Математическое моделирование процессов тепломассопереноса, фазовых превращений неньютоновских материалов в шнековых аппаратах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.16, кандидат технических наук Черняев, Владислав Васильевич

• Черняев, Владислав Васильевич
• кандидат технических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат технических наук Черняев, Владислав Васильевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

1. Общие положения и состояние проблемы

1.1 Реологические и теплофизические свойства полимерных материалов

1.2 Процессы плавления в каналах пластицирующих экструдеров

1.2.1 Процессы плавления в канале классического экструдера

1.2.2 Основные методы интенсификации плавления в пластицирующих экструдерах

2. Математическое описание процессов при движении полимера в винтовых каналах пластицирующих экструдеров

2.1 Постановка задачи

2.2 Математическое моделирование процесса

2.3 Метод решения

3 Сравнение теоретических данных с экспериментальными и результа-

тами, полученными с использованием других математических моделей

3.1 Сравнительный анализ теоретических данных с эксперименталны-

ми

3.2 Сравнение результатов, полученных по предложенной модели,

с имеющимися в научной литературе

3.3 Выводы по главе

4 Численное исследование процессов плавления полимерных материа-

лов в каналах экструдеров неклассической геометрией

5 Использование предложенной модели на практике

5.1 Сравнительный анализ работы классических и неклассических шнеков

5.2 Влияние зазора над барьерным гребнем на работу пластицирую-

щего экструдера

-35.3 Влияние реологических свойств расплава полимера и технологи-

ческого режима на работу пластицирующего экструдера

5.4 Выбор температурного режима переработки полимера

5.5 Выводы по главе

Заключение

Литература

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Математическое моделирование процессов тепломассопереноса, фазовых превращений неньютоновских материалов в шнековых аппаратах»

-4-ВВЕДЕНИЕ

Полимеры в электротехнической промышленности являются основной составной частью большого числа конструкций и конструкционных материалов, поэтому совершенствование процессов переработки и проектирование нового технологического оборудования представляет собой одну из важнейших задач любого исследования в этой области. На сегодняшний день около 60% мирового производства пластических масс перерабатывается методом экструзии, к преимуществу которого следует отнести непрерывность и возможность совмещения с другими технологическими операциями. В связи с этим процесс экструзии нашел широкое применение в таких отраслях промышленности, как кабельная, химическая и др. Основным рабочим органом экструдера является обогреваемый электрический корпус, внутри которого вращается шнек.

Как правило, используется обычный (классический) шнек, процессы теп-ломассопереноса в котором достаточно хорошо изучены. Однако иногда приходится сталкиваться с конструкциями, в которых расплав в зоне плавления отделен от твердой части дополнительным (барьерным) гребнем. При этом ныне существующие одномерные математические модели таких шнеков вследствие чрезмерной упрощенности не способны адекватно описать рассматриваемый процесс, а проведение исследований на промышленном оборудовании трудоемко и сопряжено с большими материальными и временными затратами. Кроме того, физический эксперимент на таком оборудовании не всегда позволяет выявить скрытые особенности изучаемого процесса, а точность экспериментальных значений порой столь же сомнительна, сколь и точность расчетных данных.

Поэтому наиболее рациональным и эффективным решением данной проблемы является разработка математической модели, адекватно описывающей исследуемый процесс и базирующейся на минимальном числе упрощающих предположений.

Целью данной работы является разработка пространственной математической модели процессов тепломассопереноса полимера в экструдерах с неклассической геометрией шнека в условиях фазового перехода, с учетом нелинейности свойств материала и изменяющейся геометрии.

Работа выполнена в Пермском Государственном техническом университете на кафедре "Конструирование и технология электрической изоляции" и является составной частью хоздоговорной работы, проводимой для АО "Камкабель".

Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, библиографического списка и приложения.

В первой главе представлен обзор реологических и теплофизических свойств полимерных материалов, а также проведен анализ работ, посвященных зоне плавления одночервячных экструдеров.

Во второй главе разработана пространственная математическая модель процессов тепломассопереноса в зоне плавления неклассических шнеков, основанная на решении полных уравнений сохранения массы, количества движения и энергии, и учитывающая нелинейность свойств материала и изменяющейся геометрии. Здесь же предложен и обоснован метод решения.

В третьей главе для проверки адекватности разработанной математической модели проведен сравнительный анализ полученных результатов с результатами экспериментов и с расчетными данными других авторов.

В четвертой главе проведены численные исследования процессов тепломассопереноса в канале шнека с неклассической геометрией. Рассмотрено влияние барьерного гребня на механизм плавления и характеристики экструде-ра.

В пятой главе рассмотрены вопросы практического использования результатов работы на практике. В начале главы, приводится сравнение напорно-расходных характеристик трех типов барьерных шнеков с классическим.

Далее проведено исследование влияния реологических свойств расплава полимера, технологических режимов (числа оборотов шнека, производительности экструдера, температуры корпуса) и геометрии шнека на работу пластици-рующего экструдера. Представлены зависимости распределения длин функциональных зон, напорно-расходные характеристики, изменения различных величин по длине канала при различных входных параметрах, подобран технологический режим, позволяющий снизить вероятность образования областей локальных перегревов при изготовлении кабеля марки КПБП.

В приложении приводится акт о внедрении результатов работы.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ.

1.1. Реологические и теплофизические свойства полимерных материалов.

Расплавы полимеров являются сложными реологическими системами, в которых возможно развитие одновременно трех видов деформации: мгновенной упругой, высокоэластической и пластической [1-4].

Однако в червячных экструдерах течение полимеров как правило происходит при стационарных режимах и в каналах с плавно изменяющейся геометрией, поэтому эффект упругости не будет оказывать сколько-нибудь заметного влияния на характер течения и при рассмотрении процессов тепломассопереноса можно ограничится рассмотрением только вязких свойств полимеров [5-7].

Характер течения жидкостей оценивается с помощью зависимости напряжения сдвига от скорости сдвига или скорости деформации. Эта зависимость может быть представлена графически или в виде аналитической функции - реологического уравнения состояния.

Для расплава полимера реологическое уравнение состояния имеет следующий вид [1,2]:

47 = > (1-1)

где - компоненты девиатора тензора напряжений; ¿/¿у компоненты

тензора скоростей деформации; ¡лэ - эффективная вязкость.

В настоящее время существует ряд законов, определяющих зависимость вязкости неньютоновских жидкостей от тензора напряжений или тензора скоростей деформаций. Среди них наиболее широкое распространение получило так называемое степенное реологическое уравнение (степенной закон) [6,7]:

и-1

72 ] 2

(1.2)

где /2- второй инвариант тензора скоростей деформации; вязкость при /2/2 = 1; п - степень отклонения свойств данной жидкости от свойств ньютоновской жидкости называемая показателем аномалии вязкости.

При п=1 уравнение (1.2) переходит в уравнение для ньютоновской жидкости. Значение п<1 соответствует псевдопластичным жидкостям, к которым относится большинство растворов и расплавов полимеров, а п>1 дилатантным жидкостям, у которых с ростом сдвига вязкость возрастает.

К преимуществам уравнения (1.2) следует отнести предельную простоту математического представления и хорошее согласование с данными

1 3 1

эксперимента в интервале скоростей сдвига 10 - 10 с" . Кроме того, степенная модель дает неплохие результаты даже при расчетах невискозиметрических течений [3]. Однако, применение уравнения ограничивается главным образом тем, что оно не может правильно описать поведение жидкости при малых скоростях сдвига, при которых у большинства расплавов полимеров наблюдается ньютоновский характер течения.

В отличие от степенного реологического уравнения модель Керри описывает течение жидкости при малых скоростях сдвига [4]:

п-1

(1-3)

Иэ

1 + 4

'V2

ч2у

где - вязкость при /2/2 = 0; % - константа.

Изучение температурной зависимости вязкости полимеров имеет важнейшее значение для понимания механизма их течения. Температурная зависимость вязкости полимеров существенно влияет на их технологические свойства, поскольку чувствительность вязкости к изменению температуры определяет не только выбор режима переработки, но зачастую качество изделий и требования к контрольно-регулирующей аппаратуре.

Часто для описания температурной зависимости вязкости пользуются уравнением Аррениуса [2-6]:

Ит = Аехр{Е/ ЯТ),

(1.4)

где А - коэффициент, зависящий от рода материала и имеющий размерность вязкости; Е - энергия активации процесса течения; К -универсальная газовая постоянная; Т - температура.

Сравнительно неплохие результаты при описании зависимости вязкости от температуры дает следующее эмпирическое уравнение, называемое уравнением Рейнольдса [2-6]:

где ¿иТо, р, Г0 - константы.

Температура оказывает влияние не только на величину вязкости расплава полимера /л8, но также и на показатель аномалии вязкости, который увеличивается с ростом температуры. Однако для большинства полимеров влияние температуры на п незначительно и им пренебрегают [5].

Важным результатом теоретических и экспериментальных исследований ряда авторов [6,8,9] является вывод о существовании температурно-инвариантной обобщенной реологической характеристики для расплавов полимеров. Это позволяет для описания реологических свойств ряда полимеров использовать свойство логарифмической аддитивности, согласно которому эффективную вязкость /лэ можно представить в виде произведения ряда функций:

Другими словами, влияние каждого фактора на эффективную вязкость учитывается независимо от других. При использовании этого подхода уравнения (1.2), (1.5) и (1.6) перепишутся в виде [3,6]:

п-1

где //0 - вязкость при /2/2 = 1 и Г = Г0 (//о будем называть начальной вязкостью). На рис. 1.1 представлены зависимости эффективной вязкости

Мт = МТа ехр(-^(Г-7о)),

(1.5)

(1.6)

(1.7)

полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) при различных значениях температуры [10].

Для более точных расчетов используют реологическое уравнение вида

[4]:

/ / 1\\2 /

' п

\

11

+ а2

^ т ^ ¿2

ч2у

V V

2

ч2,

О 2

(1.8)

где аг- - параметры уравнения.

При решении неизотермических задач и, тем более, задач плавления важно знать зависимости теплофизических характеристик от температуры. Для полимеров характерна сильная температурная зависимость свойств даже в небольших температурных диапазонах. Кроме того, фазовые переходы при фиксированной температуре характерны лишь для некоторых материалов. Большинство же полимеров имеют температурный интервал фазовых превращений.

На рис. 1.2 - рис. 1.4 представлены зависимости теплопроводности, теплоемкости и плотности от температуры для полиэтилена низкой (ПЭНП) и высокой плотности (ПЭВП) [3,5,10].

Изменение величины коэффициента теплопроводности на температурном интервале 50-300 °С колеблется в пределах от 0,35 до 0,12 Вт/м/град для ПЭНП и от 0,33 до 0,22 Вт/м/град для ПЭВП.

Теплоемкость для того и другого полиэтилена имеет существенно нелинейную зависимость от температуры с ярко выраженным максимумом в окрестности температуры фазового перехода. Пик теплоемкости в интервале фазовых превращений соответствует "эффекту скрытой теплоты".

J

па-с 3.5

3.0

2.5 2.0

Рис. 1.1 Зависимость эффективной вязкости от скорости сдвига

120°С

220%^—^^

1.0 1.5 2.0

•к Дж м-с- С

0.3 0.2 0.1 0

Рис. 1.2 Зависимость теплопроводности от температуры

1-П ЭНП ЭВП

2__ 2- П

50 100 150 200 250 300 Т, °С

с,

кДж

су-,' КГ-С

7 6 5 4 3 2

Заключение диссертации по теме «Применение вычислительной техники, математического моделирования и математических методов в научных исследованиях (по отраслям наук)», Черняев, Владислав Васильевич

5.5 Выводы по главе

1. Произведено сравнение барьерных шнеков с классическим. Показано, что из всех барьерных шнеков наилучшими характеристиками (скорость плавления, развиваемое давление) обладает шнек Бара.

2. Изучено влияние геометрических, реологических, технологических параметров на характеристики экструдера. Построены диаграммы длин зон плавления, напорно-расходные характеристики и зависимости различных величин по длине канала.

3. С целью использования шнека МЕ-90 для производства кабеля марки КПБП подобран технологический режим, позволяющий скорректировать процесс плавления и обеспечить качество готовой продукции.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработана пространственная математическая модель зоны плавления экструзионных агрегатов с неклассической геометрией шнека, с учетом нелинейности теплофизических и реологических свойств материала.

2. В результате решения поставленной задачи получены поля температур, функции тока и вихря в канале шнека, изменение формы пробки, градиента давления, давления, эпюры составляющих скоростей как в продольном, так и в поперечном направлениях, а также длины функциональных зон.

