Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Совершенствование ножевого размола волокнистых растительных полимеров в целлюлозно-бумажном производстве Шуркина Валентина Ивановна

Совершенствование ножевого размола волокнистых растительных полимеров в целлюлозно-бумажном производстве
<
Совершенствование ножевого размола волокнистых растительных полимеров в целлюлозно-бумажном производстве Совершенствование ножевого размола волокнистых растительных полимеров в целлюлозно-бумажном производстве Совершенствование ножевого размола волокнистых растительных полимеров в целлюлозно-бумажном производстве Совершенствование ножевого размола волокнистых растительных полимеров в целлюлозно-бумажном производстве Совершенствование ножевого размола волокнистых растительных полимеров в целлюлозно-бумажном производстве Совершенствование ножевого размола волокнистых растительных полимеров в целлюлозно-бумажном производстве Совершенствование ножевого размола волокнистых растительных полимеров в целлюлозно-бумажном производстве Совершенствование ножевого размола волокнистых растительных полимеров в целлюлозно-бумажном производстве Совершенствование ножевого размола волокнистых растительных полимеров в целлюлозно-бумажном производстве Совершенствование ножевого размола волокнистых растительных полимеров в целлюлозно-бумажном производстве Совершенствование ножевого размола волокнистых растительных полимеров в целлюлозно-бумажном производстве Совершенствование ножевого размола волокнистых растительных полимеров в целлюлозно-бумажном производстве Совершенствование ножевого размола волокнистых растительных полимеров в целлюлозно-бумажном производстве Совершенствование ножевого размола волокнистых растительных полимеров в целлюлозно-бумажном производстве Совершенствование ножевого размола волокнистых растительных полимеров в целлюлозно-бумажном производстве
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Шуркина Валентина Ивановна. Совершенствование ножевого размола волокнистых растительных полимеров в целлюлозно-бумажном производстве: диссертация ... кандидата Технических наук: 05.21.03 / Шуркина Валентина Ивановна;[Место защиты: Сибирский государственный технологический университет].- Красноярск, 2016.- 145 с.

Содержание к диссертации

Введение

1 Аналитический обзор теоретических и экспериментальных исследований

1.1 Назначение и цели размола 5

1.2 Влияние конструктивных параметров ножевых машин на размол 6

1.3 Виды размалывающих гарнитур 13

1.4 Цели и задачи исследований 25

Выводы к главе 1 26

2. Теоретическая часть

2.1 Особенности построения единичного ножа криволинейной формы 28

2.2 Анализ силовых характеристик при скрещивании режущих кромок криволинейных ножей ротора и статора 42

2.3 Определение основных технологических параметров процесса размола волокнистых полуфабрикатов 60

Выводы к главе 2 65

3 Экспериментальная часть 67

3.1 Методика проведения эксперимента 67

3.2 Описание экспериментальной установки 68

3.3 Планирование эксперимента 79

3.4 Результаты экспериментальных исследований 83

Выводы к главе 3 111

4 Практическая реализация результатов работы 114

4.1 Определение оптимального режима размола волокнистой суспензии

при использовании гарнитуры с криволинейной формой ножей 114

4.2 Оценка эффективности проведения размола целлюлозы при использовании гарнитуры с криволинейной формой ножей 116

Выводы к главе 4 121

Заключение 123

Библиографический список

Введение к работе

Актуальность проблемы. Совершенствование качественных

показателей волокнистой массы в первую очередь осуществляется за счет
процесса размола. Реализовать на этапе размола малоотходные и
ресурсосберегающие технологии можно посредством проведения ряда
технологических и технических мероприятий, включающих использование
наиболее эффективных ножевых гарнитур, позволяющих экономить

электроэнергию и исходное волокно, при его минимальном укорочении и достаточной разработке. В настоящее время теоретические исследования по выбору ножевой гарнитуры размалывающих машин проводились только для гарнитур с прямолинейной формой ножей, тогда как криволинейная форма ножей не имеет теоретического обоснования. Актуальными являются теоретические и экспериментальные исследования влияния конструктивных и технологических параметров гарнитуры с криволинейной формой ножей на качественные показатели процесса размола. При использовании гарнитуры с криволинейной формой ножей при размоле волокнистых полуфабрикатов наблюдается большая фибрилляция волокон и меньшее их укорочение. Это положительно сказывается как на бумагообразующих свойствах волокнистой массы, так и на физико-механических характеристиках бумаги. Также гарнитура криволинейной формы позволяет значительно сократить удельный расход электроэнергии.

Использование ножевой гарнитуры с криволинейной формой ножей
позволит обеспечить более эффективную работу размалывающего

оборудования и, в конечном счете, более высокое качество готовой продукции.

Цели и задачи исследований. Выявить закономерности механизма размола волокнистых полуфабрикатов в ножевых размалывающих машинах с использованием гарнитуры с ножами криволинейной формы.

Для достижения цели нужно решить следующие задачи:

– теоретически обосновать порядок построения единичных ножей криволинейной формы и геометрии распределения их на рабочей поверхности гарнитуры;

– определить координаты точек скрещивания режущих кромок криволинейных ножей ротора и статора, радиуса окружности, проходящей через точку скрещивания;

– определить скоростные и силовые характеристики разработанной гарнитуры при воздействии на волокно;

– определить основные технологические параметры процесса размола волокнистых полуфабрикатов в зависимости от характера распределения криволинейных ножей, а так же влияние данных параметров на качественные и количественные характеристики процесса размола;

– оценить влияние процесса размола в исследованных условиях на бумагообразующие свойства волокнистой массы и физико-механические характеристики готовых отливок;

– разработать математическую модель процесса размола для

прогнозирования качественных показателей волокнистой массы;

– определить оптимальные параметры процесса размола на дисковой мельнице с использованием гарнитуры с криволинейной формой ножей.

Объект исследований – Волокнистые полуфабрикаты из растительных полимеров.

Предмет исследований – размол полуфабрикатов в размалывающих машинах с гарнитурой с криволинейной формой ножей.

Научная новизна работы.

Впервые решена задача построения единичного ножа гарнитуры криволинейной формы и распределения таких ножей по всей поверхности размалывающего диска.

Дано теоретическое обоснование скоростных и силовых параметров рабочих органов разработанной гарнитуры в процессе размола волокнистых полуфабрикатов.

Найдены математические модели процесса размола, позволяющие прогнозировать качественные показатели волокнистой массы в зависимости от установленных режимов процесса размола.

Практическая значимость.

Впервые разработана новая конструкция ножевой гарнитуры для эффективного размола волокнистых полуфабрикатов при получении готовой продукции целлюлозно-бумажного производства.

Результаты исследования механизма размола в дисковой мельнице с использованием гарнитуры с криволинейной формой ножей позволяют:

– прогнозировать качественные показатели готовой продукции при известных значениях конструктивных и технологических параметров размольной установки;

– варьируя технологическими и конструктивными параметрами

размольной установки, получать готовую продукцию с необходимыми характеристиками, уменьшая при этом удельный расход электроэнергии, что, в конечном итоге, повлияет на себестоимость продукции.

Автор защищает результаты теоретических и экспериментальных
исследований по влиянию конструкции гарнитуры с криволинейной формой
ножей на обрабатываемый волокнистый полуфабрикат при его размоле;
установленные качественные и количественные зависимости влияния процесса
размола волокнистых полуфабрикатов на качество готового продукта,

производительность и энергозатраты оборудования.

Соответствие паспорту специальности. Представленная работа

соответствует паспорту специальности 05.21.03 - Технология и оборудование химической переработки биомассы дерева; химия древесины (п. 17 – Оборудование, машины, аппараты и системы автоматизации химической технологии биомассы дерева).

Апробация работы. Результаты работы докладывались на следующих международных научно-практических конференциях: «Научное сообщество

студентов XXI столетия. Технические науки» (Новосибирск, 2013), «Биотехнологии в химико-лесном комплексе» (Архангельск, 2014), «Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов» (Архангельск, 2015) и всероссийских научно-практических конференциях: «Молодые учёные в решении актуальных проблем науки» (Красноярск, 2014-2015), «Лесной и химический комплексы - проблемы и решения» (Красноярск, 2013-2015), «Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья» (Барнаул, 2014), «Экология, рациональное природопользование и охрана окружающей среды» (Лесосибирск, 2014), «Экологическое образование и природопользование в инновационном развитии региона» (Красноярск 2015).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 23 работы, в том числе 4 статьи в журналах перечня ВАК, получен патент Российской Федерации на изобретение.

Объем и структура работы: Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 98 наименований. Объем работы составляет 145 страниц машинописного текста, содержит 51 иллюстрацию и 16 таблиц.

Виды размалывающих гарнитур

Размалывающая гарнитура – основной рабочий орган мельницы, осуществляющий непосредственное воздействие на волокна в процессе их обработки. Рабочая поверхность гарнитуры характеризуется числом и размерами ножей и канавок и их расположением на поверхности. В совокупности с частотой вращения роторного диска и потребляемой мощностью параметры гарнитуры определяют качество размола массы, транспортирующую способность мельницы, ее технико-экономические показатели [45].

Основное значение при размоле массы низкой концентрации имеет количество и длина ножей на рабочей поверхности гарнитуры. При заданной частоте вращения эти параметры однозначно определяют секундную режущую длину мельницы.

С точки зрения числа метрорезов можно выделить три основных разновидности гарнитуры: с максимальным, средним и минимальным числом метрорезов. Первый тип гарнитуры при прочих равных условиях способствует преимущественному фибриллированию волокон, третий – укорочению, второй тип гарнитуры оказывает то и другое действие [45].

Второй тип гарнитуры подходит для большинства видов размола. В тех случаях, когда требуется увеличить режущее действие этой гарнитуры, необходимо увеличить загрузку мельницы (уменьшить зазор в зоне размола), когда режущее действие нежелательно, загрузку надо уменьшить (увеличить зазор). Лишь в тех случаях, когда невозможно достичь желаемых результатов на оптимальном типе гарнитуры, следует применять другие ее разновидности.

Наиболее характерные схемы расположения ножей на рабочей поверхности гарнитуры, применяемой на отечественных дисковых мельницах, представлены на рисунке 1.2. Характеристика основных типов гарнитуры для различных типоразмеров мельниц приведена в таблице 1.1.

Наиболее существенными элементами гарнитуры, влияющими на эффективность размола, являются: толщина ножей и ширина канавок между ними, углы наклона ножей к радиусу диска, наличие и расположение перегородок в канавках между ножами [46]. Гарнитура, размалывающая для дисковых мельниц При увеличении числа ножей возрастает производительность мельницы при снижении удельного расхода электроэнергии на размол. Повышение режущей длины ножей может быть достигнуто за счет уменьшения толщины ножей и расстояния между ними [46].

Опыт эксплуатации гарнитуры с различной конфигурацией рисунка рабочей поверхности на массном размоле полуфабрикатов показывает, что с точки зрения пропускной способности и равномерности износа рабочей поверхности, расположение ножей по рисунку 1.1, г и ж является более оправданным, чем по рисунку 1.1, в. Ножи и канавки этой гарнитуры имеют одинаковое сечение вдоль радиуса, поэтому наличие местного износа из-за неравномерности проходного сечения на гарнитуре этого типа, как правило, не наблюдается [45].

Для интенсификации размола за счет увеличения пути движения волокон в рабочем зазоре используют гарнитуру с перегородками в межножевых канавках, которые препятствуют сквозному продвижению массы по канавкам и выводят ее в зону размола. Перегородки в целях исключения неравномерного износа поверхности устанавливают, как правило, по спирали. При отсутствии перегородок в межножевых канавках рабочую поверхность гарнитуры иногда разделяют кольцевой канавкой, которую располагают на расстоянии 70 – 100 мм от периферии диска. Наличие такой канавки изменяет площадь проходного сечения в основной рабочей зоне и приводит к перераспределению скоростей потока массы. Это способствует интенсификации воздействия на волокна режу кромок ножей, расположенных на периферии диска [47].

Для размола грубой массы (отходов сортирования, древес ной массы для древесноволокнистых плит на второй ступени и т. п.) при низкой концентрации и при работе мельниц с малой производительностью также рекомендуется использовать гарнитуру с перемычками в канавках (рисунок 1.1, е и г). Подобная же гарнитура применяется на предварительном размоле целлюлозы и полуфабрикатов высокого выхода, но размол при этом осуществляется при больших зазорах [45].

Анализ силовых характеристик при скрещивании режущих кромок криволинейных ножей ротора и статора

Очевидно, что в правую часть этой зависимости входит, в отличие от прямолинейного исполнения режущих кромок ножей произведение параметров гх и sinax переменной величины. Следовательно, значение касательной составляющей vx окружной скорости v произвольной точки окружной режущей кромки АрВр возрастает по величине, при движении по ней от центра О к периферии. Величина нормальной составляющей V" окружной скорости v произвольной точки Ах окружной режущей кромки АрВр определяется из следующей зависимости п 2-я (2.73) с = rx np C0S(Xx 60 При сравнении правых частей зависимости (2.72) и (2.73), логично отметить полное совпадение множителей, за исключением тригонометрической функции. В зависимости (2.72) это sinax, а в зависимости (2.73) - cosax. Следовательно, значение V" также возрастает по величине, при движении вдоль кромки АрВр от цента О к периферии, но менее интенсивно, чем значение vx , т.к., при одинаковом ах, всегда sinax cosax.

Коэффициент полезного действия механической передачи от двигателя определяется по формуле rj = ril2-ri2 (2-76) где 77х - потери на трение в подшипниках качения; 772 - потери на трение в ременной передаче с клиновыми ремнями. Принимаем пДВ= 1000 мин-1,Рдв = 24 кВт, и = \,г]1 = 0,99,772 = 0,96. По полученным результатам произведем расчет окружного усилия iV по зависимости (2.70). Окружное усилие в произвольной точке Ах определяется по зависимости .. N К (2-77) где Кх – коэффициент, равный отношению радиуса rx промежуточной окружности, на которой в определенный момент находится точка пересечения, к радиусу входной окружной кромки r т. е. K =г/ г (2.78) Величины касательной составляющей iV и нормальной составляющей N окружной силы iVx в произвольной точки Ах рабочей кольцевой зоны диска с учетом выражений (2.77) и (2.78) определяются по зависимостям

При сравнении правых частей выражений (2.79) и (2.80), логично отметить полное совпадение всех членов равенств, за исключением тригонометрических функций, которые в свою очередь являются переменными параметрами.

С увеличением количественного значения параметра ах в выражении (2.79) sinax увеличивается, а в выражении (2.80) cosax - уменьшается.

Радиус гх, также как и параметр ах является переменным, значение которого увеличивается при движении точки Ах в направлении от центра к периферии.

Несмотря на некоторый рост значений тригонометрической функции sinax, количественное значение величины касательной Nx составляющей в выражении (2.79) имеет тенденцию снижения за счет более интенсивного роста радиуса гх, находящегося в знаменателе. В большей степени такая тенденция присуща значению Nx в формуле (2.80), так как с интенсивным ростом знаменателя тх происходит постоянное снижение значения тригонометрической функции cosax с ростом ах.

Известно, что процесс резания значительно облегчается при скользящем движении, т. е. когда режущая кромка ножа ротора движется не нормально к режущей кромке ножа статора, а под углом [68, 69].

Учитывая это, был проведен анализ силового воздействия кромок гарнитуры с криволинейной формой ножей на волокнистую прослойку[46]. Воздействие касательных составляющих на волокно связано с преобладанием рубящего и режущего воздействия на массу, а воздействие нормальных составляющих приводит к преобладанию расчёсывающего и фибриллирующего эффекта[63].

Для определения взаимосвязи нормальных и касательных составляющих был определен коэффициент скольжения[63, 67], представленный в следующем аналитическом виде:

Для определения соотношения между касательной и нормальной составляющими окружной силы в произвольной точке Aх пересечения окружных режущих кромок ножей ротора и статора, разделим, левые и правые части выражений (2.79) и (2.80), друг на друга, получим

Расчет угла x в произвольной точке выполним с помощью графического метода в программном приложении Kомпас-3D V8 plus. Результаты расчетов внесем в таблицу 2.2.

Согласно построенной зависимости (рисунок 2.12) видно, что коэффициент скольжения f с ростом радиуса тх возрастает при движении произвольной точки Aх от оси вращения к периферии.

Увеличение коэффициента скольжения f представляет собой гиперболическую кривую. Данную зависимость условно можно разбить на 3 участка. Первый участок ограничен значениями радиуса тх от входного 60 мм до некоторого промежуточного значения 100 мм. Второй участок ограничен значениями радиуса тх от 100 до 130 мм. Третий участок ограничен значениями радиуса тх от 130 до 145 мм.

Как видно из рисунка 2.12, рост коэффициент скольжения f на первых двух участках протекает практически с одинаковой скоростью. Однако, начиная со значения радиуса тх равного 130 мм, в месте перехода со второго участка к третьему наблюдается его более интенсивный рост. Это объясняется тем, что коэффициент скольжения f зависит от угла , который в свою очередь увеличивается с ростом радиуса , в отличие от прямолинейных ножей для которых наблюдается уменьшение коэффициента скольжения f с увеличением . Для ножей криволинейной формы характерно то, что углы входной и выходной не зависят друг от друга, и при их построении величинами этих углов можно задаваться в зависимости от конкретных технологических требований. Подтверждена закономерность, полученная в выражении (2.83), с учетом количественных и качественных составляющих окружного усилия для ножей криволинейной формы. Выяснили, что увеличение коэффициента скольжения f от центра к периферии зависит от радиуса угла x, а также от формы режущей кромки ножа.

Характер изменения коэффициента скольжения f для гарнитуры с криволинейной формой ножей может быть задан с помощью значения входного угла , что в свою очередь позволит регулировать процесс размола в сторону получения желаемого результата, т.е. в сторону фибрилляции волокна либо его рубки.

Планирование эксперимента

В данной работе для построения математической модели процесса, проверки её адекватности и для оценки влияния на процесс каждого учитываемого технологического фактора было изучено влияние частоты вращения ротора, величины межножевого зазора, концентрации волокнистой суспензии и степени помола волокнистой суспензии на бумаго-образующие и физико-механические показатели готовой продукции.

Для построения математической модели процесса размола использован регрессионный анализ – метод, который позволяет устанавливать значения факторов и диапазоны их варьирования по своему усмотрению, не нарушая хода технологического процесса, согласно техническим характеристикам применяемого оборудования, требованиям стандартов к готовой продукции и тому подобное. Зависимость выходного параметра Y от независимой переменной Х аппроксимированы уравнениями регрессии [56].

При помощи пакета программы STATGRAPHICS Centurion [81, 82, 83] построена матрица планирования эксперимента (приложение А).

На основании литературных источников и теоретических расчетов, были выявлены основные технологические и конструктивные параметры размольной установки, оказывающие наибольшее влияние на процесс размола, качественные показатели целлюлозного волокна, а также физико-механические характеристики готовых отливок. Входные и выходные параметры представлены в таблице 3.2.

Согласно реализуемому нами плану эксперимента, определились уровни и шаги варьирования входных параметров, которые представлены в таблице 3.3. Таблица 3.2 – Параметры полнофакторного эксперимента

Значимость коэффициентов регрессии была проведена по методике с помощью t-критерия Стьюдента, адекватность полученных математических моделей была определена с помощью критерия Фишера [84, 85].

Уравнения регрессии были рассчитаны, из них были определены значимые коэффициенты, после чего были исключены статистически незначимые коэффициенты, а оставшиеся коэффициенты были пересчитаны с учетом исключенных коэффициентов. Ниже приведены разработанные математические модели с нормализированными обозначениями факторов. Был проведен анализ следующих бумагообразующих показателей: продолжительность размола, средняя длина волокна, водоудерживающая способность, межволоконные силы связи. Продолжительность размола Интенсивность прироста степени помола волокнистых полуфабрикатов позволяет судить о производительности размольной установки при определенном качестве помола и удельных затратах электроэнергии на размол [86]. На рисунке 3.3 представлена диаграмма Парето которая является графическим отображением правила Парето [87]. Диаграмма отражает вклад каждого из эффектов (элементов уравнения регрессии) в результат процесса размола. Длина горизонтальных полос на графике эквивалентна t – статистике для каждого эффекта. Вертикальная линия, пересекающая полосы в левой части графика, соответствует границе статистической значимости эффектов с 95 %-ной доверительной вероятностью.

Диаграмма Парето для выходного параметра Y1 (продолжительность размола) Результаты регрессионного анализа для параметра Y1 (продолжительность размола) представлены в таблице 3.4

Результаты регрессионного анализа для выходного параметра Y1 (продолжительность размола) Коэффициент детерминации R2 , % 96,4066 Стандартная ошибка выходного параметра 3,29008 Средняя абсолютная ошибка 2,4968 Критерий РDW (Дарбина - Уотсона) 1,82411 На хорошие прогностические свойства модели указывают высокие значения коэффициента детерминации R2 = 96,4066 %.

При оценке регрессионных моделей это интерпретируется как соответствие модели данным. Для приемлемых моделей предполагается, что коэффициент детерминации должен быть хотя бы не меньше 50% (в этом случае коэффициент множественной корреляции превышает по модулю 70%). Модели с коэффициентом детерминации выше 80% можно признать достаточно хорошими (коэффициент корреляции превышает 90%). Равенство коэффициента детерминации единице означает, что объясняемая переменная в точности описывается рассматриваемой моделью [88].

Для проверки наличия автокорреляции случайных ошибок регрессионной модели использовали непараметрический критерий Дарбина-Уотсона [89]. положительной автокорреляции (коэффициент rі близок к единице); близость значения статистики DW к четырем означает наличие высокой отрицательной автокорреляции (коэффициент r і близок к -1). Применение на практике критерия Дарбина-Уотсона В случае отсутствия автокорреляции значение статистики DW будет близким к двум (коэффициент r не сильно отличается от нуля). основано на сравнении расчетного значения статистики DW с пороговыми, граничными значениями DW\ и DWi. Возможно три варианта:

Оценка эффективности проведения размола целлюлозы при использовании гарнитуры с криволинейной формой ножей

Для определения оптимального режима размола волокнистой массы при использовании гарнитуры криволинейной формы воспользовались универсальным математическим процессором MathCAD. MathCAD позволяет решить поставленную задачу численным методом.

Для оптимизации условий функционирования объекта использовались регрессионные модели, полученные в результате реализации многофакторных экспериментальных исследований, представленные и описанные в третьей главе диссертационной работы. Регрессионные модели дают информацию о влиянии варьируемых факторов на выходные величины. Имеется в виду отыскание таких значений варьируемых факторов в интервалах их варьирования, для которых значение выходной величины оказывается максимальным или минимальным [93, 94].

В качестве параметров оптимизации процесса размола были выбраны следующие характеристики: водоудерживающая способность (Y2), среднеарифметическая длина волокна (Y3), разрывная длина (Y5), а также удельный расход электроэнергии (Y7).

Для решения задачи по определению оптимальных параметров процесса размола при использовании гарнитуры с криволинейной формы должны выполняться следующие условий: Уг —» min; Y3 —» max; Y5 —» max; Y7 —» min.

Для численного решения задачи поиска локального максимума и минимума в Mathcad имеются встроенные функции Minimize и Maximize. Эти функции реализуют процедуру поиска экстремума функций многих переменных как при наличии, так и при отсутствии ограничений на комбинации последних. В нашем случае, нужно найти максимальное или минимальное значение функции на некотором интервале, поэтому мы накладываем следующие ограничения области поиска в пространстве факторов:

В результате решения поставленной задачи были определены оптимальные значения варьируемых переменных для процесса размола волокнистой массы при использовании гарнитуры с криволинейной формой ножей: - концентрация волокнистой массы Xi = 3%; - зазор между ножами диска ротора и статора Х2 = 0,1 мм; - частота вращения ротора Хз = 2000 об/мин; - степень помола волокнистой массы Х4 - 60 ШР. Подставив найденные значения входных факторов в уравнения регрессии получили соответствующие значения исследуемых параметров: - водоудерживающая способность Y2 = 331,802 %; средняя длина волокна Y3 = 1,509 мм; разрывная длина Y5 =9259 м; удельный расход электроэнергии Y7 = 1,045 кВт ч/т. Размол волокнистого материала, проведенный при оптимальных 116 условиях, показал следующие результаты: – водоудерживающая способность Y2 =333 %; средняя длина волокна Y3 =1,47 мм; разрывная длина Y5 = 9251 м; удельный расход электроэнергии Y7 = 1,05 кВтч/т. Таким образом, теоретические значения данных показателей, рассчитанные по уравнениям регрессии, хорошо согласуются с экспериментальными, что еще раз подтверждает адекватность полученной математической модели процесса размола при использовании гарнитуры с криволинейной формой ножей.

Оценка экономической эффективности процесса получения волокнистого полуфабриката, при размоле на гарнитуре с криволинейной формой ножей, выполнена для полученных оптимальных значений процесса: частота вращения ротора n=2000 об/мин; межножевой зазор 0,1 мм; концентрация волокнистой массы с = 3 %. Расчет приведен в сравнении с данными, полученными при использовании традиционной восьмисекторной гарнитуры с углом установки ножей к радиусу 45 и гарнитуры ударного типа без скоса фасок, при прочих равных условиях.

Экономический эффект от проведения размола в установке с гарнитурой криволинейной формы равен экономии условно-постоянной части расходов в себестоимости и достигается за счет повышения количества выпускаемой продукции, снижения затрат электроэнергии и времени на размол.

Таким образом, в результате проведенных исследований процесса размола, при использовании ножевой гарнитуры дисковой мельницы с криволинейной формой ножей, при оптимальных условиях проведения размола, были получены следующие результаты: – экономия электроэнергии за счет проведения размола при оптимальных условиях составляет: по сравнению с гарнитурой ударного типа 20,1 тыс. руб.; по сравнению с гарнитурой традиционного типа 33,7 тыс. руб. – прирост прибыли за счет увеличения количества выпускаемой продукции составляет: по сравнению с гарнитурой ударного типа 39,5 тыс. руб.; по сравнению с гарнитурой традиционного типа 13,5 тыс. руб. – чистая прибыль с учетом НДС составляет: по сравнению с гарнитурой ударного типа 47,6 тыс. руб. в год; по сравнению с гарнитурой традиционного типа 37,8 тыс. руб. в год. Выводы к главе 4 На основании результатов экспериментальных исследований в четвертой главе диссертационной работы были определены оптимальные параметры процесса размола на дисковой мельнице с использованием гарнитуры с криволинейной формой ножей: – концентрация волокнистой массы 3%; – зазор между ножами диска ротора и статора 0,1 мм; – частота вращения ротора 2000 об/мин; – степень помола волокнистой массы 60 оШР.

Экономический эффект от проведенных исследований процесса размола в дисковой мельнице с гарнитурой криволинейной формы при оптимальных условиях проведения размола были получены следующие результаты: – экономия электроэнергии за счет проведения размола при оптимальных условиях составляет: по сравнению с гарнитурой ударного типа 20,1 тыс. руб.; по сравнению с гарнитурой традиционного типа 33,7 тыс. руб. – прирост прибыли за счет увеличения количества выпускаемой продукции составляет: по сравнению с гарнитурой ударного типа 39,5 тыс. руб.; по сравнению с гарнитурой традиционного типа 13,5 тыс. руб. – чистая прибыль с учетом НДС составляет: по сравнению с гарнитурой ударного типа 47,6 тыс. руб. в год; по сравнению с гарнитурой традиционного типа 37,8 тыс. руб. в год.