ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Примеры расчета формовой вулканизации из "Примеры и задачи по технологии переработки эластомеров " Решение. Для расчета процесса вулканизации воспользуемся программой для ЭВМ, построенной на обращении к процедуре TRANS Т, составленной на языке программирования АЛГОЛ. Расчет отнесем только к двум точкам — в центре пластины и на ее поверхности — ввиду наибольшего различия степени вулканизации материала в них на протяжении всего процесса, включая стадию охлаждения. [c.202] Введем следующие идентификаторы программы N — число элементарных слоев в половине толщины пластины Н — толщина пластины, м ТО — начальная температура пластины, 7 о = 20°С ТВ—температура вулканизации, Т = = 170 С ТЕ — температура эквивалентного режима вулканизации, Тэ — 160 °С КТ — температурный коэффициент вулканизации, /(т = 1,93 VS, V —эквивалентное время вулканизации Тэ, с, соответственно для поверхности и центра пластины В — текущее время вулканизации X, Т[0 N] — массивы узловых координат и температуры пластины. [c.202] Для плоскости симметрии пластины формулируем граничное условие второго рода, соответствующее частному значению плотности теплового потока q = 0. [c.202] Выборочный результат расчета вулканизации пластины толщиной 8 мм представлен в табл. 8.4. [c.203] Из табл. 8 3 и 8.4 видно, что к моменту завершения прогрева изделия степень вулканизации материала во всех точках по сечению достигает значений, не выходящих за пределы допустимых. Эквивалентному времени вулканизации 412 с для центра пластины соответствует относительный динамический модуль М = 0,92 (табл. 8.3), а значению Тэ. п = 683 с для поверхности пластины соответствует М = 0,99. Таким образом, пластину толщиной 8 мм следует вулканизовать 6 мин. [c.203] Для пластины толщиной 10 мм выборочный результат расчета представлен в табл. 8.5. [c.203] Результат расчета режима охлаждения представлен в табл. 8.6. [c.204] С учетом стадии охлаждения на воздухе вулканизацию пластины в плитах пресса возможно принять равной 6 мин. При этом эквивалентное время вулканизации для середины и поверхности пластины составит соответственно 530 и 810 с. [c.204] Решение. Ввиду отсутствия контакта вала с металлической формой краевым эффектом в создании поля температуры пренебрегаем. Рассмотрим радиальный поток теплоты от металлической формы через слой резиновой смеси к стальному валу. Такая задача является сопряженной. [c.204] Формулируем граничное условие первого рода на наружной поверхности слоя резиновой смеси, а на внутренней поверхности стального пустотелого вала принимаем равенство нулю теплового потока, пренебрегая теплоемкостью воздуха внутри вала. [c.204] Воспользуемся программой для ЭВМ (см. приложение, программа 13). Основой программы также является алгоритм единичного преобразования профиля температуры эквивалентной пластины на малом шаге по времени, соответствующий содержанию процедуры TRANS Т, составленной на языке АЛГОЛ. К этому алгоритму как к подпрограмме производится многократное обращение в цикле по времени. [c.204] Для выполнения расчета подготавливаем следующую исходную информацию в соответствии с идентитикаторами программы. [c.204] ростые переменные RB = 0.015 DB = 0.005 — соответственно наружный радиус и толщина стенки стального вала, м Н = 0.009 — суммарная толщина сопряженного изделия (стенки вала и слоя резиновой смеси) N = 20 — число элементарных слоев, выделяемых в двухслойном изделии С =11—номер индекса точки на границе контакта вала с резиновой смесью в общей нумерации границ элементарных слоев, начинающейся с I = 1 для внутренней поверхности вала КТ = 1.93 ТЭ = 160 — соответственно температурный коэффициент вулканизации /Ст и температура эквивалентного изотермического режима вулканизации Тэ °С ВП = 900 — время процесса вулканизации, для которого намечается произвести расчет, с Г1 = 2 Г2 = 1 —род граничных условий (второй и первый) соответственно на внутренней поверхности вала и на наружной поверхности слоя резиновой смеси ТО = 30 — начальная температура изделия Го, °С ТН2 = 170 — начальная температура наружной поверхности изделия, образующаяся при совершенном тепловом контакте с формой Гн, °С Т2 = О — приращение температуры формы за шаг по времени AL1 = О — плотность теплового потока через внутреннюю поверхность вала ЧЦ = 10 — число циклов интегрирования по времени, через которое намечается производить печатание текущих результатов ПХ = 1 — признак задания массивом значений узловых линейных координат эквивалентной пластины ПТ = 0 — признак задания постоянной начальной температуры изделия ПП = 1 — признак печатания сокращенного объема информации в цикле интегрирования по времени СИГМА = = 1/2 — коэффициент к производной в сеточной схеме интегрирования уравнения теплопроводности. [c.205] Координаты точек эквивалентной пластины взяты таким образом, что одна из них соответствует точно границе контакта разнородных слоев материала (Х[11] = 50). Кроме того, элементарные слои вблизи наружной поверхности слоя резиновой смеси взяты уменьшающимися по толщине с целью снижения погрешности интегрирования при высоких значениях градиента температуры вблизи поверхности контакта с формой в начальный период нагрева изделия. [c.205] Выражение для коэффициента теплопроводности, кроме выбора констант материалов, содержит также множитель отображения цилиндра на пластину, представляющий собой относительный радиус элементарного слоя. [c.205] Выборочный результат выполненного расчета представлен в табл. 8.7. [c.205] Интенсивность выделения теплоты при связывании свободной серы описывается соотношением Q — —k d ldT), где Q — мощность тепловыделения, Вт/м к — коэффициент пропорциональности, являющийся константой материала k = = 175000 Дж-кг(м -моль). [c.206] Коэффициенты температуре- и теплопроводности материала были измерены в состоянии невулканизованной смеси и в состоянии эбонита и далее аппроксимированы следующими линейными зависимостями й = [0,18 — 0,03(1 — С/Со)]- 10 mV я, — [0,22-f 0,05(1 — С/Со)] Вт/(м-К). Начальная концентрация несвязанной серы Со = 900 ммоль/кг. [c.206] Выбор технологической температуры вулканизации с учетом саморазогрева смеси при связывании свободной серы ограничить пределом Ттгх — 190 °С. [c.206] Вернуться к основной статье