CC BY
25
УДК 677.027
КИНЕТИКА ПРОЦЕССА ПРОПИТКИ ПОДГОТОВЛЕННЫХ
ТЕКСТИЛЬНЫХ ТКАНЕЙ И ПОЛУЧЕНИЕ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ЗАВИСИМОСТИ ОПИСЫВАЮЩЕЙ ЭТОТ ПРОЦЕСС
Малышев Евгений Валерьевич, студент Махов Олег Николаевич, к.т.н., доцент Ивановский государственный энергетический университет
им В.И. Ленина
В статье говорится об особенностях механизма процесса пропитки текстильных материалов и о возможности описания этого процесса степенной функцией.
Ключевые слова: кинетика процесса пропитки текстильных материалов, механизм заполнения порового объема текстильных материалов, время пропитки.
Существующие в текстильном отделочном производстве технологии заключительной химической отделки тканей из целлюлозных волокон включают операцию пропитки текстильного материала технологическими составами соответствующих отделочных препаратов, растворенных или диспергированных в водной среде. В подавляющем большинстве случаев и экономичность процесса, и качество отделки тканей в немалой степени определяются равномерностью и глубиной проникновения отделочных препаратов в структуру текстильного материала.
В научной и технической литературе теоретическим аспектам процесса проникновения жидкости в капиллярно-пористую структуру волокнистых материалов посвящено значительное количество работ. Однако в этих исследованиях в качестве движущих сил процесса пропитки рассматривались лишь капиллярные силы и явления смачивания, что недостаточно для полного описания всего многообразия физических явлений, протекающих в волокнистом материале при его пропитке. В первую очередь это связано с тем, что в структуре текстильного полотна содержится значительное количество тупиковых пор и капилляров, в которых при погружении материала в обрабатывающую жидкость остается защемленный воздух. Причем чем хуже качество предварительной щелочной обработки ткани из целлюлозных волокон (чем меньше показатель капиллярности ткани), тем большую долю порового объема текстильного материал составляют тупиковые и так называемые квазитупиковые поры и капилляры.
У тканей из природных целлюлозных волокон (суровые хлопковые и льняные ткани) доля тупиковых и квазитупиковых пор в общем поровом объеме может достигать 60% и более. У тканей, прошедших предварительную щелочную подготовку, доля тупиковых пор и капилляров не более 3-5%. Однако они располагаются в основном в элементарных волокнах, а проникновение обрабатывающего состава именно в эту часть поро-
вого объема текстильного материала необходимо для достижения высокого качества заключительной химической отделки.
При пропитке волокнистого материала механизм заполнения жидкостью порового объема содержащего защемленный воздух отличается от механизма капиллярного впитывания и поэтому требует тщательного изучения. Отсутствие кинетических зависимостей процесса пропитки текстильного материала, которые учитывают особенности заполнения порового объема текстильного материала, создает трудности при выборе эффективных режимов в различных видах их жидкостной обработки, что приводит к снижению скоростных режимов оборудования и к увеличению энергетических и материальных затрат на обработку.
Проведенные экспериментальные исследования на подготовленных и суровых образцах текстильного материала позволили получить графические зависимости показывающие влияние времени пропитки и капиллярности ткани на степень ее пропитки (рис.1).
/ / *--- т----*
/ / 1
1 , I X / г /
/ - У 1 /Г
!/
Рис.1. Графики пропитки суровой и подготовленной ткани бязь арт. 157. при 60оС с капиллярностью 0, 50, 64, и 120 мм/ч
Испытания проводились на подготовленной и суровой текстильной ткани бязь арт. 157. Пропитка образцов ткани проводилась при температуре пропитывающей жидкости 60оС. Величина максимально возможной степени пропитки определялась по пропитке контрольного образца ткани в специальной вакуумметрической камере.
Как показали проведенные эксперименты, процесс пропитки образцов суровой ткани и подготовленных не смогли достигнуть максимальной (контрольной) степени пропитки. Это связано с процессом заполнения тупиковых и квазитупиковых пор на конечном этапе процесса пропитки. Процесс пропитки тканей как суровых, так и подготовленных, можно описать с использованием степенной функции.
В работе [1], на основании проведенного теоретического исследования процесса пропитки текстильных полотен, составлено его математическое
описание, в основу которого положено предположение о фильтрационном механизме заполнения жидкостью капиллярно-пористой структуры волокнистого материала. Анализ полученных в этой работе результатов показал, что изменение степени заполнения 8пр. порового объёма текстильного полотна, в зависимости от временем т его пребывания в жидкости, может быть представлено в виде степенной функции:
г А1г
ук' , (1) где А - функция физических характеристик пропитывающей жидкости, а также геометрических и структурных характеристик текстильного полотна; к - коэффициент, получивший название «коэффициента сопротивления пропитке», определяемый опытным путем по кинетическим кривым пропитки; Ъ - показатель степени, учитывающий нестационарность процесса пропитки.
В нашем случае, к функции физических характеристик добавляется показатель капиллярности.
На рисунке 2 приведено сравнение экспериментальных и расчетных значений степени пропитки тканей с разной капиллярностью в зависимости от времени их пропитки.
ЛО ♦ ♦ ♦
Лб-4 Ö12D
il20i(Tl)
Рис.2. Графики пропитки суровой и подготовленной ткани бязь арт. 157. при 60оС с капиллярностью 0, 64, и 120 мм/ч
Низкая скорость или даже невозможность проникновения пропитывающего раствора в тупиковые и квазитупиковые поры в естественных условиях пропитки требует применения специальных интенсифицирующих средств или устройств позволяющих удалить воздух из порового пространства ткани.
Список литературы
1. Герасимов М.Н., Махов О.Н. // Изв. вузов. Технология текстильной промышлен-ности.-2001,№1. С.63...66.
Malyshev Evgeny Valeryevich student 1 year master's degree
Makhov Oleg Nikolaevich candidate of technical Sciences, associate Professor
Ivanovo state power University
OBTAINING ANALYTICAL EXPRESSIONS DESCRIBING THE KINETICS OF THE IMPREGNATION OF TEXTILE FABRICS PREPARED
Abstract: The article talks about the features of the mechanism of the impregnation of textile materials and the possibility of the description of this process by an exponential function.
Keywords: impregnation, finishing of textile materials, the mechanism of filling of the pore volume of textile materials, the time of impregnation.
УДК 681.05
ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ САПР E3.SERIES Нелюбима Анастасия Дмитриевна, студент (e-mail: [email protected]) Дудко Ольга Николаевна, студент (email: [email protected]) Кожевникова Наталья Юрьевна, студент
(email: [email protected]) Хасанов Алексей Романович, к.т.н., доцент Южно-Уральский государственный университет, г.Челябинск (email: [email protected])
В данной статье рассмотрены особенности программы E3.series, а также ее структура и основные модули.
Ключевые слова: автоматизированное проектирование, САПР, автоматизация, проектирование, E3, Zuken.
E3.series это программный комплекс, разработанный компанией Zuken в 2006 году. Следует отметить, что данная система существовала и ранее, но именно в 2006 году был сделан огромный шаг вперед по сравнению с предыдущими версиями.
E3.series является третьим поколением ECAD-систем (Electronic Computer Aided Design), позволяющим реализовать требования, предъявляемые к современным проектам и технологиям автоматизации производственных процессов.
С помощью этой системы можно реализовать полный цикл задач в области проектирования, начиная от создания функциональных схем и заканчивая чертежами компоновки шкафов и панелей.
Для работы в E3.series необходимо создать (или использовать уже существующую) базу данных (БД), в которой будут содержаться изделия различных производителей. В каждом изделии указывается необходимая информация о них, например, производитель, код заказа, наименование и др. Также в БД содержатся несколько изображений устройства, которые будут использованы на различных схемах, например, на принципиальной схеме, схеме автоматизации и т.д. Несомненным преимуществом данной про-
