Разработка автоматизированного метода проектирования фильтровальных тканей по заданным свойствам тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.19.02, кандидат технических наук Рыбаулина, Ирина Викторовна

• Рыбаулина, Ирина Викторовна
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Рыбаулина, Ирина Викторовна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1. Исследования по анализу и расчету параметров строения ткани и методам их проектирования.

1.2. Литература, посвященная автоматизированным методам проектирования ткани.

1.3. Литература, посвященная исследованиям параметров строения и свойств, а также методам проектирования фильтровальных тканей.

Выводы по главе 1.

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Расчет вязкоупругих параметров нитей, используемых для изготовления фильтровальных тканей.

2.2. Взаимосвязь между технологическими параметрами изготовления фильтровальной ткани и параметрами ее строения.

2.2.1. Установление взаимосвязи между технологическими параметрами изготовления фильтровальных тканей и параметрами их строения на основе линейной теории изгиба.

2.2.2. Нахождение взаимосвязи между технологическими параметрами изготовления фильтровальных тканей и параметрами их строения на основе нелинейной теории изгиба.

2.3. Разработка метода определение проницаемости фильтровальной ткани на основе теории фильтрования.

2.4. Разработка метода проектирования фильтровальных тканей, предназначенных для жидкой фильтрации, по заданной площади сквозных отверстий и прочностным характеристикам.

Выводы по главе 2.'.

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ СТРОЕНИЯ ФИЛЬТРОВАЛЬНЫХ ТКАНЕЙ.

3.1. Математические методы планирования эксперимента, применяемые при исследовании.

Исследование параметров строения фильтровальных тканей.

3.2. Исследование параметров строения фильтровальных тканей по микросрезам.

3.3. Исследование уработки основных и уточных нитей.

3.4. Исследование влияния параметров строения ткани на ее толщину.

3.5. Исследование поверхностной плотности ткани.

Выводы по главе 3.

Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ

ФИЛЬТРОВАЛЬНЫХ ТКАНЕЙ.

4.1. Методы определения показателей физико-механических свойств нитей и тканей.

4.2. Исследование физико-механических свойств нитей, вынутых из ткани.

4.3. Исследование полуцикловых характеристик ткани.

4.4. Определение прочности закрепления нитей в ткани.

4.5. Исследование воздухопроницаемости ткани.

4.6. Исследование свойств и параметров строения фильтровальной ткани после истирания.

4.7. Исследование водопроницаемости фильтровальной ткани. 197 Выводы по главе 4.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка автоматизированного метода проектирования фильтровальных тканей по заданным свойствам»

Текстильная промышленность - одна из основных и значительных отраслей легкой промышленности и народного хозяйства в целом.

В связи со сложившейся в 90-е годы в России экономической и политической ситуацией, долгое время российская промышленность была в «депрессивном» состоянии. Более всех за годы проводившихся реформаций пострадала текстильная промышленность.

В настоящее время вновь происходит постепенный подъем текстильной промышленности, осуществляется поддержка со стороны государства.

Но для того, чтобы добиться существенных изменений, необходимо приложить серьезные усилия во всех без исключения производствах текстильной промышленности, а также в смежных областях, снабжающих текстильные предприятия сырьем, материалами, оборудованием. Особые усилия должны быть направлены на то, чтобы улучшить качество всех видов выпускаемой отечественной продукции, еще больше расширить ассортимент, увеличить производство новых видов тканей, отвечающих современным требованиям.

В настоящее время, производство текстильных материалов технического назначения - наиболее развивающаяся подотрасль текстильной промышленности. Наряду с неткаными материалами, трикотажными полотнами и др., большим спросом пользуются технические ткани. Ассортимент тканей технического назначения должен быть ориентирован, прежде всего, на внутренний потребительский рынок, поскольку он обеспечивает условия жизнедеятельности человека и стратегически важен для страны. Поэтому проводимые в этой области исследования являются наиболее актуальными.

Текстильные фильтровальные материалы относятся к классу технического текстиля и применяются практически во всех отраслях легкой и тяжелой промышленности для фильтрования жидкостей, аэрозолей, газов. В ряде производств, где необходимы высокая прочность и стабильная структура пористой перегородки, применяются ткани из синтетических нитей и пряжи.

Значительное расширение области применения фильтровальных тканей и внедрение в различные области промышленности новых технологий привело к необходимости разработки новых фильтровальных тканей, обладающих комплексом необходимых свойств, отвечающим требованиям технологического процесса, имеющих невысокую стоимость и доступность.

Ряд предприятий, таких как ЗАО «Техноткани», «Воскресенск-Техноткань», «Залесье», «Серпухов-техноткань» и другие, производят фильтровальные ткани различных артикулов, однако, в условиях современного развития промышленности необходимо постоянное обновление ассортимента фильтровальных тканей с учетом конкретных требований заказчика. Следует отметить, что предприятия, выпускающие ткани данного назначения, в основном, полагаются на свой опыт в выборе тех или иных параметров изготовления тканей или проводят экспериментальную эксплуатацию имеющегося ассортимента выпускаемых тканей на предприятии-заказчике, что приводит к большим материальным затратам.

В значительной степени качество фильтровальных тканей определяется структурой самой ткани, поэтому выявление и обоснование рациональной структуры, обеспечивающей необходимые эксплуатационные свойства, является основной задачей при создании новых методов проектирования фильтровальных тканей. Поэтому, целью данной работы является разработка метода проектирования фильтровальных тканей по заданным свойства с учетом технологических параметров изготовления, параметров строения тканей, а также с учетом технологических параметров процесса фильтрования.

Актуальность исследования заключается в разработке метода проектирования фильтровальных тканей, имеющих большой спрос в условиях рыночной экономики страны.

Научная новизна работы заключается в:

1. разработке метода определения проницаемости фильтровальной ткани на основе теории фильтрования;

2. разработке метода проектирования фильтровальных тканей по заданной площади сквозного отверстия с учетом прочности ткани на разрыв.

3. получении математических моделей, определяющих взаимосвязь между технологическими параметрами изготовления фильтровальных тканей и параметрами их строения на основе линейной и нелинейной теории изгиба.

Практическая ценность работы заключается в:

1. разработке автоматизированного метода проектирования фильтровальных тканей;

2. разработке алгоритма для расчета параметров строения и свойств фильтровальных тканей и рекомендаций по использованию для этих целей современного программного обеспечения;

3. проектировании новой фильтровальной ткани заданного строения и с заданными свойствами;

4. построении графических зависимостей влияния заправочного натяжения нитей основы и плотности ткани по утку на основные параметры строения и свойства тканей.

Автор защищает:

1. Результаты расчетов по функциональным зависимостям взаимосвязи технологических параметры изготовления и параметров строения фильтровальных тканей на основе линейной и нелинейной теории изгиба.

2. Методику определения проницаемости фильтровальных тканей на аналитическом и экспериментальном уровнях.

3. Метод проектирования фильтровальных тканей.

4. Алгоритм расчета параметров строения фильтровальных тканей и рекомендации по использованию соответствующего программного обеспечения.

5. Рекомендации по выбору рациональных параметров строения фильтровальных тканей, предназначенных для жидкой фильтрации.

Заключение диссертации по теме «Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья», Рыбаулина, Ирина Викторовна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

1. Определены вязкоупругие параметры полипропиленовых нитей и пряжи, полиамидных нитей на основе обработки результатов экспериментальных кривых релаксации напряжений.

2. Установлена взаимосвязь между технологическими параметрами изготовления фильтровальных тканей и параметрами их строения на основе линейной и нелинейной теории изгиба упругих стержней и проведен расчет параметров строения фильтровальных тканей, определяющих их эксплуатационные свойства.

3. Разработан метод определения проницаемости фильтровальной ткани на основе теории фильтрования, позволяющий определить производительность пористой перегородки фильтра с учетом параметров строения ткани.

4. Разработан метод проектирования фильтровальных тканей по заданной площади сквозного отверстия с учетом прочности ткани на разрыв с использованием геометрического метода строения тканей и теории фильтрования жидкостей.

5. Спроектирована ткань, предназначенная для фильтрации суспензии по заданным размерам пор и прочностным характеристикам.

6. Получен алгоритм расчета при проектировании новых фильтровальных тканей и предложено современное информационное обеспечение для его реализации.

7. Получены математические модели строения и свойств фильтровальных тканей в зависимости от заправочного натяжения нитей основы и плотности ткани по утку, позволяющие прогнозировать их качество.

8. Построены графики влияния заправочного натяжения нитей основы и плотности ткани по утку на основные параметры строения и свойства тканей, позволяющие оперативно определять рациональные параметры заправки и выработки их на современном отечественном технологическом оборудовании.

9. Проведенный расчет основных параметров строения и результаты экспериментальных исследований дают хорошую сходимость полученных результатов.

224

РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для прогнозирования параметров строения и свойств фильтровальных тканей в зависимости от заправочного натяжения нитей основы, плотности ткани по утку и линейной плотности уточных нитей, рекомендуется использовать полученные в работе математические модели.

2. Для определения проницаемости фильтровальной ткани, необходимо использовать разработанный на основе теории фильтрования метод, позволяющий определять производительность пористой перегородки фильтра с учетом параметров строения ткани автоматизированным способом.

3. Для проектирования фильтровальных тканей по заданной площади сквозного отверстия с учетом прочности ткани на разрыв с использованием геометрического метода строения тканей и теории фильтрования жидкостей необходимо использовать разработанный в данной работе метод, который позволяет определить основные параметры строения и свойства фильтровальной ткани, и может быть рекомендован при проектировании фильтровальных тканей, предназначенных для фильтрования жидкостей.

4. Для определения оптимальных параметров строения и изготовления фильтровальных тканей рекомендуется использовать построенные на основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований графические зависимости.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Рыбаулина, Ирина Викторовна, 2007 год

1. Андросов В.Ф., Кленов В.Б. и др. Текстильные фильтры. М.: Легкая промышленность, 1977.

2. Воробьев В.А. Метод расчета при построении шерстяной пряжи и ткани. М.: Легкая индустрия, 1964.

3. Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. В двух книгах. -М.: Химия, 1981. 812 с.

4. Дамянов Г.Б., Бачев Ц.З., Сурнина Н.Ф. Строение ткани и современные методы ее проектирования. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.-240 с.

5. Жужиков В.А. Фильтрование. Теория и практика разделения суспензии. -М.: Химия, 1971. 440 с.

6. Кальченко А.И., Муратова Г.И. Автоматизированная технология проектирования хлопчатобумажных тканей. М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1991.-27 с.

7. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1961. - 832 с.

8. Керимов С.Г., Попов Л.Н. Производство технических тканей (оборудование и технология). -М.: Легпромбытиздат, 1994. 240 с.

9. Кетков Ю.Л. Толковый словарь языка программирования Бейсик: Справочное пособие. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1992 - 320 с.

10. Кленов В.Б. Фильтрация жидкости через слой деформируемого текстильного материала. М.: Легкая индустрия, 1972. - 88 с.

11. Козырева З.М., Нагдасаева И.П., Пискарев И.В. и др. Технические ткани и их применение. М.: Легкая индустрия, 1965. - 251 с.

12. Колесников П.А. и др. Эксплуатационные свойства тканей и современные методы их оценки. М.: Издательство научно-технической литературы РСФСР, 1960. - 475 с.

13. Колтунов М.А. Ползучесть и релаксация. М.: Высшая школа, 1976. -277 с.

14. Конкин А.А., Зверев М.П. Полиолефиновые волокна. М.: Химия, 1966.-280 с.

15. Коннор Дж., Бреббиа К. Метод конечных элементов в механике жидкости. Пер. с англ. Д.: Судостроение, 1979. - 264 с.

16. Корицкий К.И. Инженерное проектирование текстильных материалов. М.: Легкая индустрия, 1971. - 351 с.

17. Корицкий К.И. Использование химических волокон в технических тканях. М.: Легкая индустрия, 1965. - 72 с.

18. Кукин Г.Н., Соловьев А.Н., Кобляков А.И. Текстильное материаловедение (текстильные полотна и изделия): Учеб. для вузов. -2-е изд., перераб. и доп. М.: Легпромбытиздат, 1992. - 272 с.