3. В ходе сопоставления результатов, полученных по предложенной модели с данными эксперимента и результатами, полученными другими авторами, показана адекватность математической модели исследуемому процессу.

4. Проведены численные исследования закономерностей процессов теп-ломассопереноса при экструзии полимеров. Исследовано влияние конструкции барьерного гребня, геометрических, реологических и технологических параметров на характеристики экструдера. Отмечены особенности работы экстру-дера в зависимости от тех или иных исходных параметров.

5. При помощи разработанной математической модели проведено сравнение рабочих характеристик барьерных шнеков с классическим. Для каждого шнека построены напорно-расходная характеристика, распределение средней температуры полимера и изменение расхода твердой фазы по длине канала.

6. Рассмотрены вопросы повышения качества готовых изделий на действующем экструзионном оборудовании. Предложен технологический режим изготовления кабеля марки КПБП, позволяющий существенно снизить область локальных перегревов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Черняев, Владислав Васильевич, 1998 год

-88-ЛИТЕРАТУРА

1. Мидлман С. Течение полимеров. - М. : Мир, 1971. - 260 с.

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

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

4. Бортников В.Г. Основы технологии переработки пластических масс. -Л.: Химия, 1983.-304 с.

5. Бернхардт Э. Переработка термопластических материалов. - М.: Химия, 1965 - 747 с.

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

7. Мак-Келви Д.М. Переработка полимеров. - М.: Мир, 1965. - 444 с.

8. Реология полимеров. Температурно-инвариантная характеристика аномально-вязких жидкостей./Г.В. Виноградов, А.Я. Малкин, Н.В. Прозоровская и др./ - Докл. АН СССР, 1963, т.150, N 3, с 574-577.

9. Реология полимеров. Об универсальности температурно-инвариантной характеристики вязких полимеров в концентрированном состоянии. /Г.В. Виноградов, А.Я. Малкин, Н.В. Прозоровская и др./ - Докл. АН СССР, 1964, т. 154, N 4, с 890-893.

10. Силин В.А. Динамика процессов переработки пластмасс в червячных машинах. - М.: Машиностроение, 1972. - 150 с.

11. В. Elbirli, J.T. Lindt. Matematical modeling of melting of polymers in barrier-screw extruders. - Polym. Eng. Sci. 1983. V. 23. N 2. p. 86-94.

12. K. Amellal, B. Elbirli. Performance study of barrier screws in the transition zone. - Polym. Eng. Sci. 1988. V. 28. N 5. p. 311-320.

-8913. Chan I. Chung. A Guide to better extruder screw design. - Plastics Eng.

1977, February, p. 34-37.

14. Chia Y. Cheng. Barriers add effectiveness to screw design. Plastics End.

1978, November p. 32-34.

15. Moddock B.H. A visual analysis of flow and mixing in extruder screws. -SPE Journal, 1959, bd.15, n.5, p. 383-389.

16. Street L.F. Plastyfing extrusion. - Intern. Plast. Eng., 1961, bd.7, July, p.289-296.

17. Tadmor Z., Duvdevani L. J., Klein I. Melting in plasticating extruders. Theory and experiments. - Polym Eng. Sei. 1967, V. 7, N 3, p. 198-217.

18. Klein I., Tadmor Z. //Polymer Eng. Sei. 1969, V. 9,N l,p. 11-21.

19. Chung C.I. A new theory for single-screw extrusion. - Modern. Plast., 1968, N. 9, p. 178-198.

20. Торнер P.B. Теоретические основы переработки полимеров. - М.: Химия, 1977, - 460 с.

21. Donovan R.C., Thomas D.E., Leversen L.D.// Polymer Eng. Sei. 1971, V. 11,N 5, p. 353-360.

22. Donowan R.C.// Polymer Eng. Sei. 1971, V. 11, N 6, p. 484-491.

23. Edmonson I.R., Fenner R.T. Melting of thermoplastics in single screw extruders. - Polymer, 1975, V. 16, N 1, p. 49-56.

24. Lindt J.T. A dynamic melting model for the single-screw extruder. -Polymer Eng. Sei., 1976, V. 16, N 4, p. 284-291.

25. Lindt J.T. Pressure development in the melting zone of a single screw extruder. - Polymer Eng. Sei., 1981, V. 21, N 17, p. 1162-1166.

