Материалы 64-й межвузовской научно-технической конференции молодых ученых и студентов «Студенты и молодые ученые кгту – производству»


Оптимизация методики гравиметрического определения вольфрама



страница8/17
Дата31.07.2016
Размер3.24 Mb.
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   17

Оптимизация методики гравиметрического определения вольфрама

А.А. Кириллов, И.А. Колесникова (КГТУ)


В настоящее время в машиностроении велико применение термостойких композитов из текстильных материалов с армирующей основой. Композиционные материалы должны обладать термостойкостью, повышенной прочностью, стойкостью к эрозийному уносу, а также должны обеспечивать перераспределение тепла по объему изделия. Наиболее удовлетворяют данным требованиям трикотажные углеродные полотна с тугоплавкой вольфрамовой нитью, поэтому разработки по созданию прогрессивных технологий получения таких композитов весьма актуальны. Не менее значителен подбор сырья, поэтому своевременным является исследование химического состава вольфрамовой проволоки.

Анализ литературных данных по аналитической химии показал, что существующие методики определения массовой доли вольфрама не могут быть применены относительно к материально-технической базе вуза. Данное противоречие определило цель исследования: оптимизировать методику гравиметрического определения вольфрама в никелевых сплавах для нахождения его массовой доли в вольфрамовой проволоке.

В исследовании за основу нами был взят гравиметрический метод определения вольфрама (при массовой доле от 2 до 4 %) в никелевых сплавах. Методика гравиметрического определения вольфрама основана на выделении данного компонента в виде вольфрамовой кислоты, отделении осадка и прокаливании его до оксида вольфрама (VI). Осадок взвешивают, обрабатывают раствором гидроксида натрия, отфильтровывают и прокаливают. Содержание вольфрама рассчитывают по разности массы осадка до и после его обработки раствором щелочи.

Анализ полученных данных показал, что относительная погрешность определений находится в интервале от 0,79 до 2,42%, что связано с недостаточной отработкой техники эксперимента.

На основании анализа литературных данных и проведенного эксперимента можно сделать следующие выводы:


  1. Подобраны химические реактивы, позволяющие перевести вольфрамовую проволоку в раствор, а также отделить примеси и присадки. Для растворения вольфрамовой проволоки применялась смесь концентрированных плавиковой и азотной кислот, а для отделения примесей и присадок – концентрированная соляная кислота и раствор гидроксида натрия.

  2. В ходе исследования оптимизированы условия проведения эксперимента по сравнению с существующими методиками. Температурный режим прокаливания был снижен до 700–750°С, а стеклянная посуда была заменена на полиэтиленовую.

  3. Методика определения содержания вольфрама отработана на образцах с известной массовой долей этого металла.

УДК 678.743.22:620.3



ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА ПЛАСТИФИЦИРОВАННОГО ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА, МОДИФИЦИРОВАННОГО ЭКСТРАКТОМ ФУЛЛЕРЕНОВ

А.О. Гаврилова, С.А. Кувшинова, О.И. Койфман (ИГХТУ),

Д.М. Васильев, В.Б. Кузнецов (НИИ пленочных материалов и искусственной кожи технического назначения)
Поливинилхлорид (ПВХ) является одним из распространенных и недорогих полимеров – мировое производство составляет 30 млн т в год и широко используется в различных отраслях легкой промышленности (жесткие и мягкие пленки, трубы, шланги, товары медицинского и бытового назначения и т.д.). Однако ПВХ крайне не устойчив к воздействию повышенных температур, света, механическим нагрузкам, биологически активным средам. Поэтому переработка и эксплуатация ПВХ связана с разработкой систем модификаторов, предохраняющих полимер от различных видов деструкции.

На протяжении последнего десятилетия перспективным модификатором полимерных материалов становится новая аллотропная форма углерода – фуллерены. Молекулы фуллерена существенно влияют на термические и прочностные свойства материалов. Растворы фуллеренов в маслянистых средах обладают выраженными антиоксидантными свойствами, могут поглощать из фаз, в которых они присутствуют свободные радикалы и ион-радикалы, а также фотоны УФ области спектра, что может быть использовано практически.

На первом этапе были получены суспензии и изучена растворимость фуллеренового экстракта (ФЭ) в органических средах, применяемых для получения пластифицированных ПВХ материала. Было установлено, что растворимость ФЭ зависит от его концентрации и температуры.

Пленочные образцы получены методом смешения суспензий пластификатора, содержащего различное количество ФЭ, с сыпучим ПВХС5079М, с последующим набуханием в термошкафу и пластикацией на лабораторных вальцах.

Исследованы электронные спектры поглощения суспензий ФЭ и пленочных образцов. Модифицированные ПВХ пленочные образцы испытаны согласно ГОСТ 8979–75 и ГОСТ 14236–81.

Выявлено, что при малых содержаниях ЭФ в матрице полимера физико-механические характеристики пленок увеличиваются по сравнению с эталоном, однако при увеличении концентрации ФЭ, С60 и С70 образуют агломераты, которые приводят к снижению прочности. Оценена устойчивость к фотостарению.



СЕКЦИЯ 5. ПРОБЛЕМЫ МАШИНОСТРОЕНИЯ

И МЕХАНИКИ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАШИН
УДК 677.058.3 (088.8)

К ВОПРОСУ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МЕХАНИЗМА ШИРЕНИЯ ТКАЦКОГО СТАНКА

С.В. Букина, Д.А. Злобин (КГТУ)


Определение величины силы, действующей на механизм ширения ткацкого станка, имеет решающее значение для его выбора. На основании аналитического определения натяжения отдельной уточной нити при формировании ткани и дальнейшей деформации рассмотрена имитационная модель силового воздействия ткани на механизм ширения. Для определения силы, действующей со стороны ткани на механизм, зону ширения ткани разделили на три зоны: 1) зона прибойной полоски; 2) зона огибания игольчатого валика механизма ширения тканью; 3) зона ослабления деформации нитей, т.е. натяжение уточин стремится к нулю и ткань приходит в равновесное состояние.

В первой зоне, исходя из условия прибоя, сила, действующая на механизм ширения, равна сумме натяжений от каждой из уточных нитей, находящихся в этой зоне:



,

где – количество уточных нитей; – плотность ткани по утку; – натяжение одной уточной нити.

Однако, с учетом реальных свойств нитей, т.е. изменением их напряжений со временем после приложения деформации, усилие, действующее на игольчатый валик механизма ширения на этом участке определяется:

,

где – функция влияния, характеризующая реологические свойства уточной нити; – время напряженного состояния уточной нити после прибоя;


I – номер уточной нити от опушки; n – частота вращения главного вала станка.

На участке накола ткани на игольчатое кольцо происходит дополнительное ширение ткани в зависимости от угла α наклона колец, тогда сила, действующая на игольчатый валик механизма ширения во второй зоне с учетом релаксации напряжений:



,

где – количество уточных нитей во второй зоне; – скорость деформации нити во второй зоне.

В третьей зоне уменьшение натяжения уточных нитей в ткани аппроксимируем линейной функцией, тогда из условия упругой задачи усилие, действующее на игольчатый валик механизма ширения: .

Для получения объективных показателей длина третьего участка, зависящая от многих факторов процесса формирования ткани, ее структуры и реологических свойств уточной нити, определялась экспериментально. Полное усилие, действующее на шпарутку, определяется суммой частных усилий на каждом участке: . Используя результаты аналитического расчета, можно подходить к рациональному проектированию систем ширильных устройств на ткацких станках.

УДК 677.057

ДИНАМИЧЕСКИЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ НАГРУЗОК

М.Э. Греков, Ю.Г. Фомин (ИГТА)


При реализации метода используем велосиметры (инерционные датчики скорости), измеряющие скорости объекта в абсолютных координатах.

Выражение для абсолютной скорости точки твердого тела в общем случае равно:



где – переносная скорость (поступательного движения); – скорость относительного (вращательного) движения.



где – частота вращения объекта; – радиус вектор точки.

В проекциях на координатные оси x, y, z можно записать:

Проинтегрировав сигналы датчиков, установленных по соответствующим осям, получим значения мгновенных скоростей.



Расположив датчики скорости в соответствии с рис., находим угловые скорости объекта:

;

.
Рис. 1. Схема расположения

датчиков скорости


Полученные значения линейных скоростей и ускорений затем дифференцируются и подставляются в динамические уравнения движения объекта. Из этих уравнений определяем внешнюю виброактивность объекта. Достоинством рассматриваемой схемы является малое количество велосиметров (6).

Таким образом, предлагаемый метод повышает точность и достоверность измерений и устраняет влияние пола и внешних источников вибрации.

УДК 677.054.324.23

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ПРОКЛАДЫВАНИЯ УТКА

С ГИБКОЙ РАПИРОЙ МЕТАЛЛОТКАЦКИХ СТАНКОВ ТИПА DM

В.А. Гречин (ИГТА)


Расположение утка в зеве и натяжение уточной нити оказывают большое влияние на процесс формирования ткани (сетки), ее структуру и свойства.

При работе ткацкий станок испытывает динамические нагрузки, приводящие к возникновению в его исполнительных механизмах деформационных и колебательных процессов, негативно влияющих на нормативно-технологический процесс работы машины. Чтобы минимизировать негативное влияние колебательных и деформационных процессов на стадии проектирования, необходимо иметь данные о величинах, характере и причинах изменения возникающих нагрузок, что возможно только при составлении динамических и математических моделей исследуемого оборудования.

Поставлена задача динамического исследования механизма рапиры металлоткацкого станка типа DM с целью получения расчетных зависимостей и определения свободных и вынужденных частот колебаний.

Рапира металлоткацкого станка типа DM представляет собой ленту, выполненную из легкого композитного пластика, обладающего высокой износостойкостью и эластичностью, несущую захватчик уточной нити.

Для решения поставленной задачи в программной среде Solidworks разработаны два варианта представления динамической модели гибкой рапиры:


  1. балка с распределенной массой, закрепленная на трех шарнирных опорах;

  2. балка с распределенной массой, закрепленная на двух шарнирных опорах и кинематической парой скольжения (ползун) на конце.

Были получены амплитудно-частотные характеристики первых пяти форм собственных изгибных колебаний для каждой из приведенных динамических моделей рапиры при ее перемещении.

На данный момент ведется проектирование твердотельной модели всего механизма прокладывания утка с гибкой рапирой металлоткацких станков типа DM, с помощью которой можно получить результаты динамического исследования вынужденных колебаний системы и минимизировать их на стадии проектирования.

УДК 677.024.04

КОМБИНИРОВАННЫЙ НИТЕНАТЯЖИТЕЛЬ ДЛЯ СНОВАЛЬНОЙ РАМКИ

М.В. Комиссарова, Н.М. Сокерин (ИГТА)


В настоящее время фирма Hacoba производит сновальные машины со сновальной рамкой, снабженной комбинированным нитенатяжителем. Названный нитенатяжитель состоит из однозонной шайбовой конструкции классического типа и гребенчатого нитенатяжителя, состоящего из неподвижных и подвижных столбиков. Подвижные столбики находятся на поворотном рычаге, а ось этого рычага в нижней своей части расположена в закрытой емкости, которая может быть выполнена тонкосуспензионной масляной жидкостью. Поворотный рычаг в нижней части своей оси несет крыльчатку, помещенную в эту емкость, и, кроме того нижняя часть оси связана с кулачком, поверхность которого касается спиральной пружины.

В зависимости от толщины пряжи, скорость перематывания и необходимой величины натяжения специальным лимбом устанавливается положение поверхности кулачка в контакт с пружиной.

В процессе работы рычаг приходит в колебательное движение от действия неравномерности натяжения движущейся нити, а масляная жидкость в емкости снижает эти колебания за счет трения вращающихся в ней лопастей.

Описанный прибор был испытан в условиях УПМ лаборатории ткачества. Результаты испытаний представлены таблицей.



Вывод: в результате эксперимента установили, что коэффициенты вариации даже при других видах пряжи находятся в пределах 6-8 %.

Таблица


V, м/с

Обозначение


Тх 23,8 (№42)

Тх 42 (№23,8)

без масла

с маслом

без масла

с маслом

«0»

V2=6,5

«0»

V3=7,3







С %





С %

21,65

2,39


11,22

32,75


2,18

7,57


34,87

2,36


6,77

32,73


2,33

7,11


37,98

2,7


7,1

38,79


2,65

6,83


32,73

2,61


7,98

43,36


2,68

6,19

«1»

V2=6,5


«1»

V3=7,3







С %





С %

35,58

2,34


6,58

39,26


2,72

6,92


35,37

2,53


7,17

36,31


2,36

6,5


41,89

2,5


5,97

80,44


2,92

3,62


39,04

2,81


7,19

42,81


2,80

6,54


УДК 621.81:62-752



Демпфирование колебаний бобинодержателя

приёмно-намоточного механизма

Н.Ю. Лабай (МГТУ им. А.Н. Косыгина)


Качество наматываемой текстильной паковки во многом зависит от виброустойчивости бобинодержателя приёмно-намоточного механизма текстильной машины.

Для снижения вибраций бобинодержателя используют различные технические решения, связанные как с конструкционным демпфированием колебаний, например, в его упругодемпфирующих подшипниковых опорах, так и с использованием различных вибропоглощающих конструкционных материалов.

В представленной работе рассмотрены результаты экспериментального исследования влияния демпфирующего тканевого покрытия патрона текстильной паковки на рассеяние энергии колебаний бобинодержателя.

Испытания проводились на специальном лабораторном стенде с приёмно-намоточным механизмом мотальной машины М-2. Стенд был оснащён системой автоматизированного сбора, хранения и обработки опытных данных, состоящей из специального датчика, считывающего амплитуды колебаний бобинодержателя в радиальной плоскости, блоков усиления и оцифровки сигналов и компьютера, оснащённого программным обеспечением «AC Test».

В ходе экспериментов записывались виброграммы колебаний бобинодержателя в процессе намотки пряжи на традиционный пластмассовый патрон и на опытный образец патрона, внешняя поверхность которого была обклеена слоем драповой ткани.

На виброграммах бобинодержателя с обоими видами патронов был заметен достаточно большой скачок амплитуд колебаний в самом начале намотки, когда пустой патрон приводился в движение фрикционным цилиндром. С ростом массы наработанной на патрон пряжи колебания уменьшались и приходили к достаточно постоянному значению с очень слабым затиханием в течение остального времени наработки бобины.

Однако при использовании патрона, обклеенного драповой тканью, значения амплитуд колебаний уменьшились в среднем на 40% на начальном участке виброграмм и на 10% на остальном участке по сравнению с амплитудами бобинодержателя с пластмассовым патроном.

Анализ результатов проведённых экспериментов позволяет сделать вывод о возможности и целесообразности использования демпфирующих покрытий патронов текстильных паковок для снижения вибраций бобинодержателя приёмно-намоточного механизма.

УДК 532.517.4

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА ПРОМЫВКИ ТКАНИ В ПРОМЫВНОЙ ВАННЕ

М.А. Берегов, В.Б. Кузнецов (ИГТА)


Турбулентность и динамическое давление жидкости являются наиболее действенными факторами повышения эффективности процесса промывки текстильных материалов.

В классических промывных ваннах эта идея реализуется двумя способами: использованием заправки ткани «петля в петле» или установкой ребристых роликов. Однако 1-й вариант отличается усложнением конструкции промывной ванны и трудностями, возникающими при заправке текстильного материала.

В связи с этим сделана попытка методами компьютерного моделирования исследовать изменение гидродинамической обстановки в промывной ванне при установке в ней ребристых роликов.

Выявлено, что величина турбулентности и динамического давления жидкости зависит от количества роликов в промывной ванне.

Отмечено, что турбулентность жидкости неравномерна по объему ванны и имеет разную величину для каждого из роликов.

Показано, что на величину турбулентности и динамического давления оказывает значительное влияние расстояние между роликами.

Установлено, что с увеличением расстояния наблюдается значительное снижение этих показателей.

Продемонстрировано, что использование ребристых роликов является простым и эффективным способом интенсификации процесса промывки текстильных материалов за счет изменения гидродинамической обстановки в объеме промывной ванны классического типа с вертикальной заправкой ткани.

УДК 7.021.3

ОСОБЕННОСТИ ПЕРСПЕКТИВЫ ИЗОБРАЖЕНИЙ НА НАКЛОННОЙ КАРТИНЕ

Ю.Н. Дигунова, А.О. Данилевская (КГТУ)


Известно, что при построении на вертикальной картинной плоскости вертикальные прямые изображаются отвесными. На наклонной же плоскости вертикали при продолжении пересекаются в общей точке схода. С точки зрения существующей теории, проекция на наклонной плоскости должна более правильно передавать вид объекта, так как главный луч располагается в этом случае наиболее «центрично». При проекции на вертикальную плоскость, напротив, должны были бы возникнуть согласно этой теории более значительные искажения, так как главный луч пересекает изображаемый объект не в средней части, а близко к его основанию.

То же самое можно было бы сказать и в отношении перспективного изображения интерьеров. Рассуждая отвлеченно, чисто теоретически, можно задать вопрос, почему, собственно, перспективы интерьеров строятся обычно с помощью вертикальной картинной плоскости? Ведь ее наклонное положение придало бы главному лучу более правильное, центральное положение, а следовательно, позволило бы достичь и более качественных результатов?

В действительности мы имеем прямо противоположные этим положениям факты. Сравнения показывают, что изображения, получаемые на наклонной картинной плоскости, по своим изобразительным и наглядным качествам в большинстве случаев значительно уступают перспективам, построенным на вертикальной картине. В тех же случаях, когда вертикальные углы зрения на объект весьма значительны, сильный наклон проекционной картины, соответствующей центральному расположению главного луча, нередко придает изображениям совершенно нереальный вид. Именно вследствие указанных недостатков, а также частично и по причине возрастающей сложности построений по сравнению с обычными приемами перспектива на наклонной плоскости не получила распространения на практике.

Таким образом, из рассмотренных примеров можно сделать вывод о том, что рекомендации о выборе расположения главного луча, определяющего характер размещения картинной плоскости, не являются в достаточной мере последовательными и убедительными. В ряде случаев, как мы видели, они находятся в явном противоречии с выработанными практикой приемами и системами построения. В итоге необходимо также отметить, что обе приведенные выше рекомендации – об ограничении углов зрения и о выборе направления главного луча – требуют в своих основах известного уточнения. Они не могут быть приняты как научно обоснованные положения, без существенных оговорок и конкретных ссылок на практическую область их применения.

Недостоверность и противоречивость указанных рекомендаций отчетливо выявляют известную односторонность теории перспективных искажений, строящейся исключительно на фактах внешнего несоответствия сферического устройства глаза и плоской формы неподвижной проекционной картины. Так как эта теория не могла удовлетворить некоторых более внимательных исследователей, то наряду с ней были выдвинуты и другие объяснения причин возникновения перспективных искажений.

УДК 514.181.4



ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И ИХ ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

Е.В. Шляхтенко, А.И. Чувин (КГТУ)


Геометрические преобразования могут использоваться для упрощения решения некоторых геометрических задач, а также для сокращения необходимого количества опытов, проводимых в определенных процессах, при графической интерпретации результатов эксперимента. Рассмотрим пример использования аффинного преобразования.

При параллельном проецировании поля точек одной плоскости на другую плоскость между ними устанавливается точечное соответствие, называемое аффинным. В частном случае плоскости обоих полей могут быть совмещены. При аффинном преобразовании за счет деформации пространства сохраняется параллельность прямых, а также простое отношение трех точек.

Если установлено, что координаты точек кривых для разных режимов какого-либо процесса находятся в постоянном отношении β, то эти кривые являются аффинными. Отношение β называется коэффициентом аффинности кривых. Отсюда, построив кривую по результатам опытов для одного режима и зная коэффициент аффинности, можно построить кривую для другого режима того же процесса.

На рисунке приведен пример построения оси родства S0 и точек кривой II изменения содержания пектиновых веществ в стеблях льна при варке под давлением 2,5∙105 Па по двум экспериментальным точкам A и B и аффинно соответственно I кривой процесса при 3∙105 Па. Здесь sin φ является коэффициентом аффинности данных кривых.



Рис.


УДК 514.185.2: 001.57



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   17


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница