РОЗРОБКА МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ ПРОЦЕСУ КАВІТАЦІЙНОГО ІМПРЕГНУВАННЯТЕКСТИЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ

Анотація

У статті розглянуто питання математичного моделювання процесу кавітаційного імпрегнування текстильних матеріалів у безперервному технологічному циклі. Актуальність дослідження зумовлена необхідністю підвищення ефективності просочування текстильних матеріалів функціональними реагентами, забезпечення рівномірного розподілу імпрегнату в структурі матеріалу та створення теоретичної основи для проєктування сучасного автоматизованого обладнання. Для формування математичної моделі розроблено конструкцію ультразвукової кавітаційної імпрегнувальної установки прохідного типу, принцип роботи якої використано як фізичну основу дослідження процесів масопереносу під час кавітаційної обробки. У роботі побудовано комплекс взаємопов'язаних математичних моделей, що описують функціонування установки та процес насичення текстильного матеріалу імпрегнатом. Зокрема, сформовано моделі переміщення текстильного полотна через зону ультразвукової обробки, стабілізації його натягу, процесу намотування матеріалу, енергетичних характеристик установки, а також модель розподілу інтенсивності ультразвукового поля в робочому середовищі. На основі аналізу фізичних закономірностей процесу отримано диференціальне рівняння накопичення імпрегнату в структурі текстильного матеріалу та виконано його інтегрування, що дозволило отримати інтегральну математичну модель процесу кавітаційного імпрегнування. Запропонована модель враховує інтенсивність ультразвукового впливу, тривалість перебування матеріалу в зоні обробки, відстань до ультразвукових випромінювачів, швидкість транспортування полотна, стабільність його переміщення та фізичні характеристики текстильного матеріалу. Аналіз отриманих залежностей показав, що ефективність процесу визначається сукупним впливом конструктивних і технологічних параметрів установки. Розроблена математична модель може бути використана для прогнозування результатів кавітаційного імпрегнування, оптимізації конструктивних параметрів обладнання та вибору раціональних режимів роботи ультразвукових імпрегнувальних установок.