Registration Number
0825U000476, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
03-04-2025
popup.evolution
o
Title
Heat exchange during calibration of thermoplastic pipes
Author
Podyman Hryhorii S.,
popup.head Oleksandr O. Seminskyi
popup.opponent Maksym V. Yurzhenko
popup.opponent Bohdan M. Savchenko
popup.review Heorhii K. Ivanytskyi
popup.review Mykola P. Shved
popup.rada
National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute»
Description
Здатність термопластів переходити при нагріванні в високоеластичний, або в'язкотекучий стан зумовили поширене їх застосування при виробництві труб.
Невирішеним залишається питання, пов’язане з процесом нестаціонарного теплообміну з фазовими переходом, під час якого утворюється твердий шар полімеру, міцність якого має бути достатньою для подолання сил тертя, а розрідження має бути достатнім для утримання термічного контакту між заготовкою та гільзою. Вирішення цього питання дозволить досягти підвищення ефективності процесу теплообміну, а отже і підвищення продуктивності лінії, та забезпечити високу якість готових виробів, що робить тему дослідження актуальною.
Дисертаційна робота виконана відповідно напряму фундаментальних та прикладних наукових досліджень КПІ ім. Ігоря Сікорського «Створення високоефективних, екологічно чистих, енерго- та ресурсозберігаючих технологій і обладнання у машинобудуванні, хімічній, легкій, нафтопереробній промисловості, промисловості будівельних матеріалів, розробки об’єктно-орієнтовних систем, конструкційно-технологічного моделювання та забезпечення якості й надійності прогресивної техніки».
Робота виконувалась відповідно до плану наукової роботи кафедри МАХНВ КПІ ім. Ігоря Сікорського та ініціативної теми «Процес нестаціонарного теплообміну зі зміною агрегатного стану аморфних речовин».
Мета роботи: підвищення ефективності процесу теплообміну при калібруванні труб з термопластів та розробка конструкції калібрувального пристрою для одержання продукції із заданими властивостями.
Задачі дослідження:
•обґрунтувати умови формування контрольованого термічного опору при калібруванні труб з термопластів;
•розвинути математичний опис процесу теплообміну;
•розробити методику експериментальних досліджень та провести натурні експерименти, перевірити адекватність положень фізичної та математичної моделей.
Об'єкт дослідження – процеси теплообміну в калібраторі при одержанні труб з термопластів методом екструзії.
Предмет дослідження – термічний опір між трубною заготовкою та поверхнею гільзи калібратора при формуванні заданої товщини шару скловання.
Методи дослідження:
-теоретичний аналіз процесу теплообміну;
-метод кінцевих елементів для математичного моделювання процесу нестаціонарного теплообміну;
-симуляційний експеримент у програмному пакеті SolidWorks за умовами обчислювального експерименту;
-натурні дослідження в лабораторних та виробничих умовах.
Наукова новизна отриманих результатів
Вперше:
-обґрунтовано умови процесу теплообмінну з контрольованим термічним опором;
-експериментально визначено час формування твердого шару полімеру на зовнішній поверхні труби та визначено мінімальне значення і динаміку зміни розрідження в камері калібратора;
-обґрунтовано умови мінімального розрідження в зоні калібрувального пристрою.
Удосконалено:
-математичну модель процесу теплообміну при калібруванні з урахуванням зміни фізичного стану та теплофізичних параметрів, термічного опору;
-експериментально визначено технологічні параметри роботи калібрувального пристрою при різних режимах калібрування.
Дістало подальший розвиток:
- підходи до проектування інноваційних конструкцій калібрувальних пристроїв для виробництва труб з термопластів.
Практичне значення отриманих результатів:
•запропоