ПРОЦЕСС СУШКИ ВОЛОКНА НИТРОН КАК ОБЪЕКТ АВТОМАТИЗАЦИИ

ПРОЦЕСС СУШКИ ВОЛОКНА НИТРОН КАК ОБЪЕКТ АВТОМАТИЗАЦИИ

Ханкельдыева Зебинисо Хабибовна

преподаватель, Бухарский инженерно-технологический институт,

Узбекистан, г. Бухара

Убайдуллаева Дилором Рахимовна

канд. техн. наук, доц., Бухарский филиал Ташкентского института инженеров ирригации и механизации сельского хозяйства,

Узбекистан, г. Бухара

Основные результаты исследований, проведённых авторами и описанными в статье [1] ,можно сформулировать следующим образом:

• проведён схемотехнический анализ технологического процесса производства (ТПП) волокна «нитрон», позволяющий выявить наличие резервов по дальнейшему улучшению его технико-экономических показателей;
• построен комплекс топологических моделей ТПП, на основе которых выделены локальные участки производства, предназначенные для выполнения определённой технологической операции , а также сложные, малоизученные, с точки зрения автоматизации, существенно важные для выхода высококачественного волокна процессы;
• показано, что одним из наиболее ответственных участков производства, оказывающих значительное влияние на качество волокна и характеризующихся нестабильностью значений выходных параметров, является процесс сушки;
• сформулирована задача исследования процесса сушки волокна, которая рассматривается как комплекс взаимосвязанных задач: математического моделирования объекта, оптимизации на основе выбранного критерия качества и стабилизации технологических параметров при наличии возмущающих воздействий.

В связи с этим следующей нашей задачей является анализ и постановка вопроса исследования процесса сушки волокна «нитрон», с точки зрения его автоматизации.

Таким образом, на основе схемотехнического анализа процесса производства волокна «нитрон» был сделан вывод о том, что одним из малоизученных, неисследованных, с точки зрения автоматизации, является процесс сушки, в ходе которого волокно не только высушивается, но и усаживается. Влажность и усадка являются одними из основных показателей качества готового волокна.

Усадка является одним из определяющих факторов в процессе последующей обработки волокна. От величины усадки во многом зависит степень равномерной окраски волокна и поэтому на неё наложены жёсткие ограничения. Волокно, характеризующееся 3-6% усадки, относится к 1-му сорту. Если значение усадки превышает 7%, оно считается бракованным. Известно большое количество методов снижения усадки волокна: изменение состава сополимера, условий коагуляции, термообработка сухого волокна, обработка влажного волокна различными реагентами, насыщенным паром и др. Однако, следует отметить, что из указанных способов не все могут быть применены в условиях производства. Изучение соответствующих литературных источников показывает, что наибольшие возможности изменения способности готового волокна усаживаться в кипящей воде заложены в процессе сушки.

Следующей важной характеристикой готового волокна является его влажность. Как пересушка, так и недосушка волокна приводят к нежелательным результатам. От количества остаточной влаги в волокне в значительной степени зависит возможность его дальнейшей обработки. Влажное волокно не гофрируется, пересушенное - не поддаётся окраске, делается ломким и хрупким.

Готовое волокно «нитрон», кроме влажности и усадки, характеризуется следующими показателями качества: тониной, прочностью одиночного волокна, удлинением, содержаниями роданида и авиважа, белизной, извитостью на 1 см., длиной резки и др. Для выявления степени варьирования указанных показателей было проведено сравнение периодичности возникновения возмущений по качеству волокна (таблица 1).

Таблица 1.

Периодичность возникновения возмущений по качеству волокна

Сравнивая, приведённые в таблице 1, коэффициенты вариации можно заключить, что максимально варьируемыми параметрами качества волокна являются его влажность и усадка. Таким образом, становится очевидным необходимость исследования, в первую очередь, процесса сушки волокна «нитрон», являющегося, с одной стороны, одним из определяющих, в смысле влияния на качество готовой продукции, процессов производства, с другой стороны - характеризующимся довольно значительными колебаниями выходных параметров.

Процесс сушки волокна «нитрон» осуществляется в сушильной машине, представляющей собой агрегат, внутри которого находятся 20 перфорированных барабанов. В торцевой части каждого барабана установлены вытяжные, вентиляторы, которые вытягивают воздух из сушильной камеры через перфорацию барабанов. Воздух, обтекая горячие калориферы, нагревается и по направляющим возвращается вновь в сушильную камеру. Горячий воздух, циркулирующий через перфорацию барабанов, сушит волокно, одновременно удерживая его на поверхности барабанов. Влажный отработанный воздух удаляется в атмосферу через “шибер” в первой зоне. Поэтому вся камера находится под небольшим разрежением, за счет чего со стороны выхода сухого волокна в сушилку затягивается свежий воздух, который, перемещаясь от 20- го барабана к первому, насыщается влагой и выбрасывается в атмосферу. Возможность свободной усадки волокна при сушке обеспечивается постепенным снижением скоростей барабанов от первого до восьмого, начиная с девятого скорость барабанов остается постоянной.

Изучение процесса сушки волокна «нитрон» показывает, что последний представляет собой сложный, малоизученный объект, характерными особенностями которого являются многотоннажность, непрерывность, наличие большого количества параметров, подверженных влиянию различного рода возмущающих воздействий.

Несмотря на значительные успехи, достигнутые в области идентификации и автоматизированного управления процессами сушки в различных отраслях промышленности, в настоящее время практически отсутствуют апробированные математические модели, алгоритмы и системы оптимального управления процессами сушки многих химических волокон, в том числе и волокна «нитрон». Работы, имеющиеся в этом направлении, весьма незначительны (рамки данной статьи не позволяют привести литературный обзор этих работ). Объясняется это, очевидно, многообразием типов сушильных установок, их специфическими особенностями, обилием факторов, влияющих на процессы в каждом из таких объектов. Низкий уровень оптимизации процессов сушки волокнистых материалов объясняется ещё и недостаточной разработкой технических средств контроля необходимых параметров.

Как было сказано выше, к процессу сушки волокна «нитрон предъявляются высокие требования со стороны последующих этапов производства. Ручное управление процессом сушки не может обеспечить поддержание значений усадки и абсолютной влажности высушенного волокна в пределах, обусловленных технологическими нормами. Колебания указанных показателей могут быть устранены за счет оптимизации технологического режима процесса. Успешное решение поставленной задачи требует исследований, связанных с созданием достаточно полной математической модели и разработкой на её основе оптимальной системы управления технологическим процессом сушки волокна «нитрон». Результаты решения данной проблемы будут опубликованы в последующих статьях авторов.

Список литературы:

1. Убайдуллаева Д.Р., Ханкельдыева З.Х.. Схемотехнический анализ процесса производства волокна нитрон// Качество в производственных и социально-экономических системах: Сборник научных трудов 8-ой Международной НТК .-Курск: ЮЗГУ, 2020.-С.392-396.