Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор работ по вопросу исследования процессов переработки волокнистых отходов и способы их подготовки к процессу прядения
1.1 Необходимость использования волокнистых отходов в прядении 10
1.2 Виды отходов и способы их переработки в прядении 13
1.3 Переработка хлопчатобумажных отходов и способы подготовки их к прядению 23
1.4 Анализ сил, оказывающих влияние на процесс разрыхления и очистки на очистительных машинах ДРЧ и ОН-6-П 32
1.5 Анализ очистительных способностей машин РОА 37
1.6 Особенности структуры хлопковой пыли и основные формы ее про явления на текстильных фабриках 43
1.7 Средства для удаления пыли из воздуха, оборудования и волокнистых отходов на прядильных фабриках 53
Глава 2. Исследования воздушных потоков в пыле-отводных, очистительных и угарных камерах в наклонных очистителях ОН-6-П
2.1 Удаление пыли из волокнистой массы на ОН-6-П и модернизированном ОН-6-П (Евразийский патент Р.Ф. № 000716) 68
2.2 Воздействие аэродинамических сил на пылевые частицы в угарных каме рах наклонного очистителя ОН-6-П и модернизированного наклонного очистителя ОН-6-П (Патент Р.Ф. на П.М. №54046) 82
2.3. Теоретическое исследование видов движения воздушных потоков в очистительной камере ОН-6-П и влияние их на клочок 90
2.4. Воздействие аэродинамических сил на волокна в рабочей камере наклонного очистителя ОН-6-П 97
Глава 3 Разработка нового метода определения эффекта очистки и засоренности волокнистой массы на выходе из разрыхлителъно-очистителъного агрегата
3.1. Применение информационных технологий для исследований и разработки технологических процессов прядения 104
3.2. Моделирование процесса очистки волокнистой массы в прядении с применением системы программирования MATLAB 107
3.3 Определение оптимального количества машин для очистительной линии фирмы "Trutzschler" 118
Глава 4. Оптимизация технологического процесса очистки от сорных и жестких примесей на очистительных машинах РОА
4.1 Разработка нового состава разрыхлительно-очистительного агрегата 125
4.2 Сравнительный анализ линии безотходной технологии и разработанного разрыхлительно-очистительного агрегата 129
4.3 Оптимизация заправочных параметров ДРЧ 134
5. Производственные исследования полуфабрикатов и пряжи, полученной из смеси волокнистых отходов
5.1 Исследования технологического процесса подготовки полуфабрикатов к прядению на предприятии ООО "Текстиль Колор" (г. Тверь) 142
5.2 Исследование изменения свойств волокнистой массы в процессе формирования РОА с использованием наклонных очистителей 145
5.3 Экспериментальное определение физико-механических показателей пряжи, выработанной по кардной системе прядения для опытного и контрольного вариантов состава РОА 150
Общие выводы 154
Литература 158
Приложение 172
- Анализ сил, оказывающих влияние на процесс разрыхления и очистки на очистительных машинах ДРЧ и ОН-6-П
- Воздействие аэродинамических сил на пылевые частицы в угарных каме рах наклонного очистителя ОН-6-П и модернизированного наклонного очистителя ОН-6-П (Патент Р.Ф. на П.М. №54046)
- Моделирование процесса очистки волокнистой массы в прядении с применением системы программирования MATLAB
- Сравнительный анализ линии безотходной технологии и разработанного разрыхлительно-очистительного агрегата
Введение к работе
Российская Федерация, не имея собственной сырьевой базы хлопкового волокна, превратилась в крупнейшего импортера хлопкового волокна. С целью расширения ассортимента товаров и изделий легкой промышленности, необходимо увеличить выпуск хлопчатобумажной пряжи за счет создания малоотходных и безотходных технологий, внедрения прядомых отходов в процесс изготовления пряжи.
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Получение пряжи высокого качества из хлопка низких сортов и прядомых отходов - задача многих предприятий отрасли. Решение поставленной задачи возможно с помощью повышения эффекта очистки волокнистой массы на начальных стадиях ее подготовки к процессу прядения, то есть разработки эффективного способа подготовки волокнистой массы к прядению.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.
Целью диссертационной работы является совершенствование технологического процесса подготовки и переработки волокнистых отходов к процессу прядения.
В соответствии с данной целью были поставлены следующие задачи:
провести анализ способов подготовки и использования волокнистых отходов в процессе прядения, очистительных способностей машин разрыхлительно-очистительного агрегата (РОА), анализ сил, оказывающих влияние на процесс разрыхления и очистки волокнистой массы на очистительных машинах: наклонном очистителе ОН-6-П и двухрядном рыхлителе-чистителе ДРЧ;
исследовать особенности структуры хлопковой пыли, оборудования для ее удаления из воздуха, волокнистой массы на прядильных фабриках с целью повышения качества пряжи;
определить изменения скоростей воздушных потоков в зависимости от координат отверстий в пылеотводных камерах с перфорированной поверхностью в машинах типа ОН-6-П на базе Евразийского патента Р.Ф. № 000716, а также преимущества и недостатки конструкции машин данного типа;
исследовать влияние воздушных потоков в очистительных камерах наклонных очистителей ОН-6-П на клочки и волокна с целью определений способов устранения негативного влияния воздушных потоков на пылевые частицы и сор со стороны щелей задней стенки угарной камеры;
разработать новый метод для определения эффекта очистки и засоренности волокнистой массы на выходе из разрыхлительно-очистительного агрегата с учетом особенностей конструкций очистительных машин с помощью системы инженерных и научных расчетов MATLAB;
разработать новый состав РОА для очистки волокнистых отходов и провести сравнительный анализ эффекта очистки и засоренности волокнистой массы на выходе из разрыхлительно-очистительного агрегата безотходной технологии и разработанного нами состава РОА с использованием математической модели;
провести экспериментальные исследования физико-механических показателей полуфабрикатов и пряжи. .
МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
Методической основой диссертационной работы явились труды ведущих отечественных и зарубежных ученых в области использования и подготовки волокнистых отходов к прядению. В работе сочетаются теоретические и экспериментальные методы исследований, включающие в себя: аналитические исследования взаимодействия рабочих органов с волокнистой массой при статических и динамических условиях с использованием основ теоретической механики; а также исследования воздействия воздушного потока на клочки, волокна, пылевые частицы в пылеотводных, очистительных, угарных камерах наклонных очистителей ОН-6-П с использованием вектор-
7 ного исчисления и аэродинамики; проверка результатов испытаний эффекта очистки волокнистой массы и машинного фактора по сводным характеристикам совокупности асимметрии Кэ и эксцесс Еэ на двухрядном рыхлителе-чистителе ДРЧ.
В работе использованы методы имитационного моделирования. При обработке полученных экспериментальных данных применялись методы математической статистики, компьютерная техника.
Экспериментальные исследования проводились в лабораториях Московского государственного текстильного университета им. А.Н. Косыгина, ОАО "Измайловская мануфактура", а также на предприятии "ООО Текстиль Колор" (г. Тверь) с применением современных средств измерения.
Достоверность и обоснованность результатов, выводов и рекомендаций подтверждена экспериментами и аналитическими расчетами.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА состоит в разработке и дополнении теоретических основ использования и подготовки волокнистых отходов к прядению. При проведении теоретических и экспериментальных исследований автором впервые:
теоретически доказаны изменения скоростей воздушных потоков в зависимости от координат отверстий в пылеотводных камерах с перфорированной поверхностью в машинах типа 0Н-6-П (Евразийский патент №000716);
получены формулы для определения количества и координат отверстий, для определения расстояния от любого отверстия в перфорированной поверхности пылеотводной камеры до оси факела всасывания в очистительных машинах и определены примерные размеры пылевых частиц, которые через нее удаляются;
теоретически обоснованы зависимости скоростей воздушных потоков, аэродинамических сил, действующие на пылевые частицы через отверстия в перфорированных пластинах пылеотводных камер очистительных машин типа ОН-6-П, расстояние от оси факела всасывания до отверстия;
получена формула для определения площади воздушного потока через щели стенки угарной камеры ОН-6-П;
разработан новый метод для определения эффекта очистки и засоренности волокнистой массы на выходе из разрыхлительно-очистительного агрегата с помощью системы инженерных и научных расчетов MATLAB;
проведен статистический анализ с использованием метода одностепенной случайной выборки для определения изменения машинного фактора ДРЧ, эффекта очистки волокнистой массы в зависимости от заправочных параметров машин.
ПРАКТРЇЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ диссертационной работы состоит:
в разработке новой конструкции ОН-6-П для более эффективного отделения сорных и жестких примесей, а также пыли из волокнистой массы (Патент на полезную модель Р.Ф. № 54046);
в получении математической модели для моделирования процесса очистки на машинах отечественного и зарубежного производства с помощью системы инженерных и научных расчетов MATLAB;
в разработке нового состава РОА для разрыхления и очистки волокнистых отходов.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены:
на всероссийской научно-технической конференции "Современные технологии и оборудование текстильной промышленности" МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2004 г;
на заседаниях кафедры прядения хлопка МГТУ им. А.Н. Косыгина (2003-2006 гг.);
на всероссийской научно-технической конференции "Современные технологии и оборудование текстильной промышленности" МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2005 г.
9 По материалам диссертации опубликовано 13 работ, в том числе Патент на полезную модель Р.Ф. № 54046.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из 5 глав с выводами, общих выводов, списка литературы из 130 наименований и 13 приложений. Работа изложена на 210 страницах машинописного текста, имеет 49 рисунков, 46 таблиц.
Анализ сил, оказывающих влияние на процесс разрыхления и очистки на очистительных машинах ДРЧ и ОН-6-П
Сорные и жесткие примеси удаляются из волокнистой массы в результате механического воздействия рабочих органов очистительных машин. Рассмотрим взаимодействие клочка хлопка с ножами барабана в очистительных камерах ДРЧ и ОН-6-П. Поскольку объектом исследований данной работы являлся наклонный очиститель с пылеудалением ОН-6-П, то необходимо рассматривать более подробно процесс разрыхления и очистки в его очистительной камере. Взаимодействие клочков волокнистой массы с рабочими органами машины вызывает возникновение ряда сил. Рассмотрим влияние этих сил в рабочей камере машины в процессе разрыхления и очистки волокнистой массы, сначала, когда клочки перемещаются по поверхности колосниковой решетки вместе с ножами барабана. При взаимодействии с ножами барабана 7 и колосниковой решеткой 6 в ОН-6-П, клочок хлопка под действием центробежных сил F4 ударяется о рабочие ребра колосников, и часть клочка отбрасывается к оси вращения барабана 7 под действием составляющей силы реакции колосников, действующей по оси X Fpx а (рис. 1.4.1). Так как колосниковая решетка 6 состоит из нескольких колосников, то происходит постоянное повторение удара клочка о рабочие ребра. Многократный удар клочка происходит с определенной частотой, которая называется частотой встряхивания. Для оценки интенсивности процесса трепания находим частоту встряхивания для разных частот вращения ножевых барабанов ОН-6-П, по формуле из работы Плеханова А.Ф. "Безотходная технология в пневмопрядении" [3]: В результате интенсивного воздействия ножей барабанов на клочки хлопка происходит активное разделение клочков. Части клочков или целые клочки выходят из-под ножей барабанов и движутся по рабочей поверхности колосниковой решетки самостоятельно.
При потере контакта клочка хлопка с ножом барабана 7 на него действует сила инерции FuY (рис. 1.4.2), приложенная к центру массы клочка и направленная по оси FB направлении движения ножей. где ti - время, за которое клочок хлопка переходит со скорости V\ на скорость VH, с; тк- из проведенных расчетов диапазон массы клочка находится в пределах от 0,08 - 0,2 г. Скорость, которую клочок приобретает в результате полуупругого удара Vlt находим по формуле: где к- коэффициент восстановления для хлопка равен 0,35. Так как в ОН-6-П клочки хлопка под действием выпускных цилиндров подаются в очистительную камеру машины, тогда скорость свободного клочка хлопка находим по формуле: где d-диаметр выпускных цилиндров, м, принимаем из таблицы 1.1 (Приложение I); п - частота вращения выпускных цилиндров, мин"1, принимаем из этой же таблицы.
В двухрядном рыхлителе-чистителе, в отличие от ОН-6-П, траектория движения клочков хлопка происходит по спирали, волокнистая масса поступает в машину через питающий патрубок вместе с воздушным потоком, поэтому, скорость свободного клочка хлопка можно определить, приняв его равным скорости воздушного потока. Скорость воздушного потока для данной конструкции машины можно рассчитать по формуле: где Q - расход воздуха в очистительной камере машины, м3/кг; S- площадь питающего патрубка, м2. Если принять условие, что клочок хлопка имеет форму шара, то время, за которое клочок хлопка переходит со скорости V0 на скорость Р/, находим по формуле: где dK - из проведенных расчетов диаметр клочка хлопка находится в пределах от 0,02 до 0,03 м. Полученные силы инерции при разных частотах вращения ножевого барабана ДРЧ представлены в таблице 1.2 (Приложение I). Так как клочок хлопка движется по окружности образуемой колосниковой решеткой, то на него действует центробежная сила F4. Сила F4 направлена по оси X и зависит от скорости клочка: Центробежная сила прижимает клочок хлопка к рабочим ребрам колосников, поэтому на него действует сила реакции колосников Fp, Направление силы Fp зависит от угла наклона колосников и их профиля. Сила Fp может быть разложена на две составляющие. Составляющая FpX направлена к оси вращения барабана и противодействует центробежной силе, то есть удерживает клочок на поверхности, деформируя его
Воздействие аэродинамических сил на пылевые частицы в угарных каме рах наклонного очистителя ОН-6-П и модернизированного наклонного очистителя ОН-6-П (Патент Р.Ф. на П.М. №54046)
В рабочей камере наклонного очистителя ОН-6-П на отделившуюся от волокнистой массы пылевую частицу воздействует центробежная сила со стороны ножей барабанов, которую можно найти по формуле: где, тп - масса пылевой частицы, кг; Уб - скорость ножевого барабана определили в главе 1.6, м/с; Re - радиус ножевого барабана, из технической характеристики ОН-6-П (Приложение I, таблица 1.1), м. Массу пылевой частицы находим по формуле:
Расстояние от колосниковой решетки до щели напротив каждого ножевого барабана разное, следовательно, скорость воздушного потока через щель у одного ножевого барабана будет отличная от другого. Поэтому рассчитывали скорость воздушного потока, действующую со стороны щелей задней стенки угарной камеры на пылевые частицы разного диаметра для второго, третьего, четвертого, пятого ножевых барабанов. Ширину щели угарной камеры измеряли при проведении исследовательской работы на фабрике ООО "Текстиль Колор". Разводка между колосниками в наклонном очистителе составляла 6 мм.
В передней стенке угарной камеры 10 щелей длиной 1050 мм и шириной 8 мм. Задняя стенка угарной камеры состояла из двух частей: верхней и нижней.
В верхней части задней стенки угарной камеры (рис. 2.2.2) 48 щелей длиной 1050 мм, через которые осуществляется подсос воздуха из цеха. Нижняя часть задней стенки угарной камеры состояла из двух частей в виде дверок (рис. 2.2.2), через которые по мере ее наполнения работницей вручную удалялись волокнистые отходы. В каждой дверце есть по 10 щелей длиной 240 мм, через которые происходит подсос воздуха из цеха. Учитывая соотношение площадей щелей в передней и задней стенок угарной камеры и разряжение воздуха в очистительной камере машины, определили, что со стороны щелей передней стенки угарной камеры будет действовать воздушный поток с разряжением воздуха Q=1426 кг/м , со сто-роны задней стенки Q=6074 кг/м .
Определив скорости воздушных потоков через щели в задней стенке угарной камеры по формуле (2.2.3), нашли, что воздушные потоки со скоростью 3,99 м/с могут переместить пылевые частицы диаметром до 400 мкм и плотностью рп = Ъ г/см , со скоростью 1,43 м/с пылевые частицы диаметром до 150 мкм этой же плотностью.
То есть, воздушные потоки со стороны щелей задней стенки угарной камеры оказывают воздействие на крупнодисперсные пылевые частицы, которые по классификации пыли (таблица 1.6.1) относятся к группе сора. Рассчитали центробежную и аэродинамическую силы, действующие на пылевые частицы, которые под действием ножей барабанов через щели между колосниками вылетают из очистительной камеры машины (Приложение V, таблица V.1). По найденным параметрам построили зависимости воздей Из рисунка 2.2.4 следует, что центробежные силы, действующие на пылевые частицы, значительно превышают аэродинамические силы со стороны щелей задней стенки угарной камеры. Частицы под действием аэродинамической силы воздушного потока со стороны щели проникают в волокнистые отходы в угарной камере (рис. 2.2.5), которые в дальнейшем проходят повторную очистку. Благодаря этому, эффект очистки волокнистых отходов снижается, следовательно, качество пряжи ухудшается.
Для предотвращения негативного воздействия воздушного потока со стороны воздухозаборных окон задней стенки угарной камеры, под действием которого пылевые частицы и сор проникают в волокнистые отходы, разработали новое устройство для очистки волокнистой массы (Патент на Полезную модель Р.Ф. № 54046) (рис. 2.2.6). В новом устройстве задняя стенка угарной камеры выполнена сплошной. Тогда направление входных воздушных потоков будет происходить через переднюю стенку (13) угарной камеры (12), следовательно, устраниться негативное влияние воздушных потоков со стороны щелей задней стенки (3) угарной камеры (12). Пылевые частицы и сорные примеси будут оседать на задней стенке угарной камеры, и содержание их в волокнистых отходах снизится.
В следующем параграфе рассмотрено воздействие аэродинамических сил на клочки при перемещении их между перфорированной пластиной и ножами барабанов, а также при перемещении их между ножами барабанов и колосниками колосниковых решеток в очистительной камере наклонного очистителя ОН-6-П.
В очистительных машинах разрыхлительно-очистительного агрегата выделение сорных, жестких примесей, пыли из волокнистой массы происходит механическим и аэродинамическим способами. Механическое воздействие ножей барабанов на клочок в очистительных машинах было рассмотрено в параграфе 1.4. Для того чтобы определить воздействие аэродинамических сил на клочок в очистительной камере машины, в этом параграфе было рассмотрено 10 позиций его места нахождения при перемещении клочка между ножами барабанов и колосниками колосниковых решеток (рис. 2.3.1), а также при перемещении его между ножами барабанов и перфорированной пластиной (рис. 2.3.2.).
Моделирование процесса очистки волокнистой массы в прядении с применением системы программирования MATLAB
Отделение сорных и жестких примесей от волокнистой массы является одной из самых важных задач в приготовлении волокнистой массы к прядению [121-124]. В данном параграфе для разработки метода проектирования использовали технологическую линию, состоящую из очистительных машин фирмы "Trutzschler": 1. головного питателя GBRA 1000 с конденсором LVSA и сорной коробкой под сбивным валиком; 2. осевого очистителя AXI-FLO AFC; 3. наклонного очистителя SRS-6; 4. горизонтального разрыхлителя RN; 5. пильчатого очистителя RSK 1600. Технологическая цепочка перечисленных машин показана на рисунке 3.2.1. Опишем принцип работы этих очистительных машин.
Головной питатель GBRA 1000 применяется для рыхления, обеспыливания и смешивания хлопкового волокна. GBRA с бункером-дозатором действует как накопитель материала для питания агрегата во время обратного холостого хода BLENDOMAT BDT или пока BLENDOMAT BDT переходит от одной группы кип к другой. В случае поломки кипного рыхлителя BLENDOMAT BDT головной питатель GBRA можно использовать как обыкновенный кипный рыхлитель, для этого необходимо приподнять уплотняющий цилиндр на конце питающей решетки и увеличить скорость подачи волокнистой массы [125].
AXI-FLO AFC - двухбарабанный очиститель, наклонный очиститель SRS-6, горизонтальный разрыхлитель RN, пильчатый очиститель RSK 1600 все эти машины имеют превосходную очистительную способность, а так же выполняют важную разрыхлительную функцию [125]. На головном питателе GBRA 1000, осевом очистителе AXI-FLO AFC, наклонном очистителе SRS-6, рыхление и очистка осуществляется ударным воздействием на волокнистую массу, находящуюся в свободном состоянии. На RN и RSK 1600 происходит отделение сорных и жестких примесей, пороков из волокнистой массы методом нанесения ударных воздействий рабочего органа по зажатой бородке.
Головной питатель GBRA 1000 является специализированной модификацией модели питателя-смесителя GBR, он снабжен смесительной камерой вместимостью около 1 м . Поэтому первый этап смешивания клочков хлопка, отделенных при быстром прохождении рыхлителя BLENDOMAT BDT через отдельные кипы, осуществляется именно здесь. Быстроходный конденсор LVSA клочки, поступающие в BLENDOMAT BDT, сбрасывает в бункер-дозатор, который встроен в головной питатель GBRA, одновременно отсасывая пыль. Двигатель с зубчатым вариатором скорости работает от переменного тока (pole-changing). Следовательно, есть возможность осуществлять добавление в смесь очень небольших количеств обратов [125].
Конденсор двухбарабанного очистителя AXI-FLO AFC, установленный после машины, засасывает клочки через выпускное отверстие в обширную очистительную камеру AXI-FLO AFC, где сила тяги воздуха уменьшается. Выводное отверстие расположено выше, чем выпускное. Воздушная струя способна только перенести небольшие клочки. Эти клочки уже достаточно разрыхлены для быстрой и тщательной очистки, скоро покидают AXI-FLO AFC, не подвергаясь излишнему ударному воздействию. Это предупреждает потери волокна, зажгучивание и образование непсов. Волокно, содержащееся в крупных клочках, не может запутаться или выпасть в отходы через колосниковую решетку. Клочки остаются в прежнем состоянии довольно долго, чтобы быть разрыхленными до небольших размеров, из которых уже легче выделить сорные примеси [125].
В наклонном очистителе SRS-6 шесть колковых барабанов расположены по наклонной плоскости 45, перенося клочки вверх, одновременно выделяя большую долю тяжелых сорных примесей через колосники. Между колковыми барабанами установлены поперечные ограничительные планки. Благодаря которым, хлопок задерживается в зоне действия колкового барабана достаточно долго для лучшей его очистки. Прочные колки барабанов имеют круглые сечения, поэтому, несмотря на жесткое ударное воздействие, они не повреждают волокна. Просторные окна и внутренняя подсветка пространства угарной камеры позволяют наблюдать за выделяющимися отходами. Наклонный очиститель SRS-6 выбрасывает клочки в воздушную струю, нагнетаемую из помещения, отводя затем их в питающий бункер последующей машины цепочки. SRS-6 по своей конструкции аналогичен отечественному наклонному очистителю ОН-6-П, принцип действия которого был рассмотрен в предыдущих главах.
Очиститель RN оборудован ножевым барабаном, ножи барабана имеют кромки удвоенной прочности. Диаметр окружности барабана - 500 мм. Половину окружности охватывает двухсекционная колосниковая решетка с общим количеством колосников - 36. Скорость транспортировки волокнистой массы регулируется с помощью вариатора скорости, установленного вместе с двигателем и зубчатой передачей. Верхний питающий цилиндр оборудован регулируемой пружинной нагрузкой. Ножевой барабан сбрасывает клочки в стабильный воздушный поток, который поступает из помещения с помощью конденсора, установленного далее в цепочке. Просторная угарная камера перегорожена для предотвращения подсоса воздуха [125].
Очиститель RSK имеет конструкцию, подобную очистителю RN, но имеет другие рабочие элементы. Очистительный барабан и нижний питающий цилиндр покрыты зубчатой гарнитурой. Вместо колосниковой решетки здесь установлен чешущий сегмент и отбивной нож, они могут быть уста новлены очень точно на очень небольшом расстоянии от очистительного барабана. Учитывая особенности данного оборудования, технологическую линию очистки взяли за основу, так как она является типовой.
Показатели Мнаходили по формуле 1.5.3 из главы 1.5: для головного питателя GBRA 1000 Mi=l,5; AXI-FLO AFC М2=6,7; для SRS-6 М3=6,7; для RN М4=10 и для RSK 1600 М5=15.
С помощью системы моделирования "Simulink" программы MATLAB построили модель очистительной линии фирмы "Trutzschler", соответствуя алгоритму программы (Приложение VIII), используя библиотеку блочных компонентов из таблицы VIII. 1 (Приложение VIII).
Входной постоянной при расчете эффекта очистки волокнистой массы на выходе из РОА являлась первоначальная ее засоренность на входе в РОА Зц=3%. Настройку данного параметра выполняли с помощью блока "Constant" из библиотеки блоков "Sources". Численное значение машинного фактора Mj=l,5 задавали с помощью блока "Gain" из библиотеки блоков "Math".
Фактор производительности поточной линии Р и сырьевой фактор С продемонстрировали с помощью блока "Constant". При производительности поточной линии 400 кг/ч значение фактора Р=1, принимали С=1.
Эффект очистки волокнистой массы после первой машины по алгоритму программы (Приложение VIII) равен произведению компонентов: Зц, Mi, Сі, Pi. Для данной математической операции необходимо использовать блок "Product" (произведение). С помощью этого блока перемножали компоненты, предварительно задав количество входящих портов блока. Количество входящих портов равнялось числу перемножаемых компонентов, в нашем случае для первой машины их три.
Сравнительный анализ линии безотходной технологии и разработанного разрыхлительно-очистительного агрегата
На предприятии "Даниловская мануфактура" эффект очистки, содержание сорных и жестких примесей волокнистой массы после каждой очистительной машины определяли экспериментально, при исходном содержании сорных и жестких примесей в волокнистой массе: 15 %, 21 %, 27,5 %, 31 % (таблица Х.1, Приложение X). В данном параграфе для нахождения эффекта очистки волокнистой массы, содержания в ней сорных и жестких примесей после каждой очистительной машины разработанного РОА, использовали математическую модель (рис. 3.2.3), при такой же исходной засоренности волокнистой массы. Так как питатель кипный автоматический АП-18М и питатель-смеситель П-5М не влияют на процесс очистки волокнистой массы, то эффект очистки волокнистой массы после этих машин не определяли. В расчетах сырьевой фактор С для прядомых отходов принимали 0,2, значения машинного фактора для очистительных машин принимали из параграфа 1.7. Полученные результаты представили в виде таблиц Х.2 и Х.З (Приложение X). По результатам табли цы Х.З построили гистограммы зависимости эффекта очистки волокнистой массы от ее первоначальной засоренности (рис. 4.2.1а,)) и зависимости содержания сорных и жестких примесей в волокнистой массе на выходе из очистительной линии от ее первоначальной засоренности (рис. 4.2.1 б)) из разрыхлительно-очистительного агрегата предприятия "Даниловская мануфактура" (линия безотходной технологии) и разработанного нового состава РОА. По результатам расчетов на выходе из предлагаемой новой цепочки оборудования, наибольший эффект очистки волокнистой массы составил 81,17 % при ее исходной засоренности 31 % (рис. 4.2.1 а)), значения содержания сорных и жестких примесей в ней Зн составило 5,8 % (рис. 4.2.16)).