26. Elbirli В., Lindt J.T. - Mathematical modeling of melting of polymers in single screw extruder. - Polymer Eng. Sei., 1984, V. 24, N 12, p. 988-999.

27. Shapiro J., Haimos A.L., Pearson J.R.A. Melting in the single screw extruders. - Polymer, 1976, Y.16, N 10, p. 905-918.

-9028. Kalmos A.L., Pearson J.R.A., Troinow. Melting in single screw extruders. -Polymer, 1978, V. 19, N 10, p. 1199-1216.

29. Martin G. Beitgrad zur bestimmung der Ausschmelslange im Gewindegang einer Einschneckenpresse. - Kunststofftechnik, 1969, 8, N 7, s. 238-246.

30. Donovan R.C., Thomas D.R., Leversen L.D. An experimental study of plasticating in a reciprocating-screw injection molding machine. - Polymer Eng. Sei, 1971, 11, N 5, p. 353-360.

31. Mount S.M, Chang C.J. Melting behavior of solid polymers on a metal surface at processing conditions. - Polymer Eng. Sei., 1978, V. 18, N 9, p. 711-720.

32. Fukase H, Nunoi T, Shinia S, Nemura A. A plasticating model for singlescrew extruder. - Polymer Eng. Sei, 1982, V. 22, N 9, p. 578-586.

33. Rauwendaal C. An improved analytical melting theory. - Advances in Polymer Technology, 1989, V. 9, N 4, p. 331-336.

34. Agur A, Vlachopoulos J. Numerical simulation a single screw plastication extruder. - Polymer Eng. Sei, 1982, V. 22, N 17, p. 1084-1094.

35. Басов Н.И, Володин И.Н, Казанков Ю.В. и др. Гидродинамика и теплообмен при плавлении в винтовом канале шнекового аппарата. -М.: Наука. Теоретические основы химической технологии, 1983, т. 17, Nl,c.72.

36. Schneider К. Druckusbreitung und druckverteilung in Schüttgütern. -Chem. Ind. Tech, 1969, 41, 142.

37. Техника переработки пластмасс. Под редакцией В.И. Басова и В. Броя. - М.: Химия, 1985. -517с.

38. Басов Н.И, Казанков Ю.В, Любартович В.А. Расчет и конструирование оборудования для производства и переработки полимерных материалов. М.: Химия, 1986. - 448с.

39. Скачков В.В, Торнер Р.В, Стунгур Ю.В. Моделирование и оплимизация экструзии полимеров. - Л.: Химия, 1984. - 152с.

40. Первадчук В.П., Труфанова Н.М., Янков В.И. Математическая модель плавления полимерных материалов в экструдерах. Ч. 1. /Химические волокна, 1984, N3, с. 51-53.

41. Первадчук В.П., Труфанова Н.М., Янков В.И. Математическая модель и численный анализ процессов теплообмена при плавлении полимеров в пластицирующих экструдерах. //ИФЖ. 1985, N 1, с. 75-78.

42. Aufschmelzprozesspolymerer Materiellen im Plastizier-extruder./ W.P. Perwadtschuk, E.-O. Reher, N.M. Trufanowa, W.I. Jankow. - Plast u Kautschuk, 1986, Bd. 33, N 3, s. 102-105.

43. Труфанова H.M., Ковригин JI.А., Володарская И.Э., Сырчиков И.Л., Щербинин А.Г. Решение пространственной задачи тепломассообмена в сужающемся канале пластицирующего экструдера. //Тепломассообмен ММФ - 92. Сб. Докладов II - го международного форума. 18-22 мая 1992г. - Минск, 1992. - с. 12-16.

44. Труфанова Н.М., Щербинин А.Г., Сырчиков И.Л. Определение длин зоны загрузки и зоны задержки плавления при переработке полимеров на червячных экструдерах. //Динамические, прочностные характеристики машин и конструкций. Межвуз. сб. научн. трудов.-Пермь, 1994. - с. 120-128.

45. Пасконов В.М., Полежаев В.И., Чудов Л.А. Численное моделирование процессов тепло- и массообмена. - М.: Наука. - 1984. - 285с.

46. Щербинин А.Г. Математическое моделирование процессов тепломассопереноса при экструзии полимеров, //диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Пермь, 1994.

47. Роуч П. Вычислительная гидродинамика. - М.: Мир, 1980. - 616с.

48. Хан Ч.Д. Реология в процессах переработки полимеров. -М..'Химия, 1979.-368 с.

-9249. Бортников В.Г. Расчет давления в зонах загрузки и плавления экструдера. Тез. Докл. Всесоюзного симпозиума "Теория механической переработки полимерных материалов".- Пермь, 1976.-19с.

50. Веселов A.B., Веселов И.В. В кн. Машины и технология переработки полимеров в изделия. М: МИХМ 1977, с. 76-79.

51. Петров Б.А. и др. Химическое и нефтяное машиностроение. 1976, N12, с. 14-17.

52. Боровикова С.М., Лурье Б.А. Пластические массы. 1977, с.32-33.

53. Салазкин К.А. и др. Труды МИХМ, вып.54, с. 42-48.

54. Barr R. Solid-bed melting mechanism - the first principle of screw design/ - Plastics Engineering, 1981, January, p. 37-41.

55. Вопросы экструзии термопластов. - Сб. переводов под редакцией А.Н. Левина. - М.:изд. иностр. лит., 1963. - 336с.

56. Бетчелор Д. Введение в динамику жидкости. - М.:Мир, 1973.-760с.

57. Торнер Р.В., Гудкова А.Ф., Николаев И.К. Прямолинейно-параллельное установившееся движение аномально-вязкой жидкости между двумя параллельными стенками. - Мех. Полимеров, 1965, N 6, с.138-145.

58. Торнер Р.В., Гудкова А.Ф. Объемный расход в плоском сходящемся вынужденном потоке несжимаемой аномально-вязкой жидклсти. -Мех. полимер., 1966, N 1, с. 116-122.

59. Балашов И.М., Левин А.Н. Решение некоторых задач, связанных с течением расплавленных полимеров в червячных прессах. - Хим. машиностроение, 1961, N 6, с. 29-33.

60. Кауфман И.Н., Захаркинская С.В., Листов А.Т. О течении в экструдере. - Мех. полимер., 1969, N 5, с. 924-927.

61. Бостаджиян С.А., Боярченко В.И., Каргополова Г.Н. Течение неньютоновской жидкости в канале винта экструдера в условиях

сложного сдвига. - В кн.:Реофизика и реодинамика текучих систем. Минск: Наука и техника, 1970, с. 111-121.

62. Савенкова О.В., Скульский О.И., Славнов Е.В. Тепловые режимы в процессе шнекования. В кн.: Неизотермическое течение вязкой жидкости, Свердловск: УНЦ. АН. СССР, 1985, с. 56-60.

63. Щербинин А.Г., Труфанова Н.М., Сырчиков И.Л. Математическое моделирование процессов тепломассопереноса в винтовых каналах экструдера с учетом фазового перехода и утечек через зазор. -Материалы международной научно технической конференции "Математическое моделирование процессов обработки материалов", Пермь, 1994, с.53-54.

64. Щербинин А.Г., Труфанова Н.М., Сырчиков И.Л. Влияние потоков утечек на расходно-напорные характеристики экструдера. - Материалы 10 зимней школы по механике сплошных сред. Пермь, 1995, с.241-242.

65. Щербинин А.Г., Труфанова Н.М., Сырчиков И.Л. Комплексный подход к исследованию процесса экструзии// Сб. трудов докладов 8 -ой Всероссийской научно-технической конференции "Научно-технический проблемы конверсии промышленности Западного Урала". Пермь: ПГТУ, 27-30 ноября 1995. Программа с. 50-51.

66. Щербинин А.Г., Труфанова Н.М., Сырчиков И.Л. Выбор оптимальных технологических параметров при наложении пластмассовой изоляции. - Материала XXYIII научно технической конференции ЭТФ ПГТУ. Пермь (ПГТУ), 1995, с.44-45.

67. Щербинин А.Г., Труфанова Н.М. Математическое описание и анализ процессов пластицирующей экструзии. - Сборник научных трудов "Информационные управляющие системы". Пермь (ПГТУ), 1995, с. 122-126.

68. Андерсон Д. и др. Вычислительная гидродинамика и теплообмен. -М.: Мир, ч. 1, 1990г.-382с.

-9469. Андерсон Д. и др. Вычислительная гидродинамика и теплообмен. -М.: Мир, ч. 2,1990г. - 426с.

70. Черняев В.В., Щербинин А.Г., Труфанова Н.М. Математическое моделирование процессов переработки полимерных материалов на экструзионных агрегатах // Сб. трудов докладов 8-ой Всероссийской научно-технической конференции "Научно-технический проблемы конверсии промышленности Западного Урала". Пермь: ПГТУ, 27-30 ноября 1995. Программа С. 64-65.

71. Щербинин А.Г., Черняев В.В., Труфанова Н.М. Математическое моделирование процессов тепломассопереноса в зоне дозирования экструдера // Информационные управляющие системы. Сб. научных трудов. Пермь: ПГТУ. 1996. С. 100-106.

72. Черняев В.В., Щербинин А.Г., Труфанова Н.М. Исследование процессов плавления полиэтилена в шнеке Бара // Вестник ПГТУ. Технологическая механика. Пермь: ПГТУ, 1996. N2. С. 102-110.

73. Черняев В.В., Щербинин А.Г., Труфанова Н.М. Математическое описание процессов тепломассопереноса в неклассическом барьерном шнеке на базе экструдера МЕ-90 // Сб. трудов докладов 11 - ой Зимней школы (2 - ой международной) по механике сплошных сред. С. 291. Усть-Качка: 23 февраля - 1 марта 1997.

74. Черняев В.В., Щербинин А.Г., Труфанова Н.М. Математическое моделирование зоны плавления экструдера с неклассическим шнеком // Информационные управляющие системы. Сб. научных трудов. -Пермь: ПГТУ, 1997. С. 144-148.

75. Черняев В.В., Щербинин А.Г., Труфанова Н.М. Исследование влияния геометрии шнека на процесс плавления //Вестник ПГТУ. Полимерные материалы. Пермь: ПГТУ. 1997. N3. 47 - 54 с.

76. Черняев В.В., Щербинин А.Г., Труфанова Н.М. Сравнение математической модели плавления полимера в канале шнека Бара с

экспериментом // Информационные управляющие системы. Сб. научных трудов. -Пермь: ПГТУ, 1998. С. 98-102. 77. Черняев В.В., Щербинин А.Г., Труфанова Н.М. Компьютерная диагностика работы неклассического экструзионного оборудования // Сб. трудов докладов международной конференции "Механика на машините". Болгария, Варна, 1997. Программа с. 41-42.

Результатов научно- исследовательской работы

X УТВЕРЖДАЮ ;иректор АО «Камкабель» В.В.Смильгевич " /S _1998 г.

В рамках совместных договоров Т96/1 и Т97/1 между АО «Камкабель» и Пермским государственным техническим университетом по согласованному техническому заданию в течение 1992-1997 гг. на кафедре «Конструирование и технология электрической изоляции» проведены теоретические и прикладные исследования по разработке алгоритмов и программ математического моделирования процессов тапломассообмена при производстве кабеля с пластмассовой изоляцией. Научный руководитель работы'-'д.т.н., профессор Труфанова Н.М., ответственный исполнитель к.т.н., доцент Щербинин А.Г., исполнители: аспиранты Широких Д.И., Черняев В.В., Попов O.A., Терлыч А.Е.

Разработаны алгоритмы и программы расчета пространственных задач 1) течения и теплообмена в каналах обыкновенного и нестандартного оборудования; 2) охлаждения изолированного провода с учетом кинетики процесса; а также программ по определению реологических зависимостей используемых материалов, полученных на основе проведенных экспериментальных исследований.

Рабочие программы с инструкциями по их использованию переданы в лабораторию пластмасс АО «Камкабель» и используются в практике исследований в рамках НИР и договоров ОКР. Методические разработки оформлены техническими отчетами университета и опубликованы в виде научно-технических статей.

В результате проведенных исследований получено решение ряда технологических задач, которые не могли быть решены на основе ранее существующих подходов.

Условный годовой экономический эффект от внедрения результатов работы получается от замены натурного и полунатурного эксперимента в процессе отработки методом математического моделирования технологических процессов и составляет величину 1100 тысяч рублей в ценах 1990 года, установленную по отраслевым методикам. Настоящий акт не является основанием для производства финансовых расчетов.

Главный технол

Зам. директора

gr-

П.Макиенко

.В.Васильев