химический каталог




Переработка каучуков и резиновых смесей

Автор Е.Г.Вострокнутов М.И.Новиков В.И.Новиков Н.В.Прозоровская

При больших скоростях перемещения материалов (например, при пневматическом транспортировании гранул) и при значительных перепадах на высоте различного оборудования в агрегатах, необходимо учитывать изменения Е и П.

Энергетический баланс резиносмесители может быть записан в виде

W. = ДЯ + QB + Q„ = ^ jPj vi + C'G» + ft. + Q« + Qnp (3.27)

где Q, — тепло, отводимое охлаждающей водой; с, и G, — теплоемкость и расход воды соответственно; cty, pi, Vi — соответственно теплоемкость при постоянном давлении, плотность и объем i-ro ингредиента; Qn — потери тепла (энергии) в окружающую среду; Qn — потери энергии нагретым резиносмесителем за счет лучеиспускания; QK — потери за счет конвекции; Qnp — потери энергии в электроприводе.

Температурное поле

Передача тепла происходит при наличии градиента температур. Для неустановившегося процесса с внутренним теплообразованием (за счет, например, вязкого деформирования материала при смешении) уравнение теплопроводности имеет вид:

дТ I 0Я\

-АГ=^Г + (-рг)

где Г — температура; t — время; о — коэффициент температуропроводности; с—~~ теплоемкость; GH— интенсивность внутренних тепловыделений; V2 — дифференциальный оператор Лапласа.

Вид аналитического решения уравнения теплопроводности зависит от начальных и граничных условий и представляет собой функцию времени и координат.

Для одностороннего нагрева (охлаждения) бесконечной пластины без внутреннего тепловыделения с конвективной теплопередачей на поверхности (например, охлаждение воздухом или при обрызгивании листованных резиновых смесей или протекторной ленты) имеем краевое условие

Пт [7" (0, t) — Tj] = —ктТ' (О, г)

и начальное условие

Tt (х, 0) = Tf

где ат — коэффициент теплоотдачи; Т/ и Ti — соответственно температуры среды и пластины; k\ — коэффициент теплопроводности; Т'=дТ/дх — градиент температуры.

Решение в этом случае имеет вид [ 17]:

e7. = erfF- + exp(x+-^-)erfc(r + -^) (3.28,

138

139

Для середины пластины (например, слоя резиновой смеси) где х=0, получим:

я=1

9Го = 1+1г2 ' п

безразмерной координаты

При п=1 (если пренебречь членами ряда при л>1)

в центре слоя (б) в зависимости от критериев Fo и Bi.

Безразмерные величины Вт, У, X определяются следующими соотношениями:

безразмерная температура вт^^Т—Tt)/'Ti—Tf) при охлаждении и QT={Tf—T)l(Tf—Г;) при нагревании;

безразмерная координата Y = x/2\at;

критерий Bi = X = aTx/kT (для полупространства).

В уравнении (3.28) erf У — представляет собой функцию вероятностей Гаусса. Эта функция не выражается элементарным образом, но ее значения табулированы и приводятся в справочниках. Для определения 8т в зависимости от У и X имеются номограммы (рис. 3.19). При постоянной температуре на границе (константный подвод тепла) Bi—цоа и решение упрощается:

вт = erf (х/2 УаГ)

При двухстороннем нагреве (охлаждении), что обычно имеет место при переработке эластомеров в смесителях и червячных машинах, решение уравнения теплопроводности будет [17]:

VT~2j [2М + sin 2М\е \ w j

9Т Q — 1 •

где

ъ'=т-т,/т,-т,

где Fo=af/o>2— безразмерное время нагревания или критерий теплового подобия Фурье.

Таким образом, для этого частного важного случая средняя безразмерная температура материала 8т является функцией только критерия Fo. Этот вывод использован ниже в разделе масштабного моделирования смесителей. Из рис. 3.19 видно, что при Fo«8—10 и Bi>0,5 температура всей пластины становится равной температуре поверхности и наступает тепловое равновесие, или стационарный режим, если температуры с обеих сторон различны.

Fo =

и 0,5 — 0,7

Указанное состояние при смешении не наступает и при г>5— 8 мин. Если даже принять толщину пристенного слоя резины равной 1 см, и асм = 0,0015 см2/с, то

0,0015.(300 4-480)

Таким образом, при обычных в практике реэиносмешения временных режимах тепловое равновесие не наступает и процесс является термически нестационарным. Однако во многих практических случаях отклонение от равновесия невелико.

где w — полутолщина пластины или слоя резиновой смеси; М — корни трансцендентного уравнения М tgiH=at»/AT.

Для выполнения числовых расчетов по этому уравнению также используют номограммы (рис. 3.19,6). При постоянной температуре на поверхности пластины решение имеет вид

Расчет максимальных температур .резиновой смеси и охлаждающей воды

Как указывалось, основная причина повышения температуры резиновой смеси при ее приготовлении состоит в механической диссипации энергии, образующейся за счет внутреннего трения при деформировании вязкого материала.

Математически весьма сложная задача расчета нестационарного процесса теплообмена при работе смесителя может быть приближенно решена методом конечных разностей [35]. Для квази140

141

стационарной завершающей стадии процесса расчет максимальных

температур смеси Г™"* и теплоносителя (хладоагента) [36]

может быть произведен по видоизмененным формулам Kamq нова:

(3.29)

Мч + 2cBGB ) + Гв'

7-max _ *"»W I Т1 - cBG„ +Т>

где Яэ — термический эквивалент

страница 55
< К СПИСКУ КНИГ > 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 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109

Скачать книгу "Переработка каучуков и резиновых смесей" (4.35Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
курсы 1с в москве при институте
радар детектор snooper
дефлекторы на шевроле лачетти седан
Комплекты садовой мебели

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(04.12.2016)