Сортировать по умолчанию названию

    Здійснено чисельне моделювання змішування в черв’ячному каналі екструдера та динамічного змішувача бар’єрного типу. Наведено результати моделювання, що дозволяють дослідити динаміку зміни темпера-тур під час течії полімерів у змішувальних елементах та вибирати оптимальні параметри змішувальних елементів та/чи технологічні режими змішування.

    Mixing processes are important in the processing of polymeric materials, because the quality of mixing directly determines the quality of the product [1]. For science-based structural design of extrusion mixing equipment is im-portant to know the basic patterns of mixing processes that occur in its various structural zones.
    In many cases, the quality of mixing is estimated by the following integral indicators, as the accumulated defor-mation, time, shear stress, etc. [1-4]. Usually these indicators do not always allow for a full understanding of the mixing process. Unresolved part of the scientific problem forecast performance polymer mixing equipment is inves-tigating the complexity of quantifying [3]. For straight mixing quality criterion accept concentration dispersed ma-terial in the dispersion environment [4]. If input component compositions with different temperatures such criteria may be uniformity of temperature field. Research data are devoted to the numerical modeling of the mixing process by finite element method [5, 6], based on a mathematical model [4].
    The purpose of research is to study the dynamics of the mixing process of polymer composites in screw extruder with a dynamic mixer barrier type.
    The process of mixing considered in the zone and in the batching screw dynamic mixing barrier type for three dis-persed variants introducing material into the dispersion environment. The criteria of efficiency of mixing polymers made the change the concentration of dispersed material in the dispersion medium and changes temperature uni-formity of the mixture.
    The numerical study of mixing two polymers with different versions of the introduction dispersed material in the dispersion environment. Simulation results show that the introduction of dispersed material in the dispersion envi-ronment at the core of a rotating screw is almost twice as fast, than when it is introduction at fixed external cylin-der. To further improve the effectiveness of confusing extruder is advisable to use mixers barrier type. Using as criteria the mixing changes the distribution of concentration and temperature differences mixture showed the effec-tiveness of assessment processes of mixing of polymer composites in educational version Ansys Academic Teaching.


    Досліджено фізико-механічні властивості епоксикремнійорганічних компаундів. Показано особливу поведі-нку поліметилфенілсилоксанів під час формування структури епоксикремнійорганічних компаундів.

    We study the physical and mechanical properties of epoxide-organic silicon compounds. The use of organosilicon compounds as agents for the production of cohesive coatings of different functional purposes conditionally complex of positive properties, namely high hydrophobic thermal and chemical stability, ability to combining with organic and inorganic compounds and consequently the ability to target modification. The disadvantages of organosilicon compounds are their low mechanical properties, adhesion, elasticity, and other. Therefore, to improve the silicone coating and the extension of how the application material was affected in an attempt to combine them with organic compounds this can reduce the above drawbacks. In this article, the focus of research is the polyorganosiloxane, epoxy resin ED-20 and compounds thereof. Quantifying the wettability formed on the solid surfaces of the contact angle values on the point of the phase angle and roll over the surface of a liquid droplet О, which is a dynamic characteristic. The method of its determination to evaluate the wettability of a static state is determined. Wetting liquid is distilled water. Determination of water and physical-mechanical properties of the epoxide-organic silicon compounds (micro-hardness, impact strength, mechanical strength squeezing and bending) was carried out accord-ing to procedures adopted for paints and varnishes. Analysis of the data source, and an epoxy silicone material showed the presence of significant difference in the values of roll angles and edge wetting and micro-hardness based materials. With the full contact with water the epoxide-organic silicon compounds have two extremes in the curve of water absorption on the concentration of ED-20 for PMPS II and one for the PMPS I. The article also studies the characteristics of interaction processes of the epoxide-organic silicon compounds of different composi-tion with water in the dynamic and static conditions and when it is fully immersed in different concentration of ED-20, type and concentration of the polyorganic siloxane. It has been found that the compositions of the PMPS II less sensitive to water. A more detailed analysis of changes in the mechanical strength of the example polymethylphenylsiloxane compounds II showed the presence of the positive impact of the latter at concentrations that do not exceed 7.5 wt.%. The subsequent increase of its content is accompanied by a significant decline in strength and flexural clenching and after 20 wt.% These indicators are practically the same. The show features polymethylphenylsiloxanes behavior in the processes of structure formation of the epoxide-organic silicon com-pounds. The dependence of the physical and mechanical properties of the epoxide-organic silicon compounds (mi-cro-hardness, impact strength, mechanical strength and compression of bending) in a wide range of concentrations of ED. The presence of areas of extreme changes in physical and mechanical properties of the compounds and found their concentration ranges.


    Проаналізовано конструкції башмачних пресів. Запропоновано принципово нову конструкцію. Розроблено математичну модель пресування паперового полотна на башмачному пресі з новими умовам однозначнос-ті, що дає можливість розрахувати кількість видаленої вологи та сухість полотна після пресування.

    Now forging parts papermaking machines uses many different designs presses. Regardless of the type of construc-tion, the water is filtered through paper to canvas cloth in the transverse direction, filtering water from the cloth can occur in the longitudinal direction (simple presses) or in the transverse direction (shaft with blind holes, grooved shaft, suction shaft).
    Presses of the native papermaking machines provide a dry cloth when pressed, about 35…40 %. That is not enough, as for drying the paper spent a huge amount of thermal energy in the form of steam, so the development of the press, providing a significant increase in dry is relevant. One way of increasing dryness is usage of shoe press, which by increasing the length of the contact area increased while pressing, so dry cloth before drying section in-creasing to 50…55 %.
    Work of presses of papermaking machine is measured by the amount of water removed, and uniform moisture con-tent across the width of fabric after the presses. Dehydration capacity of presses depends primarily on the length of the extrusion zone delighted shaft and on the number of these zones. When pressing simultaneously with dehydra-tion of the paper web changing its structure, increases the contact area between the fibers and the coupling strength between them.
    In the existing literature does not sufficiently covered shoe-type presses calculation that does not allow constructing them because kinetic regularities of the process is unknown.
    The purpose of this article is to establish the kinetics of the compaction and main parameters shoe-type press need-ed to develop methods of calculation and design shoe presses.
    In the conventional two-shaft presses created considerable common pressure gradient and significantly lower hy-draulic pressure gradient. In the developed design will increase the hydraulic pressure gradient by summing the camera of the shoe-type heated compressed air. Under the influence of the total pressure break down the cell struc-ture of the paper web from which water is removed that the action of hydraulic pressure filtered in cloth, from cloth in the grooves of the shaft.
    This article consists of 5 items: problem, purpose of, the physical model of the process, the mathematical model of the process and conclusions. Each item clearly defines the essence of the article.


    Наведено фізичну та математичну моделі, що описують основні процеси, які відбуваються під час сушіння пасти двооксиду титану в сушарці з фонтануючим шаром інертних тіл. Запропоновано конструкцію установки для дослідження процесу та перевірки адекватності моделі. Працездатність установки переві-рено експериментально. Отримано залежність напруження установки за випареною вологою від перепаду температури в шарі.

    Titanium dioxide TiO2 is using for production of high quality expensive paper as filler paper web in the pulp and paper industry. In this regard, there is considerable demand for titanium dioxide pigment. The drying process of pasta is the most energy-intensive and limiting process technology TiO2. Therefore, the development of new highly efficient and economical drying equipment TiO2 is an urgent problem.
    The aim of the article is to study the kinetics of drying filler paper web TiO2 and receive parameters necessary for the calculation of industrial drying installation.
    Scientific novelty of this work is to use a completely different method of dry pasta in the "spouting bed" with the use of simple, cheap inert bodies dry – plastic and glass beads. To achieve this goal, a new design patents drying instal-lation. In this dryer drying agent comes from the lower pipe and passing through the slit, which made three parti-tions, increases your speed and meets the TiO2 paste which is inert bodies. Because triangular partitioning flow stream whirlwind drying and fluidized formed (gushing) layer. The advantages of this setup are: simple structure (as compared with vibrating dryers) stable spouting layer, high performance, ease of maintenance and repair.
    For the experimental study of the drying process TiO2 paste it developed a mathematical model that takes into ac-count the convective heat transfer between the drying agent for wet material that is uniformly distributed on the inert bodies. The adequacy of the mathematical model of the drying process in the "jetting" layer is confirmed ex-perimentally. Compare experimental and theoretical data showed that the mathematical model describes with suffi-cient accuracy the paper web drying filler TiO2.


    Розглянуто результати числового моделювання температурних полів і полів напружень у стінці полімер-них труб двох типорозмірів (90, SDR 6 і 63, SDR 9) за різних умов охолодження. Показано, що двосто-роннє охолодження труб (особливо за участі води як холодоагенту), не лише інтенсифікує процес охоло-дження, але й може призвести до виникнення в їхніх стінках значних механічних напружень, що негативно впливатиме на якість екструдованих труб.

    It is known, what even at the same process of processing of polymer the packaging density of its macromolecules can change depending on parameters of processing, in particular from speed of a melt cooling. Thus depending on parameters of technological process, in particular from temperature of processing and speed of cooling operational properties of a product can change essentially. Especially it is characteristic for crystal or partially crystal poly-mer, in particular for polyethylene, during its melt cooling when the polymer temperature changes in a wide range: from temperature above temperature of melting (hardening) to temperature surrounding environments.
    In this article results of numerical modeling of temperature fields and fields of pressure in a wall of polymeric pipes of two standard sizes (D=90 mm, SDR 6 and D=63 mm, SDR 9) are considered under different refrigerating condi-tions. Cooling processes at unilateral external cooling of a pipe by water, bilateral external and internal cooling of a pipe by water, and also the bilateral combined cooling (outside by water, inside by air) are investigated. It is shown that bilateral cooling of pipes (especially by water as a coolant), not only intensifies cooling process, but also can lead to occurrence in walls of pipes of considerable mechanical stresses which will negatively influence quality of received pipes.
    Thus, if during cooling a formed polymeric product residual stresses exceed admissible stress, in polymer arise an external and internal defect (macro and micro cracks, bowls, leakages, etc.) that worsens indicators of quality of a received product.
    The least stress arise under condition of unilateral cooling which at the same time provides considerable duration of process of cooling, and, hence, and considerable floor spaces under cooling baths. Therefore the most effective from the point of view «intensity of cooling and residual pressure» is the bilateral combined cooling (water and air cooling).
    It is necessary to notice that the resulted researches concern a case when polymer before the cooling beginning already has cooled down more low from the hardening temperature. In a case when cooling of the formed product occurs from temperature which exceeds the hardening temperature of polymer, it is necessary to consider process-es, characteristic for a mode of polymer hardening.


    Досліджено ефект розбухання під час екструзійного формування полімерних профілів, визначено залежно-сті розподілу швидкостей зсуву та лінійних швидкостей за довжиною профілю, проаналізовано залежність коефіцієнта розбухання від коефіцієнта налипання.

    When designing the forming heads for production of profile-molded products must be considered patterns of mani-festation of elastic recovery polymer melt and the degree of slip on the walls of the forming tool.
    The study aims to account for the influence of viscoelastic properties of polymer melts at changing the structure of the flow after the forming of the channel, which in turn leads to the need for change as a process of extrusion pro-cess parameters and structural dimensions of the forming tool.
    When designing extrusion dies the elastic properties of the melt, i.e. the ability of the melt to store an imposed de-formation elastically (memory fluid) are generally not considered.
    The elastic properties bring about effects, however, that are important for the design of the die.
    Neglecting the elasticity of a melt can lead to relatively large errors in the computation of the pressure loss, demonstra-tion this with an example of flow of a high molecular and hence highly elastic PE-HD through a blow molding head.
    The effect of viscoelastisity on the results in even more pronounced in the computation of the extrudate swelling.
    Extrusion swelling phenomenon is expanding jet of polymer melt exits the forming tool. Expanding the jet may be due to two factors. The first is the manifestation of the elastic properties of the liquid. The second - a restructuring velocity profile in the transition from the regime of fluid flow to Poiseuille flow with a free surface. Tanner showed that the expansion of the jet is the interaction of both mechanisms.
    In the production of polymer products by extrusion cross-section extruded polymer jet is increased compared to the channel cross-section profiling, which affects the final size and shape of the product. In technological practice, evaluate the effect of swelling ratio of extrudate diameter to the diameter of the forming channel. In the extrusion of complex profiles heterogeneity swelling of various elements of the intersection due to the fact that in different parts forming channels are different tensions that is the cause of viscoelastic deformation of various sizes. This may lead to a distortion of the profile up to a total inability to obtain the desired product configuration using a forming tool with a specific configuration forming channels.
    In this article is shown that viscoelastic properties of polymers in the simulation of the flow at the outlet of the ex-truder forming tool allows you to calculate the change in cross-section extruded molded products.
    Also built graphics of speed, pressure and flow stress viscoelastic fluid at the outlet of the extruder forming tool.


    Проведено серію тестових розрахунків з оцінки придатності вільного відкритого програмного коду OpenFOAM для розв’язання термічних та електротермічних задач.

    Modern requirements for development and modernization of equipment and processes are speed, accuracy, mini-mum costs. Usage of numerical simulation with latest achievements in computer hardware and software can pro-vide these requirements at the appropriate level. Numerical modeling allows one to quickly analyze new solutions and find the most effective ones. Also it can be apply for finding optimal value of input parameters or best process conditions. Computational simulation allows one to look deeper into physical phenomena or technological process-es. And it can determine the values that are difficult or impossible measured with experiment. Nowadays computer simulation has become a useful part of modeling many natural systems in physics, chemistry and biology as well as in engineering to gain insight into the operation of those systems. A lot of different softwares are used for purpose of numerical modeling. OpenFOAM is a good example of this class of software.
    OpenFOAM (Open Source Field Operation and Manipulation) is a C++ toolbox for the development of customized numerical solvers, and pre-/post-processing utilities for the solution of continuum mechanics problems, including computational fluid dynamics (CFD). The code is released as free and open source software under the GNU Gen-eral Public License.
    In this article, OpenFOAM is evaluated with regard to its suitability for the simulation of nonlinear heat conduction with and without heat source. In addition modified solver for modeling of electric heating of solid materials is pre-sented.
    To validate OpenFOAM test cases were set up and the results were compared with commercial software that has similar computational capabilities and with theoretical data. Test cases: steady-state nonlinear heat conduction in multilayer plane wall; steady-state heat conduction with heat source in two cylinders in contact; Joule heating of 3 square rods with different thermal and electric properties.
    The results obtained from OpenFOAM were in good agreement (near 1 %) with both numerical and analytical solu-tions.


    Досліджено вплив характеристик і параметрів металоволокнистих пористих матеріалів, які застосову-ють у двофазних теплопередаючих пристроях, на каркасну теплопровідність таких матеріалів. Проаналі-зовано відомі результати аналогічних досліджень. Показано, що істотно на каркасну теплопровідність впливає пористість металоволокнистих матеріалів. Розроблено і створено спеціальне обладнання, в якому для підвищення точності вимірювань застосовані оригінальні дротові датчики теплового потоку. Визна-чено залежності, що дозволяють розраховувати каркасну теплопровідність металоволокнистих матеріа-лів з урахуванням пористості, довжини й діаметра вихідних волокон.

    Given investigation is devoted to the influence of characteristics and parameters of metal fibrous materials applying in two-phase heat-transmitting devices on the value of skeletal heat conductivity for such materials. The known be-fore results of similar researches have been analysed. It is shown, that metal fiber materials porosity influences significantly skeletal heat conductivity. Special equipment increasing the accuracy of measurements by means of original heat flow wire sensors is developed and created for carrying out experimental researches. The results known before and received in experimental researches are presented in form of graphic dependences. The empirical formulas are created for generalization and engineering application of known and experimentally received results. Formulas are offered to calculate the values of skeletal heat conductivity of metal fiber materials in view of such characteristics as porosity, length and diameter of given fibres.
    Received formulas are simple and easy-to-use for the appropriate thermophysical calculations, which are necessary for designing biphase heat-transmitting devices, in particular, heat pipes and thermosyphons.


    Розроблено математичну модель гарячого вала для високотемпературного пресування паперового полот-на. Проаналізовано процес пресування на звичайних пресах і запропоновано шляхи його інтенсифікації. Отримані попередні дані для розрахунку промислового зразка гарячого вала.

    The introduction of high-temperature pressing of paper web in the cellulose and paper industry will dramatically reduce the cost of thermal energy to produce paper. Therefore, the investigation of the kinetics of heating the roll for high-temperature paper web pressing is relevant.
    The study dedicated to the kinetics of heating the roll and getting process parameters necessary for design of the industrial hot roll of the press.


    Досліджено течію в’язкоеластичної рідини у вісесиметричному каналі дискового екструдера. Розраховано технологічні параметри екструзії в’язкопружних рідин із високим числом Вайсенберга.

    Disk-shaped gap extruders have higher plasticizing and homogenizing power than screw extruders, but the forming pressure which they develop is lower. Therefore, they are mainly used as mixers or granulators for loading the prep-aration material into the screw extruder. The operation principle of disk-shaped extruder based on the use of emerg-ing into a viscoelastic material the stress normal to the shear rate.
    This article conducted numerous experiments which allow us to estimate qualitatively and quantitatively the Weissenberg effect that occurs when the flow of polymer melts is viscoelastic. The viscoelastic fluid flow in axisymmetrical channel disk-shaped extruder is research. Numerical experiments have allowed calculating the ex-trusion technological parameters of viscoelastic liquid at a high Weissenberg number more accurately.


    З метою підвищення білості підшару картону хром-ерзац досліджено вплив флотації на макулатуру марок: МС-2А, МС-6Б, МС-7Б, МС-8В. Найвищий флотаційний потенціал продемонструвала журнальна макулатура. Використання в композиції макулатури МС-8В не дає змоги досягти білості макулатурної маси 50 %; використання макулатури МС-8В* (із наповнювачем) дає змогу досягти вищих результатів. Найвищі результати досягнуто при використанні макулатури МС-6Б і МС-7Б у різних співвідношеннях.


    Приведены результаты исследования по снижению жесткости и мутности артезианской воды при использовании основных реагентов с флокулянтами. Показано, что при рН 10-11 Zеtag-7634 обеспечивает высокую эффективность осветления воды. Мутность после отстаивания равна нулю, за исключением опыта, где доза флокулянта достигает 2 мг/дм3 при рН 11. При этом достигается достаточно высокая эффективность умягчения как при рН 10, так и при рН 11. Флокулянт Zеtag-7563 близок по эффективности умягчения к флокулянту Zеtag-7634, однако существенно уступает ему по эффективности осветления умягченной воды. Установлено, что Percol-455 характеризуется более высокой эффективностью умягчения воды щелочью при рН 10, 11 по сравнению с флокулянтом Zеtag-7563, и при рН 11, по сравнению с флокулянтом Zеtag-7634. При использовании флокулянта Praestol-611BC в дозах 1…2 мг/дм3 достигается полное осветление воды отстаиванием при степени умягчения на уровне 84…88 %. Флокулянт Praestol-
    650BC обеспечивает эффективное осветление воды и при обработке ее щелочью при рН 10…11, как и Praestol-854BC при рН 9…10.


    Изучено влияние ионов железа (ІІ) и (ІІІ) на сорбцию ионов кальция и магния на катионите КУ-2-8 в натрий-форме, показано, что 10%-ный раствор хлорида натрия обеспечивает эффективную десорбцию ионов кальция, магния и железа в нейтральной среде. При сорбции ионов жесткости на катионите в натрий-форме из природной воды с высокой карбонатной жесткостью происходит увеличение рН среды до 9,0…9,2, что является причиной гидролиза железа на катионите и снижения его обменной емкости.


    Розроблено нові методи отримання полікатіонітів при взаємодії амінів з епіхлоргідрином, акриловою кислотою та формальдегідом. Досліджено процеси катіонування поліакриламіду з використанням формальдегіду та аміаку або диметиламіну. Встановлено, що отримані низько-, середньо- та високомолекулярні флокулянти катіонного типу утворюють із гексаціанофератом калію малорозчинні комплекси при різних співвідношеннях реагентів в розведених розчинах. Показано, що полікатіонно-фероціанідні комплекси ефективно сорбують ізотопи Cs-137 та Sr-90 і забезпечують дезактивацію води при видаленні їх методом електрофлотації. Процес забезпечує ефективне очищення води при використанні відносно невеликих доз реагентів (3...20 мг/дм3).


    Розглянуто поліграфічне виробництво як джерело забруднення навколишнього середовища. Проведено аналіз основних небезпечних токсичних елементів та сполук, що містяться у сировинних та витратних матеріалах і впливають на життєві функції людини. Детально проаналізовано фактори екологічного ризику, пов’язаного з використанням полівінілхлоридних матеріалів. Запропоновано шляхи екологізації поліграфічного виробництва.


    Запропоновано математичну модель процесу гранулоутворення багатошарових органо-мінеральних твердих композитів у дисперсному середовищі з рідких систем у псевдозрідженому шарі та перевірено її адекватність.


    У цій роботі наведено результати дослідження кінетики пульсаційного розмелу тирси.


    С использованием метода граничных элементов разработана численная методика и программное обеспечение для решения нестационарных трехмерных задач теплопроводности в телах сложной формы. Путем численного моделирования отработаны энергосберегающие регламенты ввода мощности в печь графитации и пламенного обжига катода алюминиевого электролизера. Представлены результаты расчетов нестационарных температурных полей кампании печи графитации и пламенного обжига катодного устройства алюминиевого электролизера.


    Разработана численная теплоэлектрическая модель для расчета энергетической эффективности печи прямоточного нагрева заготовок при производстве электродной продукции. Выполнена численная оценка энергетических параметров экспериментальной печи прямоточного нагрева при графитации электродов прямоугольного сечения. Представлены результаты расчетов мощности источника питания печи и теплообменника для охлаждения токоподводов.


    Разработаны математическая модель и алгоритм расчета для определения напряженно-деформированного состояния вращающейся печи с учетом массовых сил и термосиловых нагрузок в комплексной постановке. Расчетная модель позволяет моделировать работу не только корпуса, но и футеровки и определять как напряженно-деформированное состояние (НДС), так и эффективность работы ыутеровки как теплового элемента печи. Приведены пример решения для вращающейся печи 5×100 м и анализ результатов расчета.


    Досліджені фізико-механічні і теплофізичні властивості ПЕТФ (поліетилентерефталату) вторинної переробки. Використана теорія багатофакторного експерименту для отримання математичних моделей-взаємозалежностей фізико-механічних і теплофізичних властивостей. Порівняльним аналізом із первинним ПЕТФ вибрані найбільш раціональні композиції вторинного ПЕТФ і надані практичні рекомендації з їхнього використання для виробництва різних деталей технічного призначення, чим доведеноа економічну доцільність процесу рециклінгу.


    Розглянуто метод визначення кратності резервування технічних засобів автоматизації, який базується на розв’язуванні задачі оптимізації за наявності обмежень. Запропоновано економічний критерій оптимальності, одержано цільову функцію, яка визначає залежність критерію від характеристик надійності окремих засобів автоматизації, кратності їхнього резервування та економічних втрат від відмов.


    Подано результати фізичного та математичного моделювання нагрівання плівки рідини на сферичній гранулі. Визначено тривалість нагрівання плівки до температури кипіння.


    Ефективність дисперсного армування при віброекструзії визначалася за орієнтацією фібр у виробі. Одержано формули для розрахунку природної орієнтації фібр уздовж осі формування, що виникає при плині композиційного матеріалу в каналі бункера віброекструдера. Наведено графіки кутів нахилу фібр відносно напрямку плину суміші в бункері віброекструдера і відносно поздовжньої осі плоского виробу. Результати роботи можуть бути використано при проектуванні формуючого обладнання й розрахунках геометрії бункера віброекструдера з урахуванням необхідного розташування дисперсної арматури у виробі.