ВВЕДЕНИЕ…………………………………………..…………………………… 7
ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ СМЕШЕНИЯ
ТВЕРДЫХ ДИСПЕРСНЫХ СРЕД …………..……………………... 14
1.1 Обзор оборудования для смешения твердых дисперсных
полимерных материалов ………………..……….……....................... 14
1.1.1 Классификация смесительного оборудования для получения
сыпучей полимерной смеси …….…………………………………… 15
1.1.2 Смесители сыпучих полимерных материалов без
перемешивающего органа …………………………………………… 17
1.1.3 Смесители сыпучих полимерных материалов с ротационным
перемешивающим органом...…............................................................ 19
1.1.4 Краткий анализ технико-экономических характеристик
смесителей сыпучих полимерных материалов …...…........................ 25
1.2 Современные методы моделирования смешения твердых
дисперсных полимерных компонентов в разреженных потоках..... 28
1.2.1 Основные предпосылки совершенствования процесса
смешения ТДПК………………………………………………... 28
1.2.2 Современные методы моделирования столкновений
полимерных частиц в насыщенных потоках.……….………... 36
1.2.3 Некоторые особенности электрических свойств
полимерных диэлектриков …...……................................................ 43
1.3 Выводы по главе 1………………………….………………………... 50
1.4 Постановка задач исследования.......................................................... 51
ГЛАВА 2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА СМЕШЕНИЯ
ВТОРИЧНОГО И ПЕРВИЧНОГО ПОЛИПРОПИЛЕНА В
АППАРАТЕ С РОТАЦИОННЫМИ УЗЛАМИ …..………………... 54
2.1 Описание конструкции и принципа работы аппарата
ротационного типа ………………………………………………….......... 54
3
2.2 Особенности моделирования процесса смешения полимерных
компонентов в новом аппарате с ротационными рассеивателями …… 59
2.3 Модель формирования разреженных потоков ПЧ при работе
одного узла барабан-лопатки (этап 1, модель 1) ……………………… 66
2.3.1 Основные допущения модели формирования
сонаправленных разреженных потоков ПЧ (этап 1, модель 1) …... 66
2.3.2 Основные этапы моделирования ...……………………….….. 69
2.3.3 Моделирование энергии стохастического движения
частицы в сонаправленных разреженных потоках ТДПК
с учетом эффекта электризации поверхностей ПЧ ……………….. 70
2.3.4 Моделирование энергетического параметра с учетом
эффекта электризации ПЧ в сонаправленных разреженных
потоках ТДПК………………………………………………………... 71
2.3.5 Моделирование искомых функций распределения ПЧ в
сонаправленных разреженных потоках ТДПК…………………….. 75
2.3.6 Результаты модели формирования сонаправленных
разреженных потоков ТДПК………………………………………... 77
2.4 Модель формирования разреженных потоков ПЧ при работе двух
узлов барабан-лопатки (этап 1, модель 2) ………………………………. 83
2.4.1 Основные допущения модели формирования
пересекающихся разреженных потоков ПЧ (этап 1, модель 2) ….. 83
2.4.2 Основные этапы моделирования ………….…………………. 86
2.4.3 Моделирование энергетических параметров с учетом
эффекта электризации ПЧ и столкновений между ними в
пересекающихся разреженных потоках ТДПК……………………. 88
2.4.4 Моделирование искомых функций распределения ПЧ
в пересекающихся разреженных потоках ТДПК …...………..…….. 91
2.4.5 Результаты модели формирования пересекающихся
разреженных потоков ТДПК………………………………………... 93
2.5 Сравнение основных результатов моделей формирования 97
4
сонаправленных и пересекающихся разреженных потоков ТДПК …...
2.6 Модель формирования отраженных разреженных потоков ПЧ
при работе узла барабан-лопатки (этап 2, модель 3…………………….. 102
2.6.1 Основные допущения модели формирования отраженных
разреженных потоков ПЧ (этап 2, модель 3)………………………. 102
2.6.2 Моделирование искомых функций распределения ПЧ в
отраженных разреженных потоках ТДПК…………………………. 105
2.6.3. Результаты модели формирования отраженных
разреженных потоков ТДПК от отбойных поверхностей (этап 2,
модель 3)……………………………………………………………… 110
2.7 Выводы по главе 2…………………………………………………….. 117
ГЛАВА 3 СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ТЕОРЕТИКО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ
АНАЛИЗ ПРОЦЕССА СМЕШЕНИЯ ВТОРИЧНОГО И
ПЕРВИЧНОГО ПОЛИПРОПИЛЕНА В НОВОМ АППАРАТЕ
С РОТАЦИОННЫМИ РАССЕИВАТЕЛЯМИ ..…………............... 120
3.1 Описание лабораторной установки для изучения процесса
смешения ПЧ……………….…………………………………………........ 120
3.2 Методики проведения экспериментальных исследований
процесса смешения ПЧ……………………………………………………. 123
3.2.1 Основные задачи опытных испытаний установки для
смешения ТДПК……………………………………………………….. 123
3.2.2 Особенности физико-механических свойств первичного и
вторичного полипропилена…………………………………………... 124
3.2.3 Определение параметров опытной установки……………….... 126
3.3 Экспериментальные исследования по определению
распределения массовых долей ТДПК по углу разбрасывания
ПЧ (этап смешения 1)………………………………….…………………. 127
3.3.1. Результаты экспериментальных исследований
(этап смешения 1)……………………………………………………... 127
5
3.3.2. Сравнительный анализ для распределений ТДПК
по углу разбрасывания (этап 1)………………………………………. 132
3.4 Результаты экспериментальных исследований коэффициента
восстановления при ударе ПЧ об отбойную поверхность (этап
смешения 2)…..……………………………………………………………. 136
3.5 Результаты экспериментальных исследований коэффициента
неоднородности (этап смешения 2)………………………….…………... 143
3.6 Выводы по главе 3.................................................................................. 147
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА ИНЖЕНЕРНОЙ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА
ПАРАМЕТРОВ НОВОГО РОТАЦИОННОГО АППАРАТА
ДЛЯ СМЕШЕНИЯ ТДПК ……………………………….…………. 150
4.1 Определение коэффициента неоднородности готовой смеси
ТДПК при работе ротационного аппарата………….………………….. 150
4.1.1 Описание способа дозирования ТДПК………………………... 150
4.1.2 Описание способа расчета коэффициента неоднородности
смеси ТДПК…………………………………………………………… 154
4.2. Определение основных энергетических показателей работы
двухэтапного ротационного смесителя ТДПК………………………….. 157
4.2.1. Определение производительности ротационного
смесителя ТДПК с двумя узлами барабан-лопатки………………… 158
4.2.2. Определение мощности приводов ротационного
смесителя ТДПК с двумя узлами барабан-лопатки……………….. 163
4.3. Расчет рациональных диапазонов изменения основных
параметров ротационного смесителя для получения смеси ТДПК 166
4.4 Выводы по главе 4……………………………………………………. 175
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………….……………………………………………….. 177
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ……………...... 179
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………….. 183
ПРИЛОЖЕНИЕ А Показатели качества полипропилена …………………… 215
6
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Пример проектирования имитационной 3D-модели
нового ротационного смесителя…………………………... 218
ПРИЛОЖЕНИЕ В Пример оценки качества готовой смеси
в программном продукте «MIXAN».……………………... 222
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Справка об использовании результатов работы ..….…….. 225
ПРИЛОЖЕНИЕ Д Патент РФ 2749510…………..………..………….….…….. 226