Наименьшее значение эффект очистки волокнистой массы составил 62,94 % при ее первоначальной засоренности 15 % (рис. 4.2.1 а)), а также содержание сорных и жестких примесей в ней на выходе из технологической цепочки Зн=5,6% (рис. 4.2.1 б)). Из гистограмм, представленных на рисунке 4.2.1, следует, что при исходной засоренности волокнистой массы 15 % и 21 % ее эффект очистки на выходе из линии безотходной технологии выше, чем у разработанного РОА, содержание сорных и жестких примесей в ней ниже. При исходной засоренности волокнистой массы 27,5 %, 31 % на выходе из нового состава РОА ее эффект очистки выше значения эффекта очистки, чем на линии безотходной технологии, а содержание сорных и жестких примесей ниже. Следовательно, модернизированный состав разрыхлительно-очистительного агрегата можно рекомендовать использовать для переработки хлопчатобумажных отходов на текстильных фабриках. Для упрощения чтения, для того, чтобы практически сразу определить для какой именно очистительной машины находили технологические параметры: Эоь ЗІ, 3Уі, ЗІ, провели моделирование разработанной математической модели, использовав цветовую гамму пакета "Simulink". Блоки, которые относятся к одной машине, выделяли одним цветом, например, для двухрядного рыхлителя-чистителя цветом фуксии (Magenta), для пильчатого разрыхлителя РПХ-М - зеленым (Green) и так далее (рис. 4.2.2). Для осуществления этой операции выделяли блок и применяли команду "Background color" (цвет заднего плана) меню "Format" окна модели, выбирали из списка нужный цвет и выделяли его мышью [120]. Для более удобного расположения блоков в модели меняли их положение.
Для этого выделили блок мышью, вошли в окно модели "Format" и использовали команду "Rotate block" (Вращение), при каждом нажатии мышкой блок поворачивали на 90 по часовой стрелке (рис. 4.2.2) [119]. На рисунке 4.2.2 блокам "Display" для наглядности изображения придали эффект глубины, то есть добавили тень. Для осуществления данной операции выделили блок, вошли в меню "Format" окна модели и использовали команду "Show drop shadow" [119]. Таким образом, получили цветную математическую модель для расчета эффекта очистки волокнистой массы и засоренности ее на выходе из разработанного разрыхлительно-очистительного агрегата, в отличие от предыдущей модели она уместилась на одном листе формата А4 (рис. 4.2.2). Модернизированный состав разрыхлительно-очистительного агрегата можно рекомендовать использовать для переработки хлопчатобумажных отходов на текстильных фабриках. Полученными расчетами подтвердили, что с помощью разработанной математической модели, можно рассчитывать технологические параметры оборудования, независимо от состава очистительных машин РОА. На работу очистительных машин оказывают влияние их заправочные параметры. Влияние этих параметров на примере двухрядного рыхлителя -чистителя более подробно рассмотрено в следующем параграфе. На работу очистительных машин оказывают влияние следующие факторы: частота вращения рабочих органов и разводка между колосниками, их выбор в качестве факторов оптимизации двухрядного рыхлителя-чистителя представляется наиболее целесообразным. На предприятии "Даниловская мануфактура" коллективом авторов был определен эффект очистки ДРЧ при разном положении колосников и частоте вращения рабочих органов [54]. Разрыхлительно-очистительный агрегат, на котором проводили научные эксперименты, включал следующий состав машин:
Засоренность смеси на входе в ДРЧ составляла 2,25 %. Влажность воздуха производственного помещения составляла 65 %, температура - 22 С. Разводка между колосниками на ДРЧ регулировалась поворотом рукояток управления положения колосников, которые установлены на торцевой части машины. Для каждого положения колосников определяли по три значения эффекта очистки волокнистой массы, а также по три числовых значения машинного фактора при изменении частоты вращения ножевых барабанов ДРЧ [54] (Приложение XI таблица Х1.1). В этом параграфе, используя полученные данные таблицы Х1.1, для исследования эффективности очистки волокнистой массы в зависимости от изменений разводок между колосниками в двухрядном рыхлителе-чистителе, были определены сводные характеристики одностепенной случайной выборки [129] эффекта очистки волокнистой массы, машинного фактора (Приложение XI таблицы: XI.2 -XI.5). Были построены графики зависимости эффекта очистки волокнистой массы, машинного фактора от разводки колосников R и от частоты вращения ножевых барабанов ДРЧ п: рисунки 4.3.1 (а,б) и 4.3.2 (а,б).
