Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet
Статьи журнала - Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий
Все статьи: 2600
Моделирование процесса вакуум- сублимационной сушки гранулированных продуктов
Статья научная
В работе рассмотрен и промоделирован процесс вакуум-сублимационной сушки гранулированных продуктов с деструкцией высохшего слоя. Развитием этого направления служит метод, основанный на удалении высохшего слоя продукта с поверхности гранул, образованных в виде сферических тел и помещенных в перфорированный барабан. После процесса предварительного замораживания гранулы попадают в расположенный в вакуумной сушильной камере перфорированный барабан. При постоянном перемешивании гранул продукта за счет трения их между собой и о стенки барабана сухая часть продукта претерпевает деструкцию и равномерно отделяется от замороженного остатка. Процесс заканчивается тогда, когда весь продукт в грануле превращается в сухой порошок. Для построения адекватной модели процесса сушки, целесообразно рассматривать отдельную гранулу, а не слой гранул в целом, но с учетом влияния гранул друг на друга в процессе сушки. Для этой цели приведена схема и математическое описание облучения тепловым потоком отдельной гранулы продукта. Для учета прерывистого характера облучения гранулы предложен коэффициент и два альтернативных подхода к его определению. А также дан алгоритм определения коэффициента, учитывающего односторонность облучения гранулы. Сформулирована математическая модель процесса вакуум-сублимационной сушки гранулированных продуктов, которая представляет собой одномерную параболическую краевую задачу с подвижной границей. Она включает в себя нестационарные уравнения теплопроводности, начальное условие, граничные условия и определяющие подвижную границу условия. Искомыми величинами здесь являются температурные поля и свободная граница. Пояснено происхождение функций внутренних тепловых источников, присутствующих в уравнениях теплопроводности.
Бесплатно
Статья научная
Использование термодинамических соотношений и уравнения состояния Редлиха-Квонга, получение аппроксимационных зависимостей мольного объема от температуры и давления и теплоемкости идеального газа от температуры для моделирования процесса компримирования паров ректификованного спирта. Эксергетический анализ схемы спиртовой колонны с тепловым насосом и ее сравнение с типовой брагоректификационной установкой.
Бесплатно
Моделирование процесса пиролиза прямогонного бензина с использованием генетического алгоритма
Статья научная
При эксплуатации промышленных печей пиролиза основной задачей является выбор оптимального режима термического разложения исходного сырья в зависимости от выхода целевых продуктов в условиях технологических ограничений на процесс. Для решения данной проблемы для действующего реактора, в качестве которого в работе рассматривается промышленная крупнотоннажная печь SRT-VI, разработана математическая модель процесса пиролиза, использующая кинетическую схему, состоящую из первичной реакции разложения сырья и вторичных элементарных реакций взаимодействия рассматриваемых компонентов смеси, уравнения теплового баланса и гидродинамики потока в змеевике. Сырьем для установки выбранного типа служит прямогонный бензин. Выходными параметрами модели являются мольные расходы товарных углеводородов. Реактор описывается уравнением идеального вытеснения в статическом режиме функционирования. Принято, что все реакции имеют Аррениусовскую зависимость от температуры. Энергии активации химических процессов оценивались с помощью уравнения Поляни-Семёнова, а идентификация предэкспоненциальных множителей проводилась с помощью генетического алгоритма (ГА). Данная задача требует одновременного решения системы дифференциальных уравнений, описывающих процесс пиролиза и поиска большого количества неизвестных параметров, в связи с чем предложено модифицировать ГА. Оптимальная схема включает операторы кодировки по Грею, турнирной селекции, с рангом турнира больше 4, кроссовера с частичным случайным выбором аллей, мутации с высокой вероятностью ее свершения и эллитизма с конкурентным глобальным состязанием. С использованием предложенного подхода осуществляется параметрическая идентификация модели процесса. Анализ результатов моделирования с данными действующего реактора показал его пригодность для использования в целях управления процессом пиролиза.
Бесплатно
Моделирование процесса распылительной сушки суспензии протеинового зеленого концентрата (ПЗК)
Статья научная
Разработка и внедрение высокотехнологичных и энергоэффективных способов производства кормов актуально и целесообразно в связи с тем, что предприятия не способны обеспечить рынок потребителей комбикормов высококачественными продуктами по доступным ценам. Для решения этой проблемы разработана ресурсосберегающая технология производства протеинового зелёного концентрата (ПЗК) из листостебельной массы высокобелковых растений. Наиболее энергоемким процессом получения ПЗК является распылительная сушка. При этом вопросы энергосбережения и получение продукта высокого качества решаются путем моделирования. Модель сушки, разработанная в данном исследовании, основана на убывающем фронте испарения, который используется во многих исследованиях сушки капель. Поставлена задача получить основные уравнения тепломассопереноса в периоды постоянной и убывающей скорости сушки. Предполагается также, что сушка проходит в периоды постоянной и убывающей скорости сушки. Для обоих периодов сушки получены основные уравнения тепломассопереноса. Изменение теплофизических характеристик определены статистическими методами в интервале значений влажности ПЗК 10-75 % и температуры 20-100 %. Модель решена методом конечных разностей с погрешностью результатов моделирования 12 %. Метод конечный разностей представляет собой численный метод решения дифференциальных уравнений, основанный на замене производных разностей схемами, является сеточным методом. Проведена идентификация параметров модели по экспериментальным данным, полученным на опытной распылительной сушильной установке. Решение математической модели позволяет определять изменение влажности (концентрации СВ) и температуры по радиусу капли в процессе распылительной сушки концентрата ПЗК, что необходимо как для выбора геометрических размеров сушилки, так и для управления технологическими параметрами сушки.
Бесплатно
Статья научная
Разработка новых и модернизация существующих технологических систем, направленных на увеличение эффективности очистки поверхностных ливневых и промышленных сточных вод, является актуальным направлением. Так как в системах очистки сточных вод отдельные объекты связаны друг с другом, то изменение параметров работы одного из них скажется и на других. Например, проведение правильной эффективной регенерации скорого фильтра, подобранной под определенный сорт фильтрующего материала и вид загрязнения, позволит разгрузить работу очистной станции в целом. Актуальным направлением является внедрение экологически чистых технических решений и технологий. Поэтому особое внимание уделено природному поверхностно-активному веществу (ПАВ), которое может быть использовано в качестве активного вещества регенерирующего раствора. Исследован процесс регенерации нефтезагрязненной пробы кварцевого песка раствором ПАВ в виброожиженном слое. Имитация водной промывки была достигнута с помощью экспериментальной установки с виброприводом...
Бесплатно
Моделирование процесса роста кристаллов сахарозы в сахарсодержащем растворе
Статья научная
Кристаллизация сахарозы представляет собой один из наиболее важных этапов в технологическом потоке получения товарного сахара. По своей природе - это развивающийся в достаточно широком температурном диапазоне, условиях изменяющейся концентрации раствора, его пептизации и другого массообменный процесс образования и роста кристаллов сахара в сахарном растворе путем диффузионного переноса в нем молекул сахарозы. К этому нужно добавить еще и такие осложняющие физико-математическую формализацию явления, влияющие на кристаллизацию, как форма кристалла, чистота, вязкостные свойства и поверхностное натяжение раствора, наличие в нем несахаров и т.п. Поэтому среди обусловливающих в целом протекание процесса факторов обычно проводят, сохраняя среди них лишь приоритетные и наиболее важные с позиций исследования. С точки зрения классической диффузионной теории явление кристаллизации трактуется как молекулярный с бесконечной скоростью распространения возмущения от источника диффузионный перенос в растворе молекул сахарозы, вследствие чего концентрация в сахарсодержащей жидкостной системе также полагается изменяющейся мгновенно в каждой точке. Однако, поскольку в реальных условиях этот эффект не наблюдается, то, с целью разрешить это противоречие, вводят понятия возмущенного и невозмущенного, разделенных называемым диффузионным фронтом концентрации областей этих фазовых состояний. Используя кинематические характеристики фронта, определяют время протекания процесса кристаллизации в целом по обеим фазам. Что позволяет с большей, по сравнению с полученными на базе классической теорией результатами, точностью рассчитать период обработки раствора.
Бесплатно
Статья научная
Эффективность сушки во многом определяется возможностью оперативного управления этим процессом и поддержания режимных параметров на заданном уровне. В основе любой системы управления лежит математическое описание процесса. В работе рассмотрен процесс сушки вторичных продуктов разделки рыб, как объект возможного моделирования и математического описания сложных физических явлений тепломассопереноса. Для моделирования процессов тепло- и влагопереноса используется метод, базирующийся на основе общепринятых уравнений тепло- и влагопереноса А.В. Лыкова. Для удобства моделирования и многократного проведения компьютерных экспериментов разработана компьютерная программа «Программа для моделирования сушки продуктов из рыбы с дополнительным СВЧ-нагревом» на языке Object Pascal в интегрированной среде программирования Borland Delphi 7. Программа предназначена для моделирования процесса сушки продуктов из рыбы путем решения задачи тепло- и влагопереноса на кубической сетке с учетом комбинированной технологии нагрева (конвективный и СВЧ-нагрев)...
Бесплатно
Моделирование процесса сушки древесного сырья для последующего использования его при копчении рыбы
Статья научная
Модели многих технологических процессов (сушка древесины, копчение и сушка рыбы) описываются уравнениями в частных производных. К таким моделям относится и рассматриваемая здесь модель процесса сушки сырья на примере сушки древесины. Рассматриваемая в статье модель сушки сырья, основана на уравнении теплопроводности с переменными коэффициентами. Физические свойства древесины в процессе сушки изменяются, поэтому и коэффициенты уравнения изменяются по некоторому заданному закону. Модель становится существенно нелинейной. Как правило, получить решение для таких моделей в явном виде невозможно. В этом случае становится актуальной задача разработки численных методов решения модельных уравнений и написание соответствующих программ для проведения компьютерного моделирования технологических процессов. Наличие таких программ позволяет исследователям решать задачи по подбору оптимальных параметров и оптимальных условий протекания изучаемых технологических процессов, определять необходимое время достижения желаемых значений целевых функций. На основе полученных расчётных формул разработана программа моделирования теплового поля в пакете MatLab, которая может быть использована для моделирования процесса сушки древесины при различных условиях. В статье приводятся примеры модельных вычислений для различных значений параметров сырья. Технологические процессы, связанные с нагревом или сушкой исходного сырья, наблюдаются при копчении или при сушке рыбы. Предложенный здесь алгоритм может быть, после некоторой модификации, использован и для их моделирования.
Бесплатно
Моделирование процессов обезвоживания пищевого сырья в электромагнитном поле
Статья научная
Изучение процессов обезвоживания пищевого сырья под воздействием электромагнитного СВЧ поля. Разработка математической модели тепловлагопереноса при микроволновом подводе энергии. Экспериментальная сушильная установка с микроволновым подводом энергии.
Бесплатно
Моделирование процессов обезвоживания провесной и вяленой рыбы
Статья научная
В исследовании рассмотрены проблемы развития рыбохозяйственного комплекса в Мурманской области. Отмечено, что доля мороженой рыбы в объеме производства пищевой продукции из гидробионтов составляет около 90%. Приоритетными направлениями для отечественного рыбохозяйственного комплекса являются увеличение доли продукции с высокой добавленной стоимостью и развитие внутреннего рынка потребления рыбной продукции. Установлено, что провесная и вяленая рыбная продукция с заданными органолептическими свойствами традиционно пользуется устойчивым спросом у населения. Однако, ассортимент вяленой и провесной продукции представлен для покупателей недостаточно широко, а доля провесной и вяленой рыбы в общем объеме пищевой продукции из гидробионтов крайне мала. Эффективность производства вяленой, провесной рыбы можно повысить, если использовать научно обоснованные технологические подходы, позволяющие снизить производственные затраты и улучшить потребительские свойства готовой продукции. В работе затронуты аспекты обобщения процессов обезвоживания при производстве вяленой, провесной, копченой рыбы. Установлена взаимосвязь между начальной, критической влажностью рыбы и коэффициентами потенциалопроводности массопереноса. В математическом виде получена зависимость для расчета продолжительности и моделирования кинетики процессов сушки при производстве вяленой и провесной рыбы. Получены уравнения для расчета коэффициентов диффузии воды в критических точках кривой кинетики. Совместное использование полученных закономерностей позволяет моделировать процессы обезвоживания при выпуске вяленой и провесной рыбной продукции, рассчитывать время сушки, расчетным путем находить коэффициенты диффузии влаги и строить зависимости распределения воды в толще объекта обработки.
Бесплатно
Моделирование процессов оценки запасов железорудного сырья в условиях неопределенности
Статья научная
В данной статье предложено оценивать технологические параметры горно-металлургического производства (запасы железорудного сырья) с учетом нечетко заданных величин в условиях неопределенности с применением балансового и промышленного методов подсчета запасов руды. В связи с тем, что моделирование процессов добычи рудного сырья связано параметрами уравнений, которые содержат переменные с различным характером неопределенности, целесообразнее представлять всю информацию на едином формальном языке теории нечетких множеств. Таким образом, предложена модель подсчета и оценки запасов железной руды различными методами в условиях неопределенности горно-геологической информации на основе теории нечетких множеств. При этом неопределенные величины намеренно интерпретируются как «нечеткие», так как данный подход в большей мере соответствует реальной промышленной ситуации, чем интерпретация таких величин с точки зрения случайных. Принимается во внимание тот факт, что применение вероятностного подхода приводит к отождествлению неопределенности со случайностью, но на практике основной природой неопределенности при подсчете запасов железной руды является именно нечеткость. Согласно предлагаемому подходу каждый нечеткий параметр задается в виде соответствующей функции принадлежности, определять которые предлагается с помощью общего алгоритма, как результат алгебраических операций над произвольными функциями принадлежности обратным численным методом. Ввиду существования множества моделей, описывающих один и тот же производственный процесс различными методиками (например, балансовая модель и промышленная модель) и при различных допущениях, предложено проводить координацию таких моделей на основе разработанной модели агрегирования разнородной информации. Для согласования такого рода информации, ее обобщения и корректировки итоговых параметров целесообразно использовать аппарат теории нечетких множеств, что позволяет получить количественную характеристику неточно заданных параметров и принимать наиболее обоснованные решения.
Бесплатно
Моделирование процессов термовлагомеханики при сушке риса
Статья научная
Зерновые материалы по праву могут считаться основой питания населения как в России, так и во всем мире. Особенность в том, что послеуборочная обработка зерна и прежде всего сушка является важным этапом получения высококачественных продуктов в достаточном количестве. Изменения технологических параметров процесса сушки во времени имеют большое практическое значение как для управления процессом и определения режимов обеспечивающих качество продукта, так и расчета энергетических затрат на проведение данного процесса. При этом качество получаемого продукта определяется минимальной трещиноватостью семян риса после проведения этого процесса. Цель работы - получение математической модели термовлагомеханики сушки риса. Основываясь на системе дифференциальных уравнений Лыкова А.В., описывающих изменения влагосодержания, температуры и давления, предложен переход к системе обыкновенных дифференциальных уравнений на основе составления балансов массы и тепла в ходе процесса сушки. При таком подходе не рассматриваются поля влагосодержания и температуры внутри материала, а ограничиваются их средними значениями. Используя полученную упрощенную модель термовлагомеханики сушки риса, проведено моделирование процесса сушки в условиях минимальной трещинноватости в исследуемом диапазоне (температуры сушильного агента от 50 до 70 °C, скорости от 2.3 до 2.8 м/с). Полученные зависимости позволяют прогнозировать качество семян риса в процессе сушки.
Бесплатно
Моделирование работы службы такси
Статья научная
Моделирование и оптимизация бизнес-процессов являются актуальными задачами современности. На основе изучения бизнес-процессов можно предвидеть и избежать многих проблем в работе компаний, связанных прежде всего с повышенным уровнем затрат, низким качеством выполняемых работ и произведенных продуктов, излишней длительностью выполнения функций.Применение инструмента имитационного моделирования для бизнес-процессов позволяет еще на этапе планирования оценить различные показатели эффективности функционирования процессов,выявить наилучшую последовательность выполнения функций, определить затраты ресурсов, вычислить загруженность персонала,что тем самым способствует своевременному принятию правильных вариантов управленческих решений. В статье проведено моделирование бизнес-процесса «Обработка заказа» службы такси Жара города Оренбурга. На основе методологии моделирования Business Process Model and Notation (BPMN) построена функциональная диаграмма бизнес-процесса (с помощью бесплатно распространяемого программного продукта Bizagi Modeler), заданы используемые ресурсы, затраты на их использование, построены календарные графики работ. Далее осуществлено имитационное моделирование функционирования процесса при различных входных данных: количества поступающих заявок, числа диспетчеров и бюджета на рекламу. Показано, что повышению эффективности функционирования бизнес-процесса будет способствовать увеличение общего числа диспетчеров до 6 человек, а также повышение расходов на рекламу вдвое. Вследствие принятых решений ожидается повышение размера чистой прибыли компании до 76 794 р. и средних заработных плат персонала (в частности таксистов до 42 281 р., диспетчеров до 22 799 р.), а также сокращение длительности обработки одного заказа до 31 минуты.
Бесплатно
Моделирование равномерного пластического течения при гибке патрубков
Статья научная
Рассматриваются основные операции изготовления особотонкостенных крутоизогнутых патрубков из трубных заготовок. Даны рекомендации по выбору способа гибки в зависимости от исходной толщины стенки трубной заготовки
Бесплатно
Моделирование распределения кислорода в микрофлюидном реакторе при культивировании стволовых клеток
Статья научная
Микрофлюидные технологии, получившие название «lab on a chip», основаны на работе с небольшим количеством потока жидкости, порядков микро- и нанолитра. Это определяет преимущества их применения по сравнению с объёмными устройствами, а именно возможность в разы снизить расходы реагентов, добиться более точных результатов исследования и безопаснее проводить эксперименты. Математическое моделирование, представляющее собой процесс исследования объекта по его модели, которая является неким аналогом и заменяет объект в ходе исследования, позволяет точно описать процесс и подобрать условия его проведения. Вычислительная гидродинамика (CFD) включает в себя численные методы решения систем уравнений с начальными и граничными условиями (или краевых задач), которые описывают гидродинамические и массообменные процессы и которые в силу своей сложности, как правило, не позволяют получить решение аналитически. Возможность использования данных численных методов представлена в коммерческом пакете программ ANSYS Fluent. С помощью данного программного пакета было проведено математическое моделирование двухканального микрофлюидного элемента, который был использован для культивирования мезенхимальных стволовых клеток, поскольку это одна из актуальных задач биотехнологии в настоящее время. В данной работе были изучены процесс транспорта питательного вещества к клеткам через пористую мембрану, а также поведение потоков питательной среды в каналах устройства. Приведено математическое описание транспорта кислорода в виде систем уравнений с начальными и граничными условиями, которые учитывают проницаемость кислорода через мембрану и кинетику его потребления клетками. Также были выведены уравнения, описывающие динамику потока жидкости, движущегося в каналах микрофлюидного устройства и проходящего через мембрану. Приведены результаты 15 вариантов моделирования гидродинамического режима устройства. Разработанная модель позволяет подбирать оптимальный диапазон рабочих параметров для культивирования различных типов клеток.
Бесплатно
Статья научная
Представлена оценка структуры баланса конкурирующих предприятий нефтехимического комплекса Российской Федерации. В качестве основного методического инструментария выбран метод Дж. Обер–Крие. Практическая демонстрация метода предложена на примере предприятий нефтехимического бизнеса ПАО «Сибур», ПАО «Нижнекамскнефтехим» и ОАО «Стерлитамакский нефтехимический завод». Анализ балансов показал, что предприятия имеют элементы нерациональной структуры. «Сибур» отличается низкой долей собственного капитала и высокой долей заемных средств. Для «Нижнекамскнефтехим» характерна высокая доля собственного капитала, использование которого для целей развития предприятия является более дорогим по сравнению с заемными средствами. ОАО «Стерлитамакский нефтехимический завод» имеет избыточные значения коэффициентов ликвидности, что свидетельствует о накапливании денежных средств, их отвлечении в дебиторскую задолженность. При этом необходимость поддержки рациональной структуры баланса предприятий нефтехимического комплекса требуют процессы постоянного инвестирования в модернизацию оборудования и расширение мощностей. На примере ПАО «Нижнекамскнефтехим» проведено моделирование рациональной структуры баланса предприятия. Последовательность расчетов включала проведение диагностики структурного распределения оборотных активов и источников средств; определение структуры финансово-активных элементов предприятия; установление допустимых границ изменения базовых пропорций и соотношений по критерию платежеспособности и финансовой устойчивости. Моделирование структуры пассива баланса и оборотных средств на основе метода Дж. Обер–Крие показало возможность улучшения экономических показателей ПАО «Нижнекамскнефтехим». В дальнейшем определение области допустимых значений для составляющих элементов капитала и резервов, оборотных средств, позволит обеспечить сбалансированность экономических пропорций и финансовую устойчивость предприятия.
Бесплатно
Моделирование рыбных изделий с БАД
Статья научная
В процессе исследований рассмотрены вопросы комбинирования тощих видов рыб с продуктами животного и растительного происхождения, взаимно дополняющие аминокислотный состав готового продукта, который отвечает химическому составу суточного рациона основного варианта диеты, назначаемой при лечении неинфекционных заболеваний, в частности сахарного диабета второго типа. Основным сырьем для изготовления суфле, омлета и запеканки была свежемороженая рыба минтай с добавками порошков растительного происхождения: сублимированные укроп, петрушка и паприка, а в качестве растительного и животного сырья использовали лук, оранжевая и желтая морковь, молоко, сливочное масло и яйцо куриное. Для тепловой обработки выбраны щадящие способы и режимы термообработки: запекание в пароконвектомате на режиме «пар» и «жар». На основании моделирования компонентов рецептуры с учетом их биологической ценности получены новые вкусовые качества суфле, запеканки и омлета, фаршированного с добавлением порошкообразных добавок и овощей, выполняющих дополнительную структурирующую роль. В качестве контроля были суфле, омлет и запеканка, приготовленные по традиционной рецептуре, имеющейся в нормативной документации. Выявлены зависимости сырых и термообработанных продуктов и их влияние на структуру суфле и омлета. Получены сенсорные характеристики новых блюд с учетом обработки в пароконвектомате. Установлены параметры технологических процессов при запекании на режиме «пар» и «жар» при температуре 180-200 ℃. Выявлены зависимости молока, яиц и сливочного масла от связующих компонентов рецептуры - муки рисовой и порошкообразных растительных добавок. Обоснованы факторы, которые являются основополагающими при изготовлении продуктов, предназначенных для диеты ОВД (диабетическая). Полученный модельных состав рецептур суфле рыбное, «Рыба, запеченная под яично-молочным соусом» и омлет, фаршированный «Улыбка» отвечает требованиям, нормативной документации и потребительским предпочтениям.
Бесплатно
Статья научная
В соответствии с данными о нормах потребления растительной продукции НИИ Питания РАМН, картофель занимает первое место с нормой 120 кг в год на человека. Большое внимание уделяется переработке картофеля, что позволяет продлить срок его годности, сократить вместимость хранилищ и снизить транспортные перевозки, поскольку 1 кг сухого картофелепродукта эквивалентен 7-8 кг свежего картофеля. Промышленная переработка картофеля на сушеные пюре и хлопья позволяет снизить потери картофеля при хранении и транспортировании, появляется возможность обогащения продуктов витаминами и другими полезными компонентами, лучше сохраняется его пищевая ценность, создаются условия для комплексной переработки сырья с полной утилизацией отходов и создания запасов продуктов из картофеля на случай неурожая. Используемые способы и оборудование технологических линий для переработки картофеля и производства сушеных изделий отличаются низкой тепловой эффективностью и степенью использования потенциала теплоносителя и высокими удельными энергетическими затратами на единицу высушенного продукта. Одним из направлений сокращения теплозатрат и повышения энергоэффективности производства при переработке пищевого растительного сырья является использование осциллированного тепло- и влагоподвода, обеспечивающего получение готового изделия высокого качества с повышением степени термодинамического совершенства энерготехнологической системы. Выполнено моделирование процесса теплообмена для контактной сушки с переменным энергоподводом при переработке картофеля для оптимизации технологии производства, определения рациональных производственных параметров вальцовой сушилки и повышению энергоэффективности технологической линии. На основе полученной модели теплообмена с переменным теплоподводом выполнен расчет процесса контактной сушки для вальцовой сушилки при производстве сухих картофельных хлопьев.
Бесплатно
Моделирование технологий производства многокомпонентных гранулированных продуктов
Статья научная
В статье приведены результаты исследований, на основании которых выработаны критерии и проведена идентификация элементов систем среды, изготавливаемого пищевого продукта; разработана новая концепция технологической подготовки процессов формирования функциональных физико-химических и физико-механических свойств полидисперсного продукта, позволяющая осуществить их системную унификацию, создать элементную базу для технологического обеспечения качества. Предложенная система идентификации элементов среды эксплуатации и объектов отказов позволяет объективно наметить варианты, методы и средства технологического обеспечения качества полуфабриката. Большое количество факторов, характеризующих объекты отказов, среду эксплуатации, виды формования и упрочнения гранул (брикетов), режимы формирования предопределило необходимость разработки структуры и вида информационной модели технологического блока, последующей разработки и реализации логики синтеза такой модели формирования комплектов оборудования, средств и технологических материалов...
Бесплатно
Моделирование упруго-прочностных свойств эластомеров
Статья научная
Разработана модель «состав-свойство», учитывающая структурную неоднородность полимерных композиций. В качестве объектов исследования использовали модельные композиции на основе бутадиен-стирольного каучука СКС-30АРК и высоковязкого заструктурированного полимера (высокомолекулярный наполнитель - ВМН) в различных соотношениях, а также мягчителей (индустриальное масло И-12А, масло ПН-6, низкомолекулярный полибутадиен ПБН), что позволяло получать образцы, значительно отличающиеся по вязкости. На основе модельных полимерных композиций изготовлены резиновые смеси и получены их вулканизаты. Определены физико-механические свойства - условная прочность при растяжении, относительное удлинение при разрыве, твердость по Шору А.. При разработке модели принято допущение, что для описания физико-механических свойств полимеров справедливо правило логарифмической аддитивности. Свойства полимерной композиции (ПК) определялись одним доминирующим компонентом (полимерная композиция, состоящая из каучука и высокомолекулярного наполнителя) и дополнительными компонентами (мягчители). Для оценки параметров модели использовали алгоритм идентификации, который включал четыре этапа. Реализация данного алгоритма проводилась с использованием методов планирования эксперимента. Оценку неизвестных параметров в уравнении осуществляли с использованием метода наименьших квадратов. Оценка качества модели, проведенная по критериям Фишера, поворотных точек, Дарбина-Уотсона, R/S-критерию показала, что модель адекватно описывает изменение физико-механических свойств в зависимости от состава полимерных композиций. По расчетным данным построены графические 3d-зависимости физико-механических свойств от состава полимерных композиций, позволяющие оценить вклад доминирующего компонента и дополнительных компонентов (в том числе в комбинации) в изменение показателей. Установлено, что при введении в каучук суммарно более 50 % компонентов (ВМН и мягчителей) снижается условная прочность при растяжении и резко возрастает относительная погрешность расчетов по модели.
Бесплатно
