Моделирование процесса накопления повреждений в нетканых материалах Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

Г А Лаврушин, Л. А. Серебрякова, М.В. Плаксин, А А. Попов

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА НАКОПЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ В НЕТКАНЫХ

МАТЕРИАЛАХ

t

Нетканый материал представляет собой слоистую среду, скрепленную между собой иглопро-

У НЕКОЙ.

В процессе эксплуатации технические изделия на основе нетканых материалов подвержены воздействию многократных усилий и агрессивных сред, которые приводят к расслоению слоистых конструкций из-за накопления повреждений. Для установления закономерностей накопления повреждений в нетканом материале по его толщине были поставлены опыты на длительное многократное растяжение с разгрузкой. При этом в каждом цикле материал выдерживался под нагрузкой в течение 30 мин. с последующим повторением циклов нагружения при монотонном росте силового воздействия. В каждом цикле фиксировалось число разрушенных соединений. Результаты этих наблюдений представлялись в виде графиков показанных на рис. 1.

В качестве объекта исследования принимались иглопробивные нетканые материалы трех типов.

I типа - 70% вторичного капрона и 30% "первичного" сырья;

II типа - 90% вторичного капрона и 10% "первичного" сырья;

III типа -100% вторичного капрона;

На основании исследования была построена математическая модель, описывающая процесс накопления повреждений, в зависимости от нагрузки с учетом влияния содержания "первичного" сырья.

При построении математической модели была выбрана графическая зависимость накопления повреждений для материала, отвечающего III типу с содержанием вторичного сырья 100%. Относительно этой зависимости сопоставлялись результаты испытаний друга* вариантов нетканых материалов (I и II типа).

Для III типа нетканого материала построена математическая модель процесса накопления повреждений, которая имеет следующий вид

\ P = cnd, (1)

где с = 10,755 и d = 0,160 - постоянные материала; п - число разрушенных соединений; Р -величина нагрузки.

Для учета влияния содержания "первичного" сырья; построена поправочная функция, имеющая вид

Р = аКв! (2)

где Р = pi ! Рж и К = Кг / К* - относительная величина силовой нагрузки и относительная

величина содержания первичного капрона; Д и К*. - соответственно отвечают силовой нагрузке для материала III типа и содержанию вторичного сырья (капрона 100%); а =1,0 и в = 4,433 - постоянные материала.

В общем виде выражение 1 с учетом поправочной функции принимает следующий вид

-и - P = cndaKe =Щ155пй'16К* " " (3)

Функция (3) позволяет прогнозировать эксплуатационный режим технического изделия для подобных конструкций, изложенных в данном пункте. п> „ ,, „, . ,

На основании предложенной методики прогнозирования слоистых сред можно моделировать более сложные режимы нагружения.

О 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 26 29 30

Рис. 1. Зависимость процесса накопления повреждений от воздействия усилия в нетканых материалах

Г.А. Лаврушин, К.В Горохов.

ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ КЕДРОВОГО ОРЕХА В НОВЫЕ ФОРМЫ ПРОДУКТОВ И

ПОЛУЧЕНИЕ КРАСИТЕЛЕЙ.

Способ извлечения кедрового ореха из посадочных мест шишки основан на раздавливании и разрушении путем протаскивания шишки вращающимся барабаном с шипами по поверхности бункера через зазор. Далее идет процесс просеивания кедрового ореха от шелухи шишек до бункера аппарата чистки кедровых орехов от скорлупы. Как правило, скорлупа кедрового ореха после чистки уходит в отходы. В данном случае предлагается экстрагирование скорлупы и проводят раствором этилового спирта 96-98%-ной концентрации в течение 2-3 часов без предварительной обработки сырья. Затем экстракт отделяют от растворителя методом отгонки в два этапа. На первом спирт отгоняют до получения красителя 50%-ной концентрации, а на втором проводят удаление спирта. Показатели качества пищевого красителя полученного в различных вариациях предназначены для применения в виноделии, при производстве вин, безалкогольных напитков, а также в кондитерской промышленности.

Вторая задача состояла в комплексной переработке отходов шишки после раздавливания с выделением природных веществ в нативном виде. Переработка включает измельчение шишки кедра, контактирование с растворителями, нагревание смеси, экстракцию в условиях нахождения компонентов смеси в псевдожиженном состоянии, выделение из полученных органической и водной фаз целевых продуктов.

Указанный способ сложен, требует больших объемов органических растворителей, 6-10 тонн на 1 тонну сухого сырья.