19. Малиновская Т.А., Кобринский И.А., Кирсанов О.С., Рейнфарт В.В. Разделение суспензий в химической промышленности. М.: Химия, 1983.-264 с.

20. Мартынова А.А., Слостина Г.Л., Власова Н.А. Строение и проектирование тканей. М.: РИО МГТА, 1999. - 434 с.

21. Милашюс В.М., Реклайтис В.К. Кодирование ткацких переплетений. -М.: Легпромбытиздат, 1988. 78 с.

22. Николаев С.Д., Власов П.В., Сумарукова Р.И., Юхин С.С. Теория процессов, технология и оборудование ткацкого производства. 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Легпромбытиздат, 1995. - 256 с.

23. Николаев С.Д., Мартынова А.А., Юхин С.С., Власова Н.А. Методы и средства исследования. М.: МГТУ имени А.Н. Косыгина, 2003. - 336 с.

24. Никольский Б.П., Григоров О.Н., Позин М.Е. и др. Справочник химика. Том V. Ленинград: Химия, 1968. - 976 с.

25. Патрикеев Ф.И., Власов П.В. Свойства фильтровальных стеклянных тканей, технологические параметры выработки и рациональный метод исследования тканей. М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1970. - 45 с.

26. Пискарев И.В. Фильтровальные материалы из стеклянных и химических волокон. М.: Легкая индустрия, 1965. - 110 с.

27. Пискарев И.В. Фильтровальные ткани. Изготовление и применение. -М.: Издательство академии наук СССР, 1963. 190 с.

28. Попов Е.П. Теория и расчет гибких упругих стержней. М.: Наука, 1986.-296 с.

29. Севостьянов А.Г. Методы и средства исследования механико-технологических процессов текстильной промышленности: Учебник для вузов текстил. пром-ти. М.: Легкая индустрия, 1980. - 392 с.

30. Склянников В.П. Оптимизация строения и механических свойств тканей из химических волокон. М.: Легкая индустрия, 1974. - 168 с.

31. Склянников В.П. Строение и качество тканей: Монография. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 176 с.

32. Степанов Г.В., Степанов С.Г. Теория строения ткани. Иваново: ИГТА, 2004.-492 с.

33. Сурнина Н.Ф. Проектирование ткани по заданным параметрам. М.: Легкая индустрия, 1973. - 142 с.

34. Херхагер М., Партолль X. Mathcad 2000: Полное руководство: Пер. с нем. К.: Издательская группа BHV, 2000. - 416 с.

35. Щербаков В.П. Прикладная механика нитей. М.: МГТУ, 2000. - 302 с.

36. Акимов Г.И. Исследование процесса формирования двухслойных шерстяных тканей на бесчелночных ткацких станках СТБ: Дис. к.т.н. -М., 1979.

37. Баришполец Е.А. Исследование строения и свойств фильтровальных тканей из химических волокон для обезвоживания тонкоизмельченных железорудных концентратов: Автореферат дис. к.т.н. Ленинград, 1978.

38. Бесхлебная С.Е. Разработка метода расчета объема сквозных пор в тканях главных и производных переплетений: Дис. к.т.н. М., 2004.

39. Бутыла К.П. К вопросу о строении и технологии изготовления сеток фильтровальных из синтетических волокон для угольной промышленности: Дис. к.т.н. Л., 1973.

40. Горячев М.В. Разработка метода оценки и расчета воздухопроницаемости тканей, выработанных из мононитей: Дис. к.т.н. -М., 2002.

41. Зотова Н.К. Определение оптимальных параметров изготовления полутораслойных тканей: Дис. к.т.н. -М., 2002.

42. Иванов В.А. Разработка оптимальных технологических параметров изготовления тканей комбинированных переплетений на ткацком станке АТПР: Дис. к.т.н. М., 1986.

43. Киселева Л.П. Строение и технология изготовления тканей для фильтрования пигментов (для фильтрования двуокиси титана): Автореферат дис. к.т.н. Ленинград, 1972.

44. Кузьмин В.В. Разработка метода проектирования петельных тканей по заданным параметрам: Дис. к.т.н. -М., 2000.

45. Левакова Н.М. Определение оптимальных параметров строения и условий изготовления ситовых тканей: Дис. к.т.н. М., 1989.

46. Литовченко А.Г. Разработка метода проектирования петельных тканей по заданным параметрам: Дис. к.т.н. -М., 1995.

47. Мартынова А.А. К вопросу проектирования технических тканей из химических волокон по прочности на раздирание: Дис. к.т.н. М., 1964.

48. Меркулов А.В. Разработка метода проектирования и определения оптимальных параметров изготовления ворсовых тканей: Дис. к.т.н. -М., 1998.

49. Монина П.В. Исследование ситовых тканей в связи с разработкой новой структуры мукомольных сит: Дис. к.т.н. М., 1944.

50. Никишин В.Б. Разработка автоматизированного метода расчета параметров строения ткани: Дис. к.т.н. М., 2002.

51. Николаев С.Д. Прогнозирование технологических параметров изготовления тканей заданного строения и разработка методов их расчета: Дис. д.т.н. -М., 1988.

52. Николаева Н.А. Разработка оптимальных технологических параметров изготовления тканей на основе использования котонированного льна: Дис. к.т.н. -М., 2004.

53. Новикова О.А. Разработка метода проектирования и определения оптимальных параметров изготовления тканей комбинированных переплетений: Дис. к.т.н. -М., 1995.

54. Раченкова О.М. Разработка метода расчета рациональных параметров строения тканей различного переплетения с учетом технологии их изготовления: Дис. к.т.н. М.} 2000.

55. Руденко Л.Г. Разработка автоматизированного метода расчета технологических параметров изготовления тканей: Дис. к.т.н. М., 2002.

56. Степанова Г.С. Анализ причинно-следственных связей в ткачестве: Дис. к.т.н.-М., 2006.

57. Фирсов А.В. Разработка метода проектирования рисунков мелкоузорчатых переплетений и его реализация на ПЭФМ: Дис. к.т.н. -М., 1995.

58. Черникина JI.A. Проектирование шерстяных костюмных тканей по основным параметрам их строения: Дис. к.т.н. М., 1971.

59. Шигапов И.И. Разработка и исследование процесса формирования структуры намоток пористых перегородок трубчатых текстильных фильтров: Дис. к.т.н. Димитровград, 2005.

60. Юхина Е.А. Определение оптимальных параметров строения и условий изготовления хлопчатолавсановых тканей: Дис. к.т.н. М., 1984.

61. Ятченко О.Ф. Исследование и проектирование многослойных тканей специального назначения: Дис. к.т.н. -М., 1975.3. Статьи.

62. Малецкая С.В. Автоматизированный метод проектирования раппорта цвета по утку. // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. №3 (267), 2002. с. 110-111.

63. Малецкая С.В. Кодирование многоцветного узора двухлицевой ткани. // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. №4 (279), 2004.-с. 39-41.

64. Малецкая С.В. Кодирование раппорта цвета по утку. // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. №6 (269), 2002, с. 43-44.

65. Николаев С. Д., Раченкова О.М. Компьютерное моделирование геометрических моделей строения тканей различного переплетения. // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. №4 (244), 1998.-с. 42-44.

66. Примаченко Б.М., Яровая JI.B., Суркова В.М. Влияние степени заполнения по основе и утку высокоплотных технических тканей на их поверхностную плотность. // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. № 4,1999. с. 52-55.

67. Рыбаулина И.В., Мартынова А.А. Определение поверхностной плотности фильтровальной ткани по заданной пористости и толщине. // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, №1 (296), 2007.-с. 52-55.

68. Рыбаулина И.В., Николаев С.Д. Определение влияния параметров строения фильтровальной ткани на гидродинамические свойства. // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, №6С (295), 2006.-с. 42-45.

69. Юхин С.С., Мартыненко С.Е. Автоматизированный метод проектирования тканей по заданной пористости. // Известия вузов, Технология текстильной промышленности. № 4, 2003. с. 40-43.

70. Сборники научных трудов и пособия

71. Мартынова А.А., Власова Н.А. Анализ факторов, влияющих на строение и свойства ткани. Конспект лекций. М.: МТИ им. А.Н. Косыгина, 1990. - 39 с.