تولید الیاف مصنوعی – ذوب ریسی – خشك ریسی – تر ریسی
تولید الیاف مصنوعی – ذوب ریسی – خشك ریسی – تر ریسی– ایران ترجمه – Irantarjomeh
مقالات ترجمه شده آماده گروه نساجی
مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی
مقالات رایگان
قیمت
قیمت این مقاله: 48000 تومان (ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
تولید الیاف مصنوعی – ذوب ریسی – خشك ریسی – تر ریسی
شماره |
12 |
کد مقاله |
TXT12 |
مترجم |
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh |
نام فارسی |
تولید الیاف مصنوعی – كل مقاله ذوب ریسی- خشك ریسی- تر ریسی |
نام انگلیسی |
Synthetic Fiber Manufacturing – Melt Spinning – Dry Spinning – Wet Spinning |
تعداد صفحه به فارسی |
69 |
تعداد صفحه به انگلیسی |
40 |
کلمات کلیدی به فارسی |
الیاف مصنوعی – ذوب ریسی- خشك ریسی- تر ریسی |
کلمات کلیدی به انگلیسی |
Synthetic Fiber – Melt Spinning – Dry Spinning – Wet Spinning |
مرجع به فارسی |
دپارتمان مهندسی شیمی دانشگاه Drexel |
مرجع به انگلیسی |
Drexel University |
سال |
1996 |
کشور |
تولید الیاف مصنوعی – ذوب ریسی – خشك ریسی – تر ریسی
تولید الیاف مصنوعی
مقدمه
تولید الیاف مصنوعی به وجود آورنده صنایع عمدهای هم در كشور آمریكا و هم در سایر نقاط جهان میباشد. در سال 1990 ارزش دلاری الیاف مصنوعی حدود 17 میلیون دلار در آمریكا و 70 میلیون دلار در سایر نقاط جهان بوده است. الیاف مصنوعی به طور عمده شامل پنبه و پشم هستند در عین حال شامل ابریشم نیز بوده كه تنها اندكی ارزش دلاری بیشتری دارد.
ما برخی اوقات از مسئله حجم مصرف این الیاف، مخصوصاً درخواست الیاف طبیعی مثل پنبه و پشم كه در سالهای اخیر افزایش یافته است، غافل میشویم. علیرغم ظرافت و كیفیتی كه در الیاف طبیعی وجود دارد، درخواستهای عمده برای الیاف مصنوعی تداوم خواهد داشت، زیرا این الیاف برای بافت و دوخت لباس خواص ویژهای دارند كه الیاف طبیعی از آن بیبهرهاند.
با توجه به مهندسی شیمی میتوانیم در تولید الیاف گام برداریم چون پیشرفتهای عمدهای در فرآیندهای استفاده و تولید الیاف ایجاد شده و ما اغلب در اندیشه استفاده و اصلاح فرآیندهای تولید الیاف مصنوعی هستیم.
مانند محققان مهندسی شیمی ما همه علاقمند به تولید الیاف مصنوعی هستیم زیرا فرآیندهای چند مرحلهای مهندسی شیمی را شامل خواهد شد. لذا نیازمندیم تا این روشها را یاد بگیریم و با تحلیل آنها كار را سادهتر كنیم. هدف ما در اینجا پاسخ به سؤالات دانشجویان در مورد مفاهیم پایه شیمی الیاف است كه در جریان تولید و فرآیندهای مشابه آن آموزشها به صورت تكالیف و تحقیقهای دانشجویی ارائه میشود.
دستورالعمل تولید الیاف مصنوعی
مكانیك سیالات
-
جریان بسمت لولهها
-
جریان از طریق لایههای فشرده شده
-
جریان خاص به سمت سیلندرها
-
مرحله كشش در طول سیلندر
-
انتخاب پمپ و روش فیلتراسیون
-
ارائه پرسپكتیو اولری و لاگرانژی
-
معرفی عدد رینولدز و اندازه گیری ویسكومتری
تولید الیاف مصنوعی – ذوب ریسی – خشك ریسی – تر ریسی
انتقال حرارت
-
افزایش درجه حرارت در بستر فیلتر
-
هدایت گرمایی ناپایدار
-
ضریب انتقال حرارت تجربی
-
خنك سازی انتقال حرارت
-
معرفی عدد پراندل (prandtl) و مقایسه انتقالها
مرحله انتقال جرم
-
انتشار جرمی ناپایدار
-
معرفی مقاومت نسبی در برابر انقال جرمی
-
معرفی ضریب انتقال جرم تجربی
-
معرفی عدد اشمیت و مقایسه انتقالها
پارامترهای ریاضی
-
معادلات دیفرانسیل جزئی(بخشی)
-
روش موازنه شل shell
-
آنالیزهای حساسیت
اصطلاح پارچه: این عبارت شامل بیان اختلاف میان منسوجات بافته شده و نابافته میباشد. همواره در منسوج بافته شده نظم خاصی میان الیاف و نخ دیده شده كه بصورت متوازن یا موازی یا عمودی نسبت به هم قرار گرفتهاند. در حالیكه در منسوج نابافته هیچ نظمی دیده نمیشود. با وجود اینكه الیاف مصنوعی عمدتاً به روش پلیمر مذاب تولید میشوند لیكن منسوج نابافته را میتوان با بهم چسبیدن فیلامنتهای روی هم افتاده ایجاد كرد كه شرط آن مذاب بودن و چسبیدن آنها به یكدیگر میباشد. با سرد شدن وجامد شدن، الیاف بهم میچسبند كه سپس الیاف تولیدی شكلی مانند نقاشیهای جكسون پلوك پیدا میكنند.
تولید الیاف مصنوعی – ذوب ریسی – خشك ریسی – تر ریسی
اصطلاح الیاف
این اصطلاح میتواند شامل الیاف طبیعی یا مصنوعی و یا الیاف كوتاه یا یكسره باشد. البته نوع طبیعی از حیوانات یا گیاهان بدست میآیند كه نمونههایی چون پشم و پنبه را بیشتر میشناسیم. ساختار شیمیایی آنها براساس پلیمر بوده كه به شكلی منظم واحدهای تكرار شونده در الیاف طبیعی دیده میشود. الیاف مصنوعی نیز طبق ساختار پلیمری منظم هستند ولی در الیاف مصنوعی سنتز شده كه عمدتاً ماده اولیه آنها نفت خام و گاهی ذغال سنگ یا گاز طبیعی خواهد بود، بیشتر الیاف مصنوعی از پلیمرها تولید میشوند، كه در فرآیند پلیمر شدن اغلب (سنگین كردن پلیمرها) بدست میآیند ولی بسیاری از آنها از پلیمرهای ایجاد شده در فرآیند پلیمرازسیون زنجیرهای بدست میآیند (پلیمرهای افزایشی).
الیاف مصنوعی
این عبارت شامل بیشتر الیافی است كه برای دانشجویان شناخته شده است كه اغلب به از پلیمرهای كندانسیون ساخته میشوند، اگرچه آكرولیك از این گروه نیست و الیاف كربن با روش پلیمری افزایشی به وسیله مرحله پیرولیز (تجزیه حرارتی) و با تأثیر یافتن اتمهای هیدروژن ساخته میشوند.
شكلگیری الیاف
این مرحله شامل ارائه روشهایی است كه بدنبال هم میباشند. مخصوصاً سه مرحله اصلی فرآیند تشكیل الیاف به صورت ریسنگی مذاب، خشك و تر كه بشرح آن میپردازیم. همه این مراحل منجر به تولید الیاف پیوسته (یكسره) خواهند شد كه در یك چرخه تولید قرار میگیرند، اما در عین حال ذوب ریسی شامل خنك شدن مواد مذاب و جامد شدن فیلامنتها است ولی روشهای خشك و تر ریسی دربرگیرنده جداشدن حلال از مجموعه برای جامد شدن فیلامنتها است. در روش خشك ریسی حلال به یك گاز تبدیل میشود (تبخیر) در روش تر ریسی حلال در یك حمام مایع شسته وجدا میشود.
مرحله پمپ كردن
در این بخش ما دو سیستم اصلی استفاده شده برای پمپ كردن مایعات را مطرح میكنیم: اولی پمپ سانتریفوژ(گریز از مركز) و دومی پمپ چرخدندهای. از پمپ گریز از مركز كه یك سیستم چند منظوره است برای انتقال مایعات با چگالی پایین در طول فرآیند استفاده میشود. سیستم پمپ چرخدندهای برای انتقال مایعات با چگالی بالا با ثبت جریان كنترل شده بكار میرود. به منظور تشكیل الیاف مصنوعی یك مایع سنگین باید بداخل فیلتر پمپ شده و سپس بداخل سوراخهای ریز رشته ساز هدایت گردد كه در هر دو واحد سیستم انتقال فشار بالایی داریم كه بر مایعات سنگین اعمال میشود. در نهایت نسبت جریان مایع باید تولرانس محدود نگهداری شود تا بتوانیم الیاف مصنوعی را با قطر یكنواخت تولید كنیم.
تولید الیاف مصنوعی – ذوب ریسی – خشك ریسی – تر ریسی
پمپهای گریز از مركز
شاید بهترین روش برای آشنایی با عملكرد پمپ گریز از مركز بررسی معادله توازن انرژی مكانیكی باشد. (در آنالیز ارائه شده سیستم شامل معادله برنولی میباشد كه با پارامترهای اضافی چون شناخت یا پمپ سروكار داریم)
معادله توازن انرژی مكانیكی (MEB)بشرح زیر میباشد رابطه(5.1):
پمپهای چرخ دندهای
این پمپها نیز كاربرد خاصی دارند و از چرخ دنده سوراخدار مشبك ساخته شدهاند. یك نكته فریبنده این پمپها جهت حركت سیال به صورت مخالف نسبت به مكان اولیه است. با نگاه به شكل مربوط مشاهده میكنید كه دو چرخ دنده متحرك به شكل یك چمبره هشت خانهای تنظیم شدهاند كه سیال در اطراف بخش خارجی چرخ دنده حركت میكند و این كار قبل از تماس مجدد مایع صورت میگیرد و در واقع سیال در فضایی معین حركت كرده و قرار میگیرد وسپس به خارج منتقل میشود. هر مجموعه با سرعت حركتی معین متناسب با سرعت چرخشی هر چرخ دنده عمل مینماید و مجموع نسبت جریان حجمی با سرعت چرخشی پمپ متناسب است.
سیالات با ویسكوزیته بالا: (پلیمرهای مذاب و غیره)
پمپهای چرخ دندهای- جایگزینی مثبت :
نرخ جریان Q با سرعت چرخشی متفاوت است.
– فشار ایجاد شده در طیف گستردهای به مقاومت جریان داناستریم یا پایین دست بستگی دارد و نه به Q. ویسكوزیته مایع باید به اندازه كافی برای بازنگشتن مایع به داخل چرخ دنده زیاد باشد.
تولید الیاف مصنوعی – ذوب ریسی – خشك ریسی – تر ریسی
فیلتراسیون
شروع كار خط ریسندگی بعنوان كاری پچیده مد نظر میباشد و بر این اساس هدف اصلی در این زمینه به حداقل رساندن مراحل تولید میباشد. در این روال، همچنین وقت زیادی برای تعویض دستگاه مخصوص تولید الیاف (رشته ساز) و مجموعه آن صرف میشود. علاوه بر این، مرحله مونتاژ باز كردن، جدا كردن پلیمرها و یا ضایعات كوچك فلزی كه باعث معیوب بودن سیستم و ناكارایی آن میشود موجب ایجاد وقفه تولید میگردد. از این بدتر اینكه این ذرات ممكن است در بخش ورودی داخل سوراخ ظریف رشتهساز رفته و باعث كاهش جریان سیال شده و قطر فیلامنتها كاهش یابد. این تغییر قطر در مرحله رنگرزی موجب ایجاد اختلاف و ناهماهنگی در پارچه نهایی تولیدی خواهد شد. مشكلات دیگر نظیر بازگشت سیال است كه باعث پارگی الیاف میشود كه البته به راحتی به طرف میگردد. مشكل دیگر در ارتباط با این مسئله است كه رشتههای الیاف به تدریج به شكل مذاب از مجاورت سوراخهای دیگر تراوش كنند كه مشكلات عمدهای به بار میآورند، زیرا تراوش پلیمری باعث رسیدن آن به سوراخهای اطراف شده و به فیلامنتهای دیگر میرسد و سیستم متوقف میشود. در این هنگام، باید عیب مربوط برطرف شده و رشتهساز تمیز گردد.
فیلتراسیون صفحهای یا غربالی
تا قبل از اواسط (1960) ظرفهای حاوی نوشیدنی (آبجو) در محفظهای بزرگ به فروش میرفت كه به آن چلیك میگفتند. این بشكهها تحت دمای بالا پاستوریزه نمیشدند تا باكتریها و مخمرها از بین بروند و باید در مدت زمان كوتاهی مصرف میشدند و در دوره استفاده خنك نگهداری میشدند تا از تخمیر بیشتر جلوگیری شود. برای رفع این مشكل پیشنهاد شد محصول پاستوریزه گردد كه لازم بود این نوشیدنی در ظرفهای كوچك و در دمای اتاق توزیع شود. كه در نتیجه امكان تغییر مزهها و حالت آن وجود داشت. در سال 1960 تولیدكنندگان دریافتند كه میتوان از فیلترهای ظریفی برای پاستوریزه كردن محصول استفاده كرد و گاهی تمامی مخمرها و باكتریها به سادگی از آن جدا میشدند. این كار در ابتدا در مقیاس كوچك انجام شد و نتیجه داد و لذا این نوشیدنی تحت شرایط تمیز و استریل تهیه و داخل شیشه و ظرفهای مربوط و در یك اتاق به فروش رفت. این موضوع مثالی از فیلتراسیون صفحات خیلی ظریف بود كه بر اساس آن مخمر و باكتری را باید بدقت شناسایی نمود. البته مخمر تمایل به تكثیر كردن در سوراخهای فیلتر داشت كه باید به صورت دورهای فیلترها تعویض میشدند.
تولید الیاف مصنوعی – ذوب ریسی – خشك ریسی – تر ریسی
فیلتراسیون با بستر عمیق
در این روش كه در شكل (3.2) مشاهده میكنید ذرات به دام افتاده در لایههای پایینی فیلتر و اعماق آن به دام میافتند. اندازههای ذرات جدا كننده به طور كلی مشابه اندازههای ذراتی هستند كه قرار است به دام بیافتند و هدف به حداكثر رساندن ظرفیت بستر میباشد كه از درشتترین به ریزترین مرتب شدهاند به این ترتیب كه لایه فوقانی از قطعات درشت شن با قابلیت گرفتن ضایعات متوسط و لایه زیرین بستر برای گرفتن كوچكترین ضایعات طراحی شدهاند كه میتوان آن را به شنهای كنار ساحل و با ترتیب قرارگیری سنگهای ریز تا درشت كنار رودخانه تشبیه نمود. در عمل اگرچه از این شنها مكرراً استفاده میشوند باز هم اغلب مانند بستر رودخانه عمل نموده و نه مثل شنهای آبهای نمكی، چرا كه مورد اولی بیشتر از مواد اضافی تهی میباشد.
جزئیات بخش های دیگر این مقاله بشرح ذیل در دیگر قسمت های این وب سایت آمده است. لذا از درج آنها پرهیز می شود.
ذوب ریسی
خشك ریسی
تر ریسی
تولید الیاف مصنوعی – ذوب ریسی – خشك ریسی – تر ریسی