Читать онлайн «Течение полимеров в отверстиях фильер. Теория, расчет, практика»

В. И. Янков, И. О. Глот, Н. М. Труфанова, Н. В. Шакиров ТЕЧЕНИЕ ПОЛИМЕРОВ В ОТВЕРСТИЯХ ФИЛЬЕР ТЕОРИЯ, РАСЧЕТ, ПРАКТИКА ПРЕДИСЛОВИЕ Одной из наиболее ответственных стадий формования волокон является экструзия растворов или расплавов полимеров через отверстия фильер. Закономерности этого процесса определяются влиянием большого числа параметров: реологических характеристик формовочной среды, режимом течения в отверстии фильеры, размерами и геометрией формующих капилляров, конструкцией фильеры и т. п. Из технологической практики известно, что стабильность процесса формования и качество получаемого волокна во многом обусловлены конструкцией и качеством изготовления фильеры, в частности, точностью выполнения отверстий. Несмотря на это, создание фильер до сих пор остается больше искусством, чем наукой. Хотя с момента выдачи первого патента на металлическую фильеру минуло около 100 лет, систематизированные материалы по технологическому обоснованию конструкций фильер отсутствуют, а имеющиеся в патентной и технической литературе данные по этому вопросу носят, как правило, частный характер. Главным направлением технического прогресса в производстве химических волокон являются в настоящее время интенсификация процесса формования и увеличение единичной мощности оборудования (в частности, числа отверстий в фильере). В связи с этим актуальность задачи создания фильер оптимальных конструкций все время возрастает. В настоящей монографии предпринята попытка обобщить и проанализировать имеющуюся информацию по всему комплексу требований к фильерам: к используемым материалам, особенностям исполнения фильер для формования волокон из растворов и расплавов полимеров, к конфигурации отверстий фильеры и их взаимному расположению, точности изготовления формующего инструмента, методам контроля качества. Большое внимание уделено взаимосвязи характеристик фильер с параметрами процесса формования и свойствами получаемых волокон. Авторы сделали попытку ввести читателя (исследователя) сначала в проблему изготовления качественных фильер, а затем направить его в область математического моделирования процессов течения и теплообмена, происходящих в единичных капиллярах фильеры, то есть вооружить его методами расчета фильер. И это является главной задачей написания книги. Книга состоит из четырнадцати глав. В главе 1 приводятся сведения о конструкции фильер, форме и размерах отверстий для формования массовых видов волокон, производимых из расплавов и растворов полимеров. Рассматриваются данные о требованиях к точности изготовления отверстий фильер и материалах для их изготовления. Глава 2 целиком посвящена взаимосвязи характеристик фильер с параметрами процесса формования и свойствами получаемых волокон. Главы 3 и 4 книги посвящены математическому моделированию течения и теплообмена растворов и расплавов полимеров, представляемых как аномально вязкие жидкости, в отверстиях фильер для формования волокон круглого сечения. Исследуется влияние размеров капилляров и геометрии заходной зоны, реологических свойств формуемых жидкостей и условий теплообмена на рабочие характеристики фильер.