CC BY
8
ASSESSMENT OF THE STRENGTH OF VARIOUS TYPES OF CORRUGATED CARDBOARD FOR THE PRODUCTION OF CONTAINERS
A.V. Sudoplatova
The article discusses general information about corrugated cardboard packaging, expressions are obtained to determine the compressive strength of a corrugated box of cubic shape, a nomogram is constructed to determine the compressive resistance of a different brand ofpaper for a corrugated layer in corrugated cardboard, graphs of the dependence of the strength of a box of various types of corrugated cardboard depending on the length of the face of the box with papers of different densities are constructed.
Key words: corrugated cardboard, corrugated cardboard packaging, physical and mechanical properties, end stiffness, nomogram.
Sudoplatova Alena Dmitrievna, masters, AD990919S@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 77.023.9
DOI: 10.24412/2071-6168-2021-10-126-129
РОЛЬ ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ЭКВИВАЛЕНТА В ОЦЕНКЕ ОПТИЧЕСКОЙ ПЛОТНОСТИ ФОТОГРАФИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ
О.В. Демьянов
В статье рассматривается понятие оптической плотности и оценка проявленных изображений на основе ее измерения. Проводится анализ влияния количества выделившегося при проявлении серебра на значение оптической плотности. Подробно рассматриваются понятия фотометрического эквивалента и кроющей способности, их значение при оценке оптических плотностей и влияние условий проявления на конечный результат.
Ключевые слова: проявление, серебро, оптическая плотность, реакция, условия проявления, фотометрический эквивалент.
Для получения качественного результата фотографического проявления важно понимать и оценивать влияние различных факторов, воздействующих на фотографический слой в процессе проявления. Если оценивать эти факторы по силе влияния, на первое место выйдут световое воздействие во время экспонирования и непосредственный процесс проявления. Световое воздействие при экспозиции преимущественно оценивается исходя из спектрального состава света, его интенсивности и продолжительности воздействия, а оценка проявляющего процесса производится на основе анализа продолжительности проявления и компонентов проявляющего вещества.
Оценка проявленного изображения проводится на основании анализа фотографических потемнений, выражаемых при помощи оптических плотностей, за счет измерения коэффициента контрастности, фотографической светочувствительности, фотографической широты, плотности вуали и прочих сенситометрических параметров фотографических изображений [1].
При оценке прохождения света через полупрозрачные среды используются три базовых понятия: коэффициент пропускания или прозрачность (Т), коэффициент потемнения или непрозрачность (О), оптическая плотность ф). Коэффициент пропускания и коэффициент потемнения являются обратными величинами.
Оптическая плотность представляет собой десятичный логарифм коэффициента потемнения или взятый с обратным знаком десятичный логарифм коэффициента пропускания.
О = 1д0 = 1д±=-1дТ, (1)
где D - оптическая плотность; О - коэффициент потемнения; Т — коэффициент пропускания.
Оптическая плотность позволяет оценить степень почернения проявленных элементов слоя и выражать фотографические потемнения удобнее всего именно с ее помощью. Оптическая плотность пропорциональна количеству серебра, выделившегося на единице площади проявляемого материала [2].
Вывод о пропорциональности оптической плотности и количестве выделившегося серебра сделан на основании закона Бугера в видоизмененной форме Бунзена:
1 = 1о-10~£са, (2) где I - сила света, прошедшего слой; /0 — сила света, вошедшего в слой; £ — константа поглощения конкретного вещества; с — концентрация светопоглощающего вещества в слое; й — толщина слоя.
При преобразовании и логарифмировании этого выражения получаем:
0 = Е-с-й, (3)
Из этого уравнения видно, что оптическая плотность пропорциональна количеству светопоглощающего вещества, встречающегося на пути прохождения света. Оптические плотности проявленного изображения связаны с отложениями серебра в слое, отсюда следует, что оптическая плотность изображений проявленных на прозрачных подложках пропорциональна количеству восстанавливаемого и выделяемого в слое серебра.
Рассмотрим более детально зависимость оптической плотности от выделенного при проявлении серебра. Выражением этой зависимости будет:
М = Р -И, (4)
где М— масса серебра на единицу поверхности слоя; Р - коэффициент пропорциональности (фотометрический эквивалент); В - оптическая плотность.
Фотометрический эквивалент - это масса проявленного серебра равно распределенного на единице слоя, обеспечивающая почернение слоя до показателя В=1 [3].
Зависимость, описанная в уравнении (3), вытекает из закона Бугера, однако этот закон не применяется для мутных сред, а именно в такой форме представлен проявленный фотографический слой. Этот момент необходимо учитывать, и для измерения оптической плотности использовать рассеянный, а не направленный свет. В этом случае более сильная рассеянность света будет повышать рациональность применения закона Бугера для определения оптической плотности [4].
Понятие фотометрического эквивалента играет большую роль в оценке оптических плотностей, но в некоторых случаях для расчетов удобнее использовать его обратную величину - кроющую способность, (Кс):
(5)
По определению кроющей способностью называют меру полезного использования серебра в реакции фотографического почернения. Кроющая способность равна отношению оптической плотности к поверхностной концентрации серебра.
Рассмотрим детальнее значения, которые принимает фотометрический эквивалент для разных эмульсий:
Первый эксперимент был проведен Йозефом Эдером на мокрых коллоидных пластинах. В соответствии с мокрым коллоидным процессом коллодий с йодидом калия равномерно выливался на поверхность стеклянной пластины, когда поверхность застывала, пластину опускали в раствор нитрата серебра, экспонировали и проявляли в мокром состоянии, из-за высокой скорости испарения эфира из коллодия [5].
Опыты, проводимые для мокрых коллоидных пластинок, показали значение фотометрического эквивалента:? = 0,7 • 10"4
Но если проводить опыты с серебром, обладающим еще более тонкой структурой, то можно получить еще более низкие значения фотометрического эквивалента.
К примеру, нанесение серебра путем посеребрения стекла, дает значение фотометрического эквивалента Р = 0,26 • 10"4.
Зависимость фотометрического эквивалента от используемой эмульсии вполне очевидна - размер зерен серебра проявленного слоя зависит от размера эмульсионных зерен, а именно размер зерен серебра непосредственно влияет на значение фотометрического эквивалента.
Если проводить опыты в условиях одинаковой освещенности с идентичным процессом проявления и проанализировать ряд эмульсий с близкими значениями размеров эмульсионных зерен, фотометрический эквивалент для них будет практически полностью совпадать [6].
На значение фотометрического эквивалента также влияют условия проявления и освещение. Влияние количества освещения на изменение фотометрического эквивалента долгое время оставалось спорным вопросом, так как исходя из первоначальных опытов, проводившихся для области нормальных экспозиций, для одной эмульсии в одних условиях проявления изменений в фотометрическом эквиваленте не выявляли, но при дальнейших исследованиях изменения были выявлены для области больших экспозиций.
Гораздо больший интерес представляет зависимость фотометрического эквивалента от условий проявления. В этом случае удобнее оперировать обратной величиной - кроющей способностью. Рассмотрим эту зависимость на примере одного сорта эмульсии при разном количестве освещения в зависимости от времени проявления, см. рис.
Кс. 10 ^
Изменение кроющей способности эмульсии от времени проявления при разном количестве освещения: a — lgH=1,8; b — lgH=0,9; c— lgH=0,6; d — lgH=0,3
Из рисунка видно, что при увеличении времени проявления кроющая способность снижается, но постепенно выравнивается, достигнув предела, характерного для данной эмульсии в условиях конкретного освещения.
Обобщая рассмотренное выше, можно сделать вывод, что фотометрический эквивалент не является постоянной величиной и находится под воздействием многих факторов, но в условиях использования одного вида эмульсии в одних условиях проявления фотометрический эквивалент может рассматриваться как константа, отсюда следует, что оптическая плотность действительно пропорциональна выделившемуся при проявлении на единицу площади количеству серебра. Само понятие оптической плотности для фотографических изображений является мерой потемнения слоя, то есть базовым понятием, так как именно из неравенства потемнений участков слоя формируется фотографическое изображение. При этом оптическая плотность имеет определенное физико-химическое значение и анализируя изменения оптической плотности при разных условиях проявления можно не только отследить изменения фотографических свойств негатива, но и оценить количество восстанавливаемого серебра в разных условиях проявления.
Список литературы
1. ГОСТ 2653-80. Фотографическая сенситометрия. Термины, определения и буквенные обозначения величин. Издательство стандартов, 1980. 36с.
2. Оптическая плотность. [Электронный ресурс]. URL: http://fotoatelier.ru/o/943-opti cheskaya-plotnost.html (дата обращения: 17.10.2021).
3. Фотометрический эквивалент. [Электронный ресурс]. URL:https://dic.academic.ru/ dic.nsf/ bse/145655/Фотометрический (дата обращения: 19.10.2021).
4. Взаимодействие света с веществом. [Электронный ресурс] URL: http:// vmede .org/sait/?page=30&id=Medbiofizika fedorov 2008&menu=Medbiofizika fedorov 2008 (дата обращения: 19.10.2021).
5. Мокрый коллоидный процесс. [Электронный ресурс]. URL: http:// printservice. pro/kolloidnyjprocess (дата обращения: 20.10.2021).
6. Федин Л.А., Барский И.Я. Микрофотография. [Электронный ресурс]. URL: https:// books.google.ru/books?id=Y-T8AgAAQBAJ&pg= PA118&lpg=PA118&dq#v=onepage&q&f=false (дата обращения: 14.10.2021).
Демьянов Олег Валерьевич, аспирант, demjanovo@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
ROLE OF THE PHOTOMETRIC EQUIVALENT IN ESTIMATING THE OPTICAL DENSITY OF A
PHOTOGRAPHIC IMAGE
O.V. Demyanov
The article discusses the concept of optical density and the evaluation of the developed images based on its measurement. The analysis of the influence of the amount of silver released during the development on the optical density value is carried out. The concepts of photometric equivalent and opacity, their significance in assessing optical densities and the influence of development conditions on the final result are considered in detail.
Key words: development, silver, optical density, reaction, development conditions, photometric equivalent.
Demyanov Oleg Valerevich, postgraduate, demjanovo@rambler. ru, Russia, Tula, Tula state university
УДК 665.3.02
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТОКА В КАНАЛЕ ШНЕКА НА ОСНОВЕ УРАВНЕНИЙ НАВЬЕ-СТОКСА
ДА. Шилько
Статья посвящена созданию модели распределения функции тока внутри каналов шнеков маслоотжимных агрегатов с использованием двух зонной модели течения на основе численного моделирования. При создании модели использовали систему уравнений Навье-Стокса и программу PTC MathCAD Prime 4.0. Удалось получить изображение распределения функции тока в витке шнека маслопресса. Полученный рисунок показывает смещение вихря в сторону направления движения крышки и застойные зоны. Изменив граничные условия, удалось смоделировать распределение тока внутри канала шнека с уменьшенной площадью застойных зон. Проведенное исследование формулирует инженерный подход к реологии процессов и аппаратов экструзионного типа.
Ключевые слова: уравнение Навье-Стокса, MathCAD, гидродинамика, шнек, масло-отжимной агрегат, математическая модель.
Гидродинамика движения жидкости позволяет вычислить основные характеристики при взаимодействии с твердыми телами: поля скоростей, поля плотностей, поля давления и др. Определение этих показателей, с учетом свойств не сжимаемости жидкости и конвекции течения позволяет построить математическую модель процесса отжима растительных масел в од-ношнековых маслоотжимных агрегатах. Анализ результатов сравнения одношнековых и двух-шнековых экструдеров показал перспективность применения одношнековых, потому что они являются универсальными, экономически выгодными, имеют большее распространение и, как следствие, более перспективны в производстве [1] Исследования производились в рамках численного решения уравнения Навье-Стокса и уравнения теплопроводности. Математическая модель поможет подобрать оптимальную металлоемкость для шнека и проанализировать градиент распределения токов и давление внутри канала. Это позволяет оптимизировать работу как существующих, так и разрабатываемых шнековых прессов для получения различных видов растительного масла [2].
Цель исследования: построение математической модели на основе уравнений Навье-Стокса в программе PTC MathCAD Prime 4.0 для определения градиента распределения функции тока внутри канала шнека.
