического анализа.

Представляет интерес рассмотреть несколько теорий, которые дают качественную и количественную картину данного явления, а также хорошо согласуются с экспериментальными исследованиями.

А. Эйнштейн [17, 21] рассматривает вязкость со стороны твердого тела. К сожалению, в предложенном им уравнении, устанавливающим связь между вязкостью дисперсной системы и объемной долей дисперсной фазы суспензии, не отражены многие особенности дисперсных систем. Существует еще несколько теорий вязкости, но в них также имеются недостатки. Например, в теории А. И. Бачинского [54, 55] предложена зависимость, которую применяют во многих теориях вязкости, но используют лишь как интерполяционное соотношение для небольших интервалов температур. Уравнения, выведенные Я. И. Френкелем [36, 55], дают удовлетворительные результаты лишь в узком интервале температур и не всегда выполняются в широкой температурной области. Теория О. Герцога и X. Ц. Кудара [56] применима только для недипольных жидкостей. В теории Э. Андраде [56] упущены детали молекулярной структуры жидкостей. Недостатком теории С. Э. Хайкина [57] является произвольное допущение, сделанное автором, что вязкое течение определяется лишь тангенциальными взаимодействиями. Основные концепции теории Г. Уорда и Д. Бернала предложены только для простых жидкостей. Теория Г. Эйринга и С. Юэлла слишком обобщена, а сравнение теоретических данных с опытными показывает, что механизм, положенный в основание этой теории, требует еще дальнейшей доработки и уточнения. В теории С. Ф. Гудива механизм вязкости основан на тиксотропии, поэтому она представляет для нас наибольший интерес, так как волокнистые суспензии обладают тиксотропными свойствами. Автор считает вышеупомянутую характеристику следствием структуры веществ.

К такому же выводу в своей теории пришел О. А. Терентьев [10]. В своих работах он рассматривает вопрос динамики изменения структуры волокнистой суспензии в процессе развития движения. Он отмечает

интересный факт, что по сравнению с чистой жидкостью в дисперсиях волокон или растворах полимеров с длинными молекулами гидравлическое сопротивление при турбулентном режиме движения понижается. О. А. Терентьев объясняет это тем, что содержащиеся в жидкости длинные частицы уменьшают турбулентные пульсации и, таким образом, способствуют сохранению ламинарного пограничного слоя. Анализируя его труды по структуризации потока, можно выделить основные три стадии:

Первая стадия. Образуется стержень потока из волокон суспензии. Далее они скользят по стенкам канала, а с увеличением скорости - по слою чистой воды, но при этом напряжения трения не достаточно, чтобы вырвать волокна из стержня. В итоге на данной стадии образуется деформированный поток, а внутренние связи между волокнами становятся меньше, также происходит увеличение сил трения и уменьшение прочности стержня.

Вторая стадия. Под действием напряжения трения волокна вырываются из стержня, диспергируются в слое воды и движутся, ориентированные по потоку.

Третья стадия. Стержень полностью разрушается, и поток становится диспергированным. Здесь действуют силы вязкостного трения, характерные для ньютоновских жидкостей. Они действовали и на первой стадии, но только в пристеночной области, поэтому не играли решающего значения.

Вопрос о теории вязкого течения еще очень далек от более или менее окончательного разрешения; большое количество произвольных постоянных в формулах, происходящих из разных теорий, не позволяет решительно отбросить те или иные из них. Именно поэтому качественные модельные представления о механизме вязкого течения играют важную роль при обработке и анализе экспериментальных данных. Для двух- и многофазных суспензий подобный способ анализа, по-видимому, является единственно возможным. Это связано с тем, что структурные особенности волокнистой массы могут варьироваться в широких пределах.

Вязкость жидкостей также зависит от химической структуры их молекул и изменяется закономерно - возрастает с увеличением молекулярной массы. Возникновение в жидкостях (дисперсных системах или растворах полимеров) пространственных структур, образуемых сцеплением частиц или макромолекул, вызывает резкое повышение вязкости [54].

Как утверждают исследователи [34], при анализе вязкости концентрированных суспензий необходимо учитывать способность твердой фазы связывать дисперсионную среду и сорбировать ее своей поверхностью, что приводит к дополнительному утончению ответственных за вязкость суспензии свободных прослоек дисперсионной среды. В результате такого связывания содержание дисперсионной среды в суспензии уменьшается, а объем дисперсной фазы на то же значение увеличивается, что приводит к дополнительному увеличению вязкости суспензии.

Исследования показывают, что при одной и той же температуре критическая скорость сдвига суспензий зависит, в основном, от объемной доли дисперсной фазы и диаметра частиц. С увеличением дисперсной фазы вязкость возрастает, а критическая скорость сдвига уменьшается. При одном и том же содержании дисперсной фазы критическая скорость сдвига быстро уменьшается с уменьшением диаметра частиц, примерно обратно пропорционально удельной площади поверхности частиц. В соответствии с этим вязкость двухфазной дисперсной системы будет определяться суммарной толщиной прослоек и вязкостью дисперсионной среды.

Авторы [10] считают, что вязкость увеличивается, когда между частицами в суспензии или макромолекулами возникают связи, приводящие к возникновению пространственной структуры, в это время вязкость зависит от условий течения и, как правило, уменьшается с ростом скорости сдвига.

Э. Фукс [36] отмечает, что теория жидкого состояния находится в начальной стадии своего развития. Она еще не в состоянии детально учесть индивидуальные особенности химического состава и строения жидкостей. Все теории вязкости, предложенные до настоящего времени, не учитывают

ассоциации молекул жидкостей. По этой причине разработанные экспоненциальные уравнения применяют только к наиболее простым, неассоциированным жидкостям.

Исследователи заметили [49], что изменение вязкости жидкой фазы суспензии оказывает влияние также на хлопьеобразование. Увеличение вязкости дисперсной среды в движущемся потоке бумажной массы способствует уменьшению эффекта хлопьеобразования. Однако при отливе бумажного полотна увеличение вязкости жидкой фазы суспензии замедляет процесс обезвоживания и, следовательно, приводит к получению бумаги неравномерного просвета. Таким образом, отсутствие хлопьеобразования в движущемся потоке волокнистой суспензии хотя и является важным условием, но недостаточно для получения бумаги с равномерным просветом. Свойства готовой бумаги (в том числе и равномерного просвета) определяются результирующим влиянием отдельных противоположно действующих факторов, что необходимо учитывать при отливе бумаги [5].

Автор работы [10] утверждает, что с повышением температуры снижается вязкость и, таким образом, усиливается обезвоживание. Сама температура не изменяет механизм флокуляции, а только снижает гидратную оболочку на поверхности волокон. Очень важно знать, насколько улучшается обезвоживание при незначительном изменении температурного режима в напорном ящике.

1.4 Измерение вязкости

При определении численного значения вязкости волокнистой суспензии в первую очередь возникает вопрос о том, чем проводить измерение. И сразу появляются немалые трудности. Существует огромное количество способов определения вязкости дисперсных систем.

В. А. Падохин и Н. Р. Кокина [58], представили, на наш взгляд, полную классификацию вискозиметров (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 - Классификация вискозиметров

В принципе все приборы должны инвариантно измерять вязкостные характеристики вещества. Однако каждый прибор имеет свой диапазон степени нагружения, скорости нагружения и деформации [59, 60], а целлюлозное волокно обладает рядом свойств, которые не позволяют использовать стандартные вискозиметры. В связи с этим исследователи, работающие в этой области, пытаются конструировать их специально для волокнистых суспензий, используемых в целлюлозно-бумажной промышленности.

В 1968 г. в журнале «Бумажная промышленность» [61] вышла статья «Вискозиметр для волокнистых суспензий». В ней приводится описание установки для измерения вязкости волокнистых суспензий концентрацией от 0,2 до 1%, сконструированной во Владимирском научно-исследовательском институте синтетических смол. Авторы считают, что определить вязкость

можно только при турбулентном движении суспензии в гладких трубах. Данные исследования выполнялись с использованием в качестве каналов трубы диаметром 7,18 мм, что могло привести к влиянию граничного эффекта на энергетические показатели потока [21]. В то же время их попытка определить вязкость волокнистых суспензий с помощью вискозиметра, основанного на законе истечения жидкости из капиллярных трубок, а также вискозиметра с падающим шариком (вискозиметр Хепплера) и вискозиметра ротационного типа не дала положительных результатов. Причиной является забивание волокном капилляров в вискозиметрах, работающих по закону Пуазейля, неравномерного движения шарика в вискозиметрах Хепплера и отжимания волокна вращающимся цилиндром в вискозиметрах ротационного типа.

Исследования на ротационных вискозиметрах, сконструированных Греем и Ван дер Аккером, а также Л. Е. Волковым, показали, что наличие большого зазора между коаксиальными цилиндрами затрудняет осуществление однородного сдвига. Также было обнаружено заклинивание массы и торможение вращающегося цилиндра. В свою очередь насечка тоже не дала положительных результатов. Волокна суспензии свойлачивались в продольные жгуты [2, 62].

Руководствуясь этим условием, А. К. Веретновым [49] был собран вискозиметр с коаксиальными цилиндрами, измерительная поверхность которых была снабжена «гребенками», состоящими из металлических полосок. При такой конструкции измерительной поверхности волокнистая суспензия, заполняя промежутки зубчатых гребенок, составляет с движущимся ротором единую систему. Зубцы гребенок, удерживая волокнистую массу, предотвращают скручивание волокон в жгуты, и ламинарный сдвиг без признаков пристенного скольжения распространяется от поверхности, образованной внешними кромками гребенок, к поверхности внешнего цилиндра. Однако эти данные рознятся с данными, полученными

исследователями Владимирского научно-исследовательского института синтетических смол.

На основании предварительных экспериментов и рассмотрения прогрессивных конструкций ротационных вискозиметров исследователи [3] сделали заключение, что слабым местом многих приборов является устройство вывода измерительного момента. Так как с возрастанием давления в камере с исследуемой средой увеличивается жесткость места уплотнения вывода и, кроме того, за счет некоторой разности мембран появляется усилие разбаланса, вызывающее дополнительную погрешность измерения вязкости. У вискозиметров, работающих по классической схеме цилиндр-цилиндр, как правило, трудно обеспечить отсутствие застойных зон в измерительной камере и вследствие того, что опоры измерительного цилиндра размещены в корпусе с исследуемой средой, они загрязняются, а это вносит значительные погрешности в результаты измерения. Следует также отметить, что совмещение измерительной схемы с приводом вращения ротора ведет к усложнению конструкции прибора и схемы измерения крутящего момента. От удачного выполнения этого узла зависит точность и надежность работы вискозиметра в целом.

По мнению О. А. Терентьева и Э. А. Смирновой [63], волокнистые суспензии, применяемые в целлюлозно-бумажном производстве, имеют в своем составе волокна различных геометрических размеров и физико-механических свойств: от длинных, тонких и гибких волокон целлюлозы до коротких и толстых волокон древесной массы. Для снятия реологических характеристик таких суспензий необходимо обеспечить условия ламинарного сдвига между соседними слоями суспензии, которая в зависимости от режима течения может быть и структурированной, и диспергированной. Эксперимент проводился в вискозиметре ротационного типа. В связи с этим зазор между цилиндрами в вискозиметре должен быть достаточно велик. Кроме того, необходимо обеспечить однородный поток в рабочем зазоре вискозиметра и устранить влияние торцевых эффектов. Для этого был

сконструирован вискозиметр ротационного типа с использованием схемы с противодавлением и с противотоком воды для определения различных реологических характеристик (вязкость, тензоры напряжений) волокнистых суспензий концентрацией от 0,1 до 6 %. Необъяснимым остается тот факт, что использование таких схем приводит к существенному изменению концентрации суспензии в замкнутом объеме вискозиметра [64]. Также при создании противодавления возникают большие погрешности, что отрицательно сказывается на чистоте эксперимента. Г. В. Виноградов считает [65], что для ротационных вискозиметров недоступно исследование распределения величин нормальных напряжений в потоке. Это связано с тем, что в приборах такого рода отрыв полимера от стенок рабочего узла вискозиметра и разрыв сплошности потока наблюдается при скоростях и напряжениях сдвига, много меньших соответствующих величин, регистрируемых в капиллярной вискозиметрии как критические.

В рассмотренных выше исследованиях вязкостные характеристики волокнистых суспензий определялись в различных условиях. В теории ученых Владимирского научно-исследовательского института синтетических смол не учтено следующее: они рассматривают движение волокнистой суспензии в трубах и каналах только при турбулентном режиме, но необходимо учитывать и ламинарный режим; также они искусственно создавали турбулентное движение, что не позволяет достоверно определять вязкость, так как жидкость не истекает из отверстия под собственной массой, что является важным фактором для точного измерения вязкости. К достоинствам капиллярного метода можно отнести возможность непрерывного измерения и хороший класс точности измерения [66, 67, 68, 69].

Теория профессора О. А. Терентьева позволяет более верно оценивать характеристику движения волокнистой массы в трубопроводах, хотя анализ распределения скоростей в зазоре вискозиметра не отвечал условиям однородного сдвига. Также сам автор указывает на недостаток

использования ротационных вискозиметров - вращение внутреннего цилиндра отрицательно влияет на чистоту эксперимента [21]. В свою очередь вызывает сомнение воспроизводимость результатов на данном приборе. Также необъяснимым остается построение линий графиков коэффициента динамической вязкости волокнистых суспензий от концентраций по двум точкам [10]. Данные графиков отличаются от данных, полученных исследователями Владимирского научно-исследовательского института синтетических смол [61] и А. К. Веретновым [49]. Недостатком работы также является определение коэффициента динамической вязкости без учета температуры жидкости, а этот параметр очень чувствителен к ее изменению.

Как показывают эксперименты [67], ротационные вискозиметры применяются не только для измерения вязкости, но и для исследования реологических свойств веществ. Их характерной особенностью является то, что они имеют пристенное скольжение, а также - весьма широкий диапазон измерений и необходимость в каждом конкретном случае производить свою градуировку шкалы. Волокна суспензии при этом свойлачиваются в жгуты, которые, заклиниваясь между ротором и наружным цилиндром, останавливают вискозиметр, либо происходит катание внутреннего цилиндра [62]. Неудовлетворительные результаты получаются в исследованиях, проведенных на крупногабаритных конструкциях, так как зазор между цилиндрами должен быть, по крайней мере, на порядок больше размера флоккул [2]. Помимо этого следует обращать внимание на разогрев жидкости, находящейся между цилиндрами, и на строгую соосность внутреннего и наружного цилиндров [23].

Метод с падающим шариком в классическом варианте (свободное падение шарика и визуальное наблюдение) из-за ряда ограничений и значительной погрешности не получил широкого распространения как в ЦБП, так и в других отраслях. К недостаткам этих приборов можно отнести сложность конструкции, необходимость термостатирования, так как вязкость зависит от температуры, наличие осадков, забивание ячеек сеток,

необходимость периодической промывки устройства специальными растворами [67].

Вибрационный метод измерения вязкости жидкости также не распространен, хотя он обладает многими преимуществами перед «традиционными» методами. Он позволяет создать приборы для непрерывного и автоматического измерения вязкости, достаточно простые и надежные для работы. Но большинство вибрационных вискозиметров еще крайне не совершенны, не обеспечивают достаточной точности измерений и стабильности и пригодны только для измерений в диапазоне комнатной температуры [70].

В работе И. В. Степановой [23] отмечены вискозиметры свободного течения, используемые в ЦБП. Работа заключается в наблюдении времени опорожнения измерительного резервуара. Достоинством данного метода является хорошая воспроизводимость результатов. Автор полно расписал расчеты погрешностей, возникающих в работе на данном вискозиметре. Основным недостатком вискозиметров свободного течения является определение времени истечения фиксированного объема жидкости, который истекает под действием собственной силы тяжести. Причем, после опорожнения резервуара часть массы остается на стенках. В связи с этим меняется давление столба жидкости, и в результате появляется погрешность.

С. В. Бабурин и А. И. Киприанов [2] считают, что трубные вискозиметры отличаются простотой конструкции и позволяют снимать полные реологические характеристики. Однако, несмотря на относительную простоту получения консистентных кривых течения, применение их для условий, отличающихся от условий эксперимента, в котором они были получены, ограничено. Авторы советуют для суспензий, обрабатываемых в центробежных аппаратах: очистителях, размалывающем оборудовании, гидроразбивателях - выбирать ротационные приборы. Для получения реограмм волокнистых суспензий, течение которых происходит в проточных каналах оборудования ЦБП, применять трубную вискозиметрию. Также

авторы предлагают принять во внимание тот факт, что условия для осуществления сдвигового течения, составляющего основу реологических измерений, благоприятнее в трубной вискозиметрии.

Важной особенностью ротационных вискозиметров является то, что измерение вязкости в них можно совмещать с большим числом других реологических измерений (упругости, ползучести, тиксотропии и т.д.) в упругих жидкостях и у материалов, занимающих промежуточное положение между жидкими и твердыми телами. Поэтому ротационные приборы имеют основное значение для характеристики механических свойств очень широкого круга материалов в текучем состоянии [71].

Автор работы [72] рекомендует при выборе вискозиметров обратить внимание на оценку погрешностей методов: падающего шарика от 5 до 6 %, ротационный 2 %, времени истечения 1,5 %. Следовательно, трубная вискозиметрия как метод измерения вязкости более точная, в отличие от ротационной.

Вискозиметры для непрерывного определения вязкости, основанные на других принципах, из-за сложности конструкции и значительной погрешности пока еще не получили в промышленных условиях широкого распространения [66].

В последнее время рынок завоевывают автоматические вискозиметры, которые обладают рядом преимуществ. Основными из них являются непрерывность измерения вязкости в различных интервалах температур, наличие дистанционной электрической передачи сигнала. Главным недостатком данного вида аппаратов является их высокая себестоимость и обслуживание.

Одно из таких устройств описано в работе [73]. Оно позволит более точно и оперативно в автоматическом режиме осуществлять измерение вязкости различных жидкостей как в качестве лабораторного прибора для исследования реологических свойств жидких материалов, так и в качестве датчика вязкости в составе современной автоматизированной системы

обработки информации и управления. Принцип действия основан на замере времени истечения. В данном устройстве усовершенствована измерительная процедура, которая основана на схеме Q = const. При данном условии можно обеспечить принудительное движение с заданной скоростью. Другим важным преимуществом схемы является то, что она позволяет существенно расширить рабочий диапазон прибора в сторону увеличения вязкости контролируемых сред. Установлено также, что при замене плоской формы дна на коническую размер вихревых зон и интенсивность вихреобразования в них заметно уменьшается, а их влияние на формирование дополнительной погрешности прибора существенно ослабевает. Главным источником погрешности в определении вязкости данным методом считается неточность отсчета времени истечения, в работе этому параметру не уделено должного внимания.

Способы определения вязкости. В работе [74] предлагается определение кинематической вязкости жидкости путем измерения средней скорости потока при заданном перепаде давлений по формуле

v = K-q, (i.i)

где К = ^^— - постоянная используемого участка трубопровода;

d - диаметр трубопровода; ^щтт = & ^ ~ число Рейнольдса;

со - средняя скорость течения.

К сожалению, по формуле (1.1) невозможно определить параметр v. Существующие работы по определению коэффициента динамической вязкости позволяют определить значение вязкости для волокнистых суспензий определенных концентраций. Для этих целей авторами работ [10,

63] использован специальный вискозиметр. К сожалению, системного подхода к решению подобной задачи для суспензий различных концентраций и вида сырья волокнистого материала в ходе информационного поиска обнаружено не было. В связи с этим можно предположить, что для решения поставленной задачи можно идти двумя путями:

1 использование специального вискозиметра, позволяющего определить коэффициент динамической вязкости для вышеуказанных суспензий. Этот путь позволяет решить частные задачи, как это было сделано в работах [10, 61,63].

2 определение коэффициента динамической вязкости, заключающегося в использовании закона Ньютона, связывающего между собой динамическую вязкость и скоростные характеристики потока жидкости:

(1-2)

где //-коэффициент динамической вязкости, Па-с; Бед - сила сдвига, Н;

0*2 - г0 - расстояние между слоями жидкости, м;

(г)] -г>2) - разность скоростей движения соседних слоев жидкости, м/с;

б - площадь сдвига слоев, м2.

Учитывая вышеизложенные недостатки приборов и рекомендации по их применению, наиболее подходящий способ определения вязкости волокнистых суспензий, на наш взгляд, изложен в работе [75]. Он основан на определении времени истечения фиксированного объема жидкости, причем человеческий фактор с использованием секундомера исключен. В данном случае время истечения замеряется скоростной видеокамерой с последующей обработкой полученных результатов с помощью программы AVI MPEG ASF

WMV Splitter. Данная программа позволяет замерить время истечения с точностью до 0,001 с.

Вывод предлагаемой формулы базируется на законе Ньютона, который является основополагающим

е \ 4

(vc2-Vcx)a v 7

где//в - коэффициент динамической вязкости воды, Па-с;

(и{ - цв)- разность скоростей движения соседних слоев воды, м/с; (рс2 - и,с) - разность скоростей движения соседних слоев суспензии, м/с.

С целью определения указанных параметров был использован специально разработанный в лаборатории кафедры МАПТ вискозиметр [76]. Прибор также позволяет регулировать скоростные характеристики волокнистых суспензий. Как известно, в вискозиметрах, принцип действия которых основан на замере времени истечения исследуемой жидкости, меняется объем при ее свободном истечении. Этот недостаток устранен, так как в данном вискозиметре обеспечивается принудительное движение жидкости с постоянной заданной скоростью (техническая характеристика представлена в разделе 3.1.1) [51]. Результаты полученных исследований хорошо согласуются с экспериментальными данными Владимирского научно-исследовательского института синтетических смол [61] и с данными, описанными ученым С. О. Апситом, которые представленны в работе [87].

Сравнительный анализ методов, способов и средств измерений для дисперсных систем позволяет сделать заключение, что наибольшее распространение получили вискозиметры, основанные на замере времени истечения жидкости. Эти приборы имеют надежную теоретическую основу, но для достоверности измерений вязкости необходимо соблюдать ряд

условий: расход жидкости Q = const, обеспечение ламинарного режима течения и точный отсчет времени.

Анализ патентов, выданных в последние годы на вискозиметры и способы контроля вязкости волокнистой массы, позволяет сделать вывод, что усовершенствование приборов и методик вызвано необходимостью глубокого и всестороннего изучения вязкости в различных интервалах температур.

В настоящее время проведен большой объем исследований в области определения вязкости волокнистых материалов и совершенствование конструктивных особенностей вискозиметров как у нас в стране, так и за рубежом. Однако все эти работы носят разрозненный характер, и решают отдельные, частные задачи. Анализ литературы по исследованию вязкости волокнистых суспензий показал, что эти данные немногочисленны и противоречивы. На основании проведенного обзора литературных данных можно сделать вывод о необходимости дальнейшего изучения вязкости волокнистых суспензий, используемых в технологиях целлюлозно-бумажного производства и производства древесноволокнистых плит.

В связи с этим основной целью работы является определение особенностей безножевого размола волокнистых полуфабрикатов с учетом комплексного параметра, базирующегося на коэффициенте динамической вязкости волокнистых суспензий; разработка нового способа определения вязкости волокнистых суспензий.

Для этого ставятся следующие задачи:

- обосновать новый способ определения коэффициента динамической вязкости волокнистых суспензий;

- провести исследования коэффициента динамической вязкости волокнистых суспензий с использованием разработанного вискозиметра;

- определить количественные значения коэффициента динамической вязкости волокнистых суспензий;

- провести математическую обработку влияния основных факторов на коэффициент динамической вязкости волокнистых суспензий;

- исследовать влияние вида волокнистых суспензий на значения коэффициента динамической вязкости;

- определить зависимость коэффициента динамической вязкости от степени помола волокнистой массы и ее физического состояния;

- определить зависимость бумагообразующих свойств полуфабрикатов, физико-механических показателей готовых отливок и энергосиловых параметров процесса размола от коэффициента динамической вязкости суспензий;

- разработать комплексный параметр процесса размола волокнистых полуфабрикатов, учитывающий взаимосвязь коэффициента динамической вязкости волокнистых суспензий с их физическим состоянием, качественными показателями процесса размола, прочностными характеристиками готовых изделий (отливок).

2 Теоретический анализ определения коэффициента динамической вязкости волокнистых суспензий

Для проведения теоретического анализа необходимо решить следующие задачи:

- определить характер скоростных потоков волокнистых суспензий в каналах вискозиметра;

- провести расчет площади сдвига слоев волокнистых суспензий;

- рассчитать значения коэффициентов динамической вязкости волокнистых суспензий.

Как указывалось ранее (раздел 1.4), используемые до настоящего времени вискозиметры для однородных ньютоновских жидкостей не приемлемы для определения коэффициента динамической вязкости волокнистых суспензий.

Для этой цели предложен новый способ определения коэффициента динамической вязкости ц, Пах для волокнистых суспензий, основанный на разности скоростей истечения их из насадки вискозиметра, контроля времени истечения и применением зависимости [77]

м = т.± = Г-(/2-Г1)=^-(Г2-Г1) (21)

Ли (ц-и2)

где т - касательное напряжение внутреннего трения, Па;

й?о -1

--градиент скорости, с ;

аг

Бод - сила сдвига, Н;

Бед - площадь сдвига слоев, м2.

1*1, г2 - расстояния соседних слоев от оси трубопровода, м;

1>1,1>2 - скорости соседних слоев, м/с.

Существующие ранее способы определения динамической вязкости, основанные на свободном времени истечения жидкости из определенного сосуда, имели погрешность, связанную с постоянно меняющимся объемом жидкости. В предложенном способе эта погрешность эксперимента устранена, так как вискозиметр обеспечивает принудительное движение жидкости (волокнистой суспензии) с заданной постоянной скоростью. На способ определения коэффициента динамической вязкости волокнистых суспензий подана заявка на изобретение, и получено положительное решение [76]. Принципиальная технологическая схема работы предложенного вискозиметра представлена на рисунке 2.1.

1 - рабочий цилиндр; 2 - поршень; 3 - удлинитель; 4 - насадка

Рисунок 2.1 - Принципиальная технологическая схема вискозиметра

Методика проведения эксперимента с использованием предложенного вискозиметра и его техническая характеристика изложены в разделе 3.3.

В качестве примера ниже приведены результаты обработки бисульфитной небеленой целлюлозы концентрацией С = 0,5, 1,0 и 1,5 % при температуре г = 25 °С, давлении Р = 7 МПа и начальном градусе помола 18° ШР в сравнении с водой.

2.1 Характер распределения скоростных потоков волокнистых суспензий в полости рабочего цилиндра

Изучение движения суспензии при больших скоростях, то есть при турбулентном режиме, носит больше познавательный, теоретический характер. Практически транспортные системы волокнистых суспензий эксплуатируются при скоростях движения 0,5 - 3 м/с. Следовательно, практический интерес представляют ламинарный и переходный режимы течения [62].

На рисунке 2.2 представлена схема распределения скоростей волокнистых суспензий в поперечном сечении полости рабочего цилиндра.

т^шах - максимальная скорость потока м/с; иср - средняя скорость потока, м/с; г0 - радиус полости рабочего канала, м; / = (и, - иг) - разница скоростей соседних слоев, м/с; ^ - расстояние от оси полости рабочего канала до какой-либо точки живого сечения (соответствующей скорости), м

Рисунок 2.2 - Схема распределения скоростей жидкости в поперечном сечении полости рабочего цилиндра

В соответствии с расчетными данными, при значении критерия Рейнольдса Яе = 3746, в полости рабочего цилиндра режим течения ньютоновской жидкости соответствует переходному, между ламинарным и турбулентным [78, 79, 80, 81]. Учитывая, что в волокнистых суспензиях волокна играют роль демпферов, гасящих микротурбулентность внутри потока [21], делаем допущение, что режим течения суспензий в полости рабочего цилиндра носит характер ближе к ламинарному.

Средняя скорость потока живого сечения рабочего цилиндра определяется следующим выражением [78, 79]

где Q - секундный расход суспензии, м3/с;

s - площадь живого сечения полости рабочих каналов, м2.

Величина секундного расхода жидкости определяется из выражения:

Q = /с (2.3)

где Уц - объем полости рабочего цилиндра вискозиметра, м3; t - время истечения исследуемой жидкости из насадки, с.

Время истечения замерялось путем скоростной видеокамеры и последующей обработки полученных результатов с помощью программы АVI MPEG ASF WMV Splitter. Данная программа позволяет замерить время истечения с точностью до 0,001 с. В таблице 2.1 представлены значения времени истечения исследуемой жидкости из насадки, а также величина секундного расхода.

Таблица 2.1

- Значения времени истечения из насадки и величина секундного расхода жидкостей

Входные параметры Выходные параметры

объем полости рабочего О цилиндра, Уц, м исследуемая жидкость концентрация, С,% время истечения, г, с секундный расход, С), м3/с

вода 16,15 0,000346

0,0056 0,5 18,14 0,000308

целлюлоза 1 18,6 0,000301

1,5 19,15 0,000292

Из таблицы 2.1 следует что, для волокнистых суспензий, при прочих равных условиях, увеличение концентрации приводит к увеличению значений времени истечения. Время истечения для воды в сравнении с волокнистой суспензией является величиной меньшей [82, 83, 84].

Максимальная скорость потока при ламинарном режиме вдоль оси X имеет место при г = 0 и определяется выражением [79]

Члах =2'иср-

(2.4)

При ламинарном режиме скорость в потоке в любой точке живого сечения можно определить из зависимости [79]

V - V

/ Л2 г

\го У

(2.5)

где г) - скорость в произвольной точке живого сечения, м/с; 1>тах - максимальная скорость в потоке, м/с;

г - расстояние от оси полости рабочего канала до исследуемой точки

живого сечения, м; г0 - радиус полости рабочего канала, м.

Величины скоростей потока рассчитываются путем подстановки различных значений "г" в уравнение (2.5).

Таблица 2.2 - Расчетные значения скоростей в соседних слоях жидкости

Входные параметры Выходные параметры

исследуемая жидкость концентрация С,% скорость х>2, м/с скорость соседнего слоя, 1)], м/с

вода 0,043 0,06

0,5 0,0383 0,054

целлюлоза 1 0,0373 0,0526

1,5 0,0363 0,051

Из таблицы 2.2 следует, что для волокнистых суспензий, при прочих равных условиях, увеличение концентрации рабочей среды приводит к уменьшению значений скоростей потока. Это связано с тем, что с увеличением концентрации возрастает вязкость исследуемых жидкостей. Для воды, т.е. ньютоновской жидкости, значение скорости истечения является наибольшей величиной.

2.2 Расчет площади сдвига слоев при течении волокнистых суспензий в полости рабочего цилиндра и определение силы сдвига

На рисунке 2.3 представлена условная схема распределения скоростей жидкости в поперечном сечении рабочего цилиндра и развертка произвольно выбранного слоя этой жидкости.

а б

а - условное распределение скоростей при ламинарном режиме;

б - развертка цилиндрического слоя жидкости

Рисунок 2.3 - Определение площади сдвига слоев

Известно, что площадь прямоугольника рассчитывается как произведение двух сторон. Из рисунка 2.3а выбираем произвольный сдвиг слоев исследуемой жидкости и делаем его развертку, которая представлена на рисунке 2.36. Исходя из этого, площадь сдвига слоев рассчитывается по формуле

*сд=2-кчу1, (2.6)

где / = (ц - о2) - разница скоростей соседних слоев (рисунок 2. ]), м.

Подставив значения Г| и / в зависимость (2.6), получим расчетные значения б, результаты которых представлены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 - Расчетные значения площадей сдвига слоев

Входные параметры Выходные параметры

исследуемая жидкость концентрация С, % $СД, М2

вода 0,00444

0,5 0,00394

целлюлоза 1 0,00385

1,5 0,00374

Из таблицы 2.3 видно, что для волокнистых суспензий, при прочих равных условиях, в соответствии с результатами эксперимента, увеличение концентрации приводит к уменьшению значений площадей сдвига. Для воды площадь сдвига имеет наибольшее значение.

Установлено, что размер полостей рабочих каналов при одинаковых значениях концентрации, как и следовало ожидать, существенно влияет на изменение величины площади сдвига. Уменьшение диаметра полостей рабочих каналов приводит к значительному увеличению значения площади сдвига [84].

Сила сдвига для суспензии Рссд до настоящего времени определялась достаточно трудоемким способом. Это связано с конструктивными сложностями, а также с достаточно большими затратами на изготовление и монтаж измерительного оборудования. В одном из исследований по сдвиговому течению волокнистых систем ученые [85] установили, что с увеличением концентрации сила сдвига суспензии увеличивается, поэтому

можно сделать вывод, что сила сдвига суспензии больше силы сдвига воды

рс > рв

Заключение диссертации по теме «Технология и оборудование химической переработки биомассы дерева; химия древесины», Ерофеева, Анна Александровна

Заключение

В результате проведенных исследований по выявлению реологических особенностей волокнистых суспензий в процессе размола были получены следующие результаты:

1 Разработан новый способ определения коэффициента динамической вязкости волокнистых суспензий.

2 Определены количественные значения коэффициента динамической вязкости волокнистых суспензий, позволяющие обеспечить регулирование процесса безножевого размола.

3 Получена математическая модель влияния основных факторов процесса размола на коэффициент динамической вязкости.

4 Установлено, что качественные значения коэффициента динамической вязкости зависят от физического состояния волокнистых суспензий, их вида и степени помола волокнистых полуфабрикатов.

5 Определена зависимость бумагообразующих свойств волокнистых полуфабрикатов, физико-механических показателей готовых отливок и энергосиловых параметров процесса размола от коэффициента динамической вязкости суспензий. Установлено, что уменьшение коэффициента динамической вязкости волокнистых суспензий приводит к росту бумагообразующих свойств, физико-механических показателей готовых отливок, увеличению производительности размольной установки и снижению удельного расхода электроэнергии.

6 Определен комплексный параметр процесса размола волокнистых полуфабрикатов, который представлен в виде взаимосвязи коэффициента динамической вязкости волокнистых суспензий с их физическим состоянием, качественными показателями процесса размола, прочностными характеристиками готовых изделий (отливок).

7 Представлено истинное значение давления, возникающего в месте мгновенного контакта с неподвижной преградой фронта истекающей струи суспензии при безножевом способе размола, в сравнении с водой.

8 Расчетный ожидаемый экономический эффект на ООО «Енисейский ЦБК» составит около 12 млн. руб. в год. Эффект может быть получен за счет уменьшения коэффициента динамической вязкости бумажной массы, что приведет к улучшению качества готовой продукции и снижению удельного расхода электроэнергии.

9 Результаты исследований могут являться руководящим материалом при проведении размола волокнистых полуфабрикатов безножевым способом в промышленных условиях.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Ерофеева, Анна Александровна, 2012 год

Библиографический список

1 Шварц, А. Попытка прогноза / А. Шварц // Целлюлоза, бумага, картон. -2004.-№4.-С. 3-5.

2 Бабурин, С. В. Реологические основы процессов целлюлозно-бумажного производства / С. В. Бабурин, А. И. Киприанов.- М.: Лесная промышленность, 1983. - 192 с.

3 Шайдуров, Г. Ф. О вязкости и упругости бумажной массы / Г. Ф. Шайдуров // Коллоидный журнал. - 1955. - Том XVII. Выпуск 5.

4 Борисенкова, Е. К. Влияние боковых СН3 - групп на реологические свойства линейных полиэтиленов / Е. К. Борисенкова, Г. П. Белов, Б. В. Ярлыков // Тепло- и массообмен в полимерных системах и суспензиях: матер, междунар. школы-семинара. - Минск, 1984. Часть II. - С. 102 - 107.

5 Батрамеев, В. Ф. Измерение вязкости расплава полимера в непрерывном процессе полимеризации капролактама автоматическим ротационным вискозиметром/ В. Ф. Батрамеев, М. В. Кулаков // Тепло- и массообмен в полимерных системах и суспензиях: материалы международной школы-семинара. - Минск, 1984. Часть II. - С. 139-145.

6 Химическая энциклопедия / под общ. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Совет, энцикл., 1988 - Т. 1: Абл-Дар. - 623 с.

7 Лобовиков, Т. С. Экономика комплексного использования древесины / Т. С. Лобовиков, А. П. Петров. - М.: Лесн. промышленность, 1976. - 168 с.

8 Корда, Ж. Размол бумажной массы / Ж. Корда, 3. Либнар, Ю. Прокоп. -М.: Лесная промышленность, 1967. -421 с.

9 Фролов, М. В. Структурная механика бумаги (бумажных текстильных материалов из химических и натуральных волокон) / М. В. Фролов. - М.: Лесная промышленность, 1982. - 272 с.

ЮТерентьев, О. А. Реология и гидродинамика бумажной массы / О. А. Терентьев, В. С. Куров. - Л.: ЛТА, 1986. - 81 с.

11 Гноевой, А. В. Основы теории течений бингамовских сред /

A. В. Гноевой, Д. М. Климов, В. М. Чесноков. - М.: Физматлит, 2004. - 272 с.

12 Перцев, И. М. Использование структурно-механических характеристик при разработке новых медицинских мазей / И. М. Перцев, А. А. Аркуша,

B. Г. Гунько // Физико-химическая механика дисперсных систем и материалов: сб.ст. - К.: Наукова думка, 1983. - Ч. 2. С. 262-263.

13 Пирогов, А. Н. Инженерная реология. / А. Н. Пирогов, Д. В. Доня. -Кемерово: КемТИПП, 2004. - 110 с.

14 Поверхностные явления и поверхностно-активные вещества / А. А. Абрамзон [и др.]. - Л.: Химия, 1984. - 392 с.

15 Тенцова, А. И. Современные аспекты исследования и производства мазей / А. И. Тенцова, В. М. Грецкий. -М.: Медицина, 1980. - 192 с.

16 Тогашева, А. Р. Технология транспорта высокопарафинистых нефтей на основе применения депрессорных присадок: автореф. дис. ...канд. техн. наук / А. Р. Тогашева. - Уфа, 2007. - 19 с.

17 Демков, А. И. Реологические системы и условия регенерации фильтрующего материала полипропилен в фильтрах А. И. Демкова / А. И. Демков. - . 2008. - 17 с.

18 Рейнер, М. Реология / М. Рейнер. - М.: Наука, 1965. - 224 с.

19 Уилкинсон, У. J1. Неньютоновские жидкости. Гидромеханика, перемешивание и теплообмен / У. JI. Уилкинсон. - М.: Мир, 1964. - 216 с.

20 Физическая энциклопедия / под общ. ред. А. М. Прохоров. - М.: Большая рос. энцикл., 1998 - Т. 1. - 704 с.

21 Терентьев, О. А. Гидродинамика волокнистых суспензий в целлюлозно-бумажном производстве / О. А. Терентьев - М.: Лесная промышленность, 1980. - 248 с.

22 Шустов, А. Д. Реологические свойства бумаги и их влияние на требования к электроприводу бумагоделательных машин / А. Д. Шустов // Бумагоделательное машиностроение. ЦНИИБУММАШ. - 1964. - Вып. XII. -

C. 240-246.

23 Степанова, И. В. Вязкость жидких сред. / И. В. Степанова, А. В. Тарасов. - СПб.: СПбГУПС, 2006. - 37 с.

24Бурдун, Г. Д. Справочник по Международной системе единиц / Г. Д. Бурдун. - М.: Изд-во стандартов, 1980. - 232 с.

25 ГОСТ 1929-87. Нефтепродукты. Методы определения динамической вязкости на ротационном вискозиметре. - М.: Изд-во стандартов, 1986. - 12 с.

26 ГОСТ 33-2000 (ИСО 3104-94). Прозрачные и непрозрачные жидкости. Определение кинематической вязкости и расчет динамической вязкости. -М.: Стандартинформ, 2001. - 20 с.

27 ГОСТ 33-62 (СТ СЭВ 1494-79). Нефтепродукты. Метод определения кинематической и расчет динамической вязкости. - М.: Изд-во стандартов, 1982.-18 с.

28 ГОСТ 6258-85. Межгосударственный стандарт нефтепродукты. Метод определения условной вязкости. Нефтепродукты. Методы анализа. - М.: Стандартинформ, 2006. - Ч. 2. - С. 18-22.

29 ГОСТ 9454-78. Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах. - М.: Изд-во стандартов, 1978. - 12 с.

30 Мачихин, Ю. А. Инженерная реология пищевых материалов / Ю. А. Мачихин, С. А. Мачихин. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. -216 с.

31 Цейтлин, В. Г. Техника измерений расхода и количества жидкостей, газов и паров / В. Г. Цейтлин. - М., 1968. - 192 с.

32 Belle, L. Experimental Cookery. From The Chemical And Physical Standpoint / L. Belle // John Wiley & Sons, 1937. - 254 p.

33 Пакшвер, Э. А. Реологический метод исследования растворов целлюлозы и ее производных / Э. А. Пакшвер; под общ. ред. В. П. Карливана. - Рига: Зинатне, 1981.-258 с.

34 Волков, В. А. Коллоидная химия / В. А. Волков. - М. МГТУ им. А. Н. Косыгина, 2001. - 640 с.

35 Павлова, С. А. Вискозиметрия целлюлозы и ее эфиров. Методы определения целлюлозы / С. А. Павлова; под общ. ред. В. П. Карливана. -Рига: Зинатне, 1981.-258 с.

36 Фукс, Г. И. Вязкость и пластичность нефтепродуктов / Г. И. Фукс. -Москва -Ижевск, 2003. - 328 с.

37 Шрамм, Г. Основы практической реологии и реометрии / Г. Шрамм. -М.: КолосС, 2003.-312 с.

38 Ерофеева, А. А. Основные физические параметры процесса соударения струи суспензии с преградой в безножевой размольной установке / А. А. Ерофеева, В. И. Ковалев, Ю. Д. Алашкевич // Химия растительного сырья. -2009. - № 3. - С. 165-168.

39 Определение плотности волокнистой суспензии / А. А. Ерофеева [и др.] // Актуальные проблемы современной науки: сб.ст. - Самара: Изд-во СамГТУ, 2010.-81-84 с.

40 Покровский, В. Н. Динамика слабо связанных линейных макромолекул / В. Н. Покровский // Успехи физических наук. 1992. - Т. 162. №5. - С. 87-120.

41 Рахимкулов, Р. Р. Сопоставление значений величины вязкости разрушения К1с, полученной на образцах с шевронной прорезкой и по стандартной методике для стали СтЗсп / Р. Р. Рахимкулов // Нефтегазовое дело. - 2010. - № 2. - С. 59-59.

42 Пономарев, С. В. Теоретические и практические аспекты теплофизических измерений / С. В. Пономарев, C.B. Мищенко, А. Г. Дивин. Тамбов: Изд-во ТамбГТУ, 2006. - 216 с.

43 Ребиндер, П. А. О структурно-механических свойствах дисперсных и высокомолекулярных систем / П. А. Ребиндер, Н. В. Михайлов // Коллоидный журнал. - 1955. - T. XVII. - Вып. 5.

44 Целлюлоза и ее производные / под общ. ред. Н. Байклза, JI. Сегала. -М.: Мир. - 1974. -Т.1.-496 с.

45 Ковалев, В. И. Зависимость основных физических параметров при контакте струи суспензии с преградой от температуры в безножевой

размалывающей установке / В. И. Ковалев, А. А.Ерофеева, Ю. Д. Алашкевич // Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья: матер, всерос. конф. - Книга 1. - Барнаул: Изд-во Алтайского гос. унта, 2009.-С. 219-221.

46 Ерофеева, А. А. Факторы, влияющие на вязкость волокнистой суспензии / А. А. Ерофеева, Ю. Д. Алашкевич, В. И. Ковалев //Лесной и химический комплексы - проблемы и решения: сб. ст. всерос. науч.-практ. конф., посвященной 80-летию СибГТУ. - Красноярск: СибГТУ, 2010. - Т. 2. С. 101-105.

47 Влияние температуры на основные физические параметры при течении жидкости в размольной установке / А. А. Ерофеева, [и др.] // Лесной вестник. - 2010. - № 6. - С. 157-160.

48 Влияние технологических параметров в процессе размола на вязкость волокнистых суспензий / А. А. Ерофеева [и др.] // Молодые ученые в решении актуальных проблем науки: сб. ст. всерос. науч.-практ. конф. -Красноярск: СибГТУ, 2011. - Т. 2. С. 67-69.

49 Веретнов, А. К. Исследование влияния силовых воздействий на процесс размола целлюлозы в ножевых машинах и разработка конструкции гарнитура для ее гидродинамической обработки: дис. ... канд. техн. наук: 05.21.03 / А. К. Веретнов. - Красноярск, 1973. - 159с.

50 Ерофеева, А. А. Влияние температуры на вязкость макулатурной массы / А. А. Ерофеева, В. И. Ковалев, Ю. Д. Алашкевич // Инновационные химические технологии и биотехнологии материалов и продуктов: сб.ст. междунар. конф. Рос. хим. общ-ва Д. И. Менделеева. - М. : РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2010. - С. 243 - 245.

51 Ходаков, Г. С. Реология суспензий. Теория фазового течения и ее экспериментальное обоснование / Г.С. Ходаков // Российский химический журнал. - 2003. - Т.ХЬУП. - № 2 - С. 33-44.

52 Бобров, А. И. Производство сульфитной целлюлозы на магниевом основании. Обзор ЦНИИТЭИ / А. И. Бобров. - М., 1964. - 193 с.

53 Краткий экскурс в теории вязкости дисперсных систем / А. А. Ерофеева [и др.] // Лесной и химический комплексы - проблемы и решения: сб. ст. всерос. науч.-практич. конф. - Красноярск: СибГТУ, 2010. Т.2 — С. 105-109.

54 Воларович, М. П. Алексей Иосифович Бачинский / М. П. Воларович // Успехи физических наук. - 1947. - Т.ХХХ1, вып. 3.

55 Конашков, В. В. Разработка технологии получения аморфизующихся кобальтовых сплавов на основе изучения их вязкости: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.16.02 /В. В. Конашков. - Екатеринбург, 2005. - 24 с.

56 Бак, Б. В. Современное состояние теории вязкости / Б. В. Бак // Успехи физических наук. - 1935. - Т. XV, вып. 3.

57 Леонтьева, А. А. Современные теории вязкости жидкости / А. А. Леонтьева // Успехи физических наук. - 1940. - Т. XXIII, вып. 2.

58 Падохин, В. А. Физико-механические свойства сырья и пищевых продуктов / В. А. Падохин, И. Р. Кокина. - Иваново: ИванГХУ, 2007. - 154 с.

59 Методы исследования целлюлозы / под общ. ред. В. П. Карливан. -Рига: Зинатне, 1981.-264 с.

бОРивкин, С. Л. Вязкость воды и водяного пара / С. Л. Ривкин, А. Я. Левин, Л. Б. Израилевский. -М.: Издательство стандартов, 1979. - 128 с.

61 Реусов, А. В. Вискозиметр для волокнистых суспензий / А. В. Реусов, М. Г. Кизин, В. Е. Богословский // Бумажная промышленность. - 1968. - № 9. С. 11-12.

62 Климов, В. И. Гидротранспорт волокнистых материалов в целлюлозно-бумажном производстве / В. И. Климов. - М.: Лесная промышленность, 1971. -280 с.

63 Смирнова, Э. А. Разработка модели комплексной реологической характеристики бумажной массы с целью практического использования при оптимизации режимов работы гидравлического оборудования ЦБП: дис. ... канд. техн. наук : 05.06.03 : защищена 1983 / Э. А. Смирнова. - 1983. - 228 с.

64 Тотухов, Ю. А. Влияние реологической характеристики волокнистой суспензии на эффективность работы напорного ящика бумагоделательной машины: дис. ... канд. техн. наук: 05.06.03 / Ю. А. Тотухов. - Л., 1978. - 185 с.

65 Виноградов, Г. В. Высокомолекулярные соединения / Г. В. Виноградов // Высокомолекулярные соединения. - 1971г. Т13, №2 - 294 с.

66 Волков, А. Д. Физические свойства щелоков целлюлозно-бумажного производства / А. Д. Волков, Г. П. Григорьев. - М.: Гослесбумиздат, 1963. -98 с.

67 Зингель, Т. Г. Системы управления химико-технологическими процессами / Т. Г. Зингель. - Красноярск: СибГТУ, 2003. - 343 с.

68 Ерофеева, А. А. Особенности измерения вязкости волокнистых суспензий / А. А. Ерофеева, В. И. Ковалев, Ю. Д. Алашкевич // Молодые ученые в решении актуальных проблем науки: сб. ст. всерос. науч.-практ. конф. - Красноярск: СибГТУ, 2009. - Т.1. - С. 241-243.

69 Ерофеева, А. А. Аналитический обзор известных решений по определению вязкости волокнистых суспензий / А. А. Ерофеева, В. И. Ковалев, Ю. Д. Алашкевич // Молодые ученые в решении актуальных проблем науки: сб. ст. всерос. науч.-практ. конф. - Красноярск: СибГТУ, 2009. - Т.1. - С.375-380.

70 Соловьев, А. Н. Вибрационный метод измерения вязкости жидкости / А. Н. Соловьев, А. Б. Каплун. - Новосибирск: Наука, 1970. - 140 с.

71 Ротационные приборы. Измерение вязкости и физико-механических характеристик материалов / И. М. Белкин [и др.]. - М.: Машиностроение, 1968.-272 с.

72 Ишханов, Ю. Б. Динамическая вязкость фторбензола, хлорбензола, их растворов с бензолом: дис. ...канд. техн. наук: 05.14.05: защищена 1984 / Ю. Б. Ишханов. - 1984. - 220 с.

73 Чупаев, А. В. Автоматизированное устройство для измерения вязкости жидкости по методу Пуазейля: автореф. ...канд. техн. наук: 05.11.13 / А. В. Чупаев. - Казань, 2010. - 16 с.

74 Пат. 347633. Способ определения кинематической вязкости жидкости / О. В. Павлов, А. Б. Рухин. Институт ядерной физики АН Казахской ССР. 04.09.1972-5с.

75 Определение коэффициента динамической вязкости волокнистых суспензий / А. А. Ерофеева [и др.] // Химия растительного сырья. 2010. -№ 4. - С.177-182.

76 Решение о выдаче патента на изобретение от 28. 10. 2010г. Заявка 2010144231/28 (063743) Российская Федерация, МПК7 G01N 11/04 (2006.01). Способ измерения вязкости неньютоновских жидкостей / Ю. Д. Алашкевич,

B. И. Ковалев, А. А Ерофеева. (Россия); заявитель Сибир. госуд. технолог, ун-т./ пат. поверенный И. П. Куличкова; заявл. 28.10.2010.

77 Физический энциклопедический словарь / под общ. ред.

A. М. Прохорова - М.: Советская энциклопедия, 1983. - 928 с.

78 Агроскин, И. И. Гидравлика / И. И. Агроскин. - М. : Энергия, 1964. -352 с.

79 Старк, С. Б. Основы гидравлики, насосы и воздуходувные машины /

C. Б. Старк. - Москва.: МеталлурГИЗдат, 1961. - 460 с.

80 Ерофеева, А. А. Коэффициент динамической вязкости волокнистых суспензий / А. А. Ерофеева, Ю. Д. Алашкевич // Молодые ученые в решении актуальных проблем науки: сб. ст. всерос. науч.-практ. конф. - Красноярск: СибГТУ, 2010. Т.2. - С. 89-92.

81 Ерофеева, А. А. Моделирование скоростных характеристик волокнистой суспензии с заданной вязкостью в безножевой размольной установке типа «струя-преграда» / А. А. Ерофеева, Ю. Д. Алашкевич,

B. И. Ковалев // Нестационарные, энерго- и ресурсосберегающие процессы и оборудование в химической, нано- и биотехнологии - НЭРГО-2011: Мат. международ, конф. / под общ.ред. Г. И. Ефремова. - М.: Изд-во МГОУ, 2011. - С. 274-279.

82 Влияние скоростных характеристик потока волокнистых суспензий на касательные напряжения внутреннего трения / А. А. Ерофеева [и др.] // Химия растительного сырья. - 2010. - № 3. - С. 181-188.

83 Определение скоростных характеристик течения волокнистых суспензий в каналах / А. А. Ерофеева, [и др.] // Молодые ученые в решении актуальных проблем науки: сб. ст. всерос. науч.-практ. конф. - Красноярск: СибГТУ, 2010. - Т.2. - С. 100-103.

84 Анализ распределения скорости струи суспензии при течении ее в рабочих органах размольной установки «струя - преграда» / А. А. Ерофеева [и др.] // Лесной вестник. - 2010. - № 4. - С. 157-160.

85 Фейтельсон, Л. А. Сдвиговое течение монодисперсных волокнистых композиций / Л. А. Фейтельсон, В. П. Ковтун // Тепло- и массообмен в полимерных системах и суспензиях: матер, международ, школы-семинара // Минск; - 1984. - Ч. II. - С. 198-205.

86 Ерофеева, А. А. Определение коэффициента динамической вязкости макулатурной массы / А. А. Ерофеева, В. И. Ковалев, Ю. Д. Алашкевич // Лесной журнал. - 2011. - № 4. - С. 115-119.

87 Справочник химика: в 5 т. - Л.; М.: Госхимиздат, 1964. - 1071 с.

88 Апсит, С. О. Бумагообразующие свойства волокнистых полуфабрикатов // С. О. Апсит, А. В. Килипенко. М.: Лесная промышленность, 1972. - 88 с.

89 Решетова, Н. С. Размол целлюлозы безножевым способом в магнитном поле: дис. ...канд. техн. наук: 05.21.03 /Н. С. Решетова. - Красноярск, 2002. -138 с.

90 Пен, Р. 3. Статистические методы моделирования и оптимизации процессов целлюлозно-бумажного производства / Р. 3. Пен - Красноярск: Изд-во КГУ, 1982.-192 с.

91 Пижурин, А. А. Оптимизация технологических процессов деревообработки \ А. А. Пижурин - М.: Лесн. промышленность, 1975. - 312 с.

92Изаков, Ф. Я. Планирование эксперимента и обработка опытных данных / Ф. Я. Изаков - Челябинск, 1997. - 128 с.

93 Медведицков, А. Н. Вязкость жидкой серы и бинарной системы сера -йод в диапазоне температур 350 - 1000 К: Дис. ...канд. техн. наук: - 01.04.14. М, 1984.- 166 с.

94 Тимрот, Д. Л. Теплофизика высоких температур / Д. Л. Тимрот, С. А. Трактуева, Б. А. Алексеев 1983. Т. 5 - с. 884.

95 Пат. 2196859 Российская Федерация, МПК7 D21D 1/34, В02С 19/06. Установка для измельчения волокнистого материала / Алашкевич Ю. Д., Ковалев В. И., Ширенин В. М., Невзоров А. И.; заявитель и патентообладатель: Сибир. госуд. технолог, ун-т № 2001133746/12. ; заявл. 11.12.2001; опубл. 20.01.2003, Бюл. №2.-8 с.

96 Пат. 2209264 Российская Федерация, МПК7 D21D 1/34, В02С 19/06. Установка для измельчения волокнистого материала / Алашкевич Ю. Д., Ковалев В. И., Ширенин В. М.; заявитель и патентообладатель: Сибир. госуд. технолог, ун-т № 2001132986/12. ; заявл. 05.12.2001; опубл. 27.07.2003, Бюл. №21.-8 с.

97 Пат. 2363792 Российская Федерация, МПК7 D21C 1/00. Установка для измельчения волокнистого материала / Алашкевич Ю. Д., Ковалев В. И., Невзоров А. И., Марченко Р. А.; заявитель и патентообладатель: Сибир. госуд. технолог. ун-т№ 2008119775/12.; заявл. 19.05.2008; опубл. 10.08.2009, Бюл. № 22. - 8 с.

98 Решение о выдаче патента на изобретение от 28. 10. 2010г. Заявка 2010126437/13 (037670) Российская Федерация, МПК7 G01N 11/04 (2006.01). Установка для измельчения волокнистого материала / Ю. Д. Алашкевич, В. И. Ковалев, А. А Ерофеева. (Россия); заявитель Сибир. госуд. технолог, ун-т./ пат. поверенный И. П. Куличкова; заявл. 28.06.2010.

99Уатте, У. Определение водоудерживающей способности различных беленых и небеленых целлюлоз / У. Уатте. - Экспресс-информация. - 1968.

100 Винецкая, Е. Я. Адсорбционный метод определения внешней удельной поверхности суспензии целлюлозы в процессе размола / Е. Я. Винецкая // Бум. промышленность. - 1958. - № 4. - С. 21 - 22.

101 Иванов, С. Н. Технология бумаги / С. Н. Иванов. - М.: Гослесбумиздат, 1970. - 720 с.

102 Васютин, В. Г. Интенсификация процесса комбинированного размола целлюлозных суспензий: Дис. ...канд. техн. наук: - 05.21.03. Красноярск, 1987. - 166 с.

103 Алашкевич Ю. Д. Исследование гидродинамических явлений в процессе размола волокон в ножевых размалывающих машинах: Дис. ... канд.тех.наук - 05.06.03. - Л., 1970. - 143 с.

104 Кутовая Л. В. Комплексный параметр процесса обработки волокнистых суспензий безножевым способом в установке типа «струя-преграда». Дис. ... канд.тех.наук. - Красноярск, 1998. - 178 с.

105 Сергеева, А. С. Технологический контроль целлюлозного производства / А. С. Сергеева. - М.: Лесн. промышленность, 1969. - 216 с.

106 Шутова, А. И. Задачник по коллоидной химии/ А. И. Шутова. -М.: Высш. шк. 1966. - 88 с.

107 Михайлов, И. В. О структурно-механических свойствах дисперсных и высокомолекулярных систем / И. В. Михайлов, П. А. Ребиндер // Коллоидный журнал. - 1955. - Т. XVI. Вып. 5.

108 Ерофеева, А. А. Зависимость изменения коэффициента динамической вязкости волокнистых суспензий от их физического состояния / А. А. Ерофеева, Ю. Д. Алашкевич // Лесной и химический комплексы -проблемы и решения: сб. ст. всерос. Науч.-практ. конф. - Красноярск: СибГТУ. - 2009, Т. 1. - С. 327-334.

109 Ковалев В. И. Размол волокнистых цолуфабрикатов при различном характере построения рисунка ножевой гарнитуры: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук / В. И. Ковалев. - Красноярск, 2007. -22 с.

110 Ширенин В. М. Механизм гидродинамической обработки волокнистых материалов в безножевой размольной установке: автореф дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук / В. М. Ширенин. - Красноярск, 2003. -20 с.

111 Бывшев А. В. О прочности связи единичных волокон в листе бумаги / А. В. Бывшев [и др.] // Субмикроскопическое строение древесины и его роль в процессах делигнификации. Тез. докл. 4-го науч.семинара. Рига, -1990.-С. 93-98.

112 Пат. 2425716 Российская Федерация, МПК7 В02С 7/00 (20006,01). Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы / Алашкевич Ю. Д., Ковалев В. И., Ерофеева А. А.; заявитель и патентообладатель: Сибир. госуд. технолог, ун-т № 2010126441/21. ; заявл. 28.06.2010; опубл. 10.08.2011, Бюл. № 22. - 5 с.

113 Ковалев, В. И. Силовые факторы в месте мгновенного контакта истекающей струи с неподвижной преградой при безножевом размоле / В. И. Ковалев, А. А.Ерофеева, Ю. Д. Алашкевич // Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья: сб. ст. IV всерос. конф. - Кн. 1. - Барнаул: Издательство Алтайского государственного университета, 2009. - С. 216-218.

114 Алашкевич Ю. Д. Гидродинамические явления при безножевой обработке волокнистых материалов / Ю. Д. Алашкевич. - Красноярск, 2004. -80с.

115 Алашкевич, Ю. Д. Анализ сил, воздействующих на волокна при контакте струи с преградой / Ю. Д. Алашкевич [и др.] // Вестник СибГТУ. -2002. - № 2.

116 Гегузин, Я. Е. Капля / Я. Е. Гегузин. - М.: Наука, 1977. - 175 с.

117 Лаврентьев, М. Л. Проблемы гидродинамики и их математические модели / М. Л. Лаврентьев, Б. В. Шабат. - М.: Наука, 1977.

118 Майер, В. В. Кумулятивный эффект в простых опытах / В. В. Майер. - М.: Наука, 1989.- 192 с.

119 Ерофеева, А. А. Зависимость значений плотности от температуры среды и концентрации волокнистой суспензии / А. А. Ерофеева, Ю. Д. Алашкевич, В. И. Ковалев, Н. С. Решетова, Е. В. Петров // Молодые ученые в решении актуальных проблем науки: сб. ст. всерос. Науч.-практ. конф. - Красноярск: СибГТУ. - 2009, Т.1. - С. 327-334.

120 Рюхин, Н. В. Справочник технической литературы по целлюлозно - бумажному производству (1950-1967гг.) / Н. В. Рюхин, Е. А. Грибоедова. - Т.2.Ч. 2. - М.: 1970.

121 Жуковский, Н. Е. О гидравлическом ударе и водопроводных трубах / Н. Е. Жуковский. - М., Л.: ГОСТЕХИЗДАТ, 1949. - 67 с.

122 Набиева, А. А. Оценка влияния и совершенствования технологических параметров ножевых размалывающих машин : дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук : 05.21.03 / А. А. Набиева. - Красноярск, -2004.- 156 с.