Модель формирования плотности ворсового покрова в технологии электрофлокирования
Технология электрофлокирования представляет собой ориентированное нанесение коротких заряженных волокон в электрическом поле высокого напряжения на основу, предварительно покрытую клеевым слоем [8]. Чтобы построить модель надо представлять себе ход процесса осаждения ворса. Он поступает из бункера 1 (рис. 9), имеющего плоское сетчатое дно, являющееся одновременно верхним электродом, в зону флокирования, т. е. в пространство между верхним 1 и нижним 2 электродами. Как правило, к верхнему электроду подключают потенциал высокого напряжения 3, а к нижнему - заземление. Ворс заряжается и под действием электростатических сил ускоренно движется к нижнему электроду, одновременно ориентируясь вдоль силовых линий. В начальный момент времени весь ворс закрепляется в клеевом слое, но, по мере заполнения поверхности все больше ворсинок встречают при подлете к поверхности, ранее закрепившиеся ворсинки, перезаряжаются и возвращаются к верхнему электроду. Это происходит пока ворсинка не найдет себе места для закрепления на поверхности. Можно считать, что плотность ворсового покрова асимптотически приближается к некоторому значению nmax.
Сначала необходимо определить исходные понятия: - плотность ворсового покрова n выражает количество ворсинок на площади 1 мм2 или массу ворса на площади 1 м2, г/м2; - скорость подачи ворса P, г/(м2с), это количество ворса поступающего за 1 секунду к поверхности материала площадью 1 м2; - предельная или максимальная плотность ворсового покрова nmax, г/м2. Изложенную выше модель процесса нарастания плотности ворсового покрова математически можно представить в следующем виде: (17) Это выражение характеризует принятое положение, что скорость изменения плотности ворсового покрова пропорциональна доле свободной площади или «числу вакантных мест» и скорости подачи ворса. При этом подразумевается, что скорость подачи ворса в зону флокирования Р – постоянна. Также постоянными считаются условия нанесения. Тогда, интегрируя дифференциальное уравнение (17), легко получить зависимость плотности ворсового покрова от времени [3, 8]: (18)
Данная модель получена аналитическим методом и позволяет рассчитать плотность ворсового покрова n в зависимости от времени нанесения t. При этом необходимо знать технологические параметры P и nmax, определяемые характеристиками ворса и условиями флокирования. В качестве примера воспользуемся моделью для плотности ворсового покрова в зависимости от времени нанесения ворса. Результаты эксперимента приведены в табл. 19. Диапазон изменения технологических параметров выбран следующий: 10 г/(м2с) < Р < 30 г/(м2с); 110 г/м2 <nmax< 130 г/м2. Т а б л и ц а 19. Результаты эксперимента
Табл. 20 показывает исходное состояние таблицы для расчета параметров: приняты начальные (минимальные из принятого диапазона) значения параметров P и nmax и для этих значений и времени из первого столбца проведен расчет на основе соотношения (18), а также, в последнем столбце, вычислены квадраты отклонений и их сумма. Для начальных значений параметров она весьма велика – 5914. Т а б л и ц а 20. Исходные данные для расчета
Следующая табл. 21 демонстрирует результат расчета суммы с использованием опции «поиск решения». Отклонения расчетных значений от результатов измерения стало значительно меньше (4-й столбец) по сравнению с предыдущим результатом. Это отразилось на сумме квадратов отклонений, которая сократилась в 74 раза. В ячейках для параметров показаны вычисленные значения P и nmax. Для наглядности на рис. 10 представлена расчетная кривая и экспериментальные данные. Из графика видно, что модель с найденными параметрами вполне адекватно описывает процесс формирования ворсового покрова на флокированном материале. Т а б л и ц а 21. Результаты расчета параметров
Рис. 10. Расчетная и экспериментальная зависимости плотности ворсового покрова от времени.
Следует отдавать себе отчет, что в данном случае получены коэффициенты не для всех случаев, а только для конкретного ворса с определенными свойствами и определенных режимов флокирования.
Популярное: Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (440)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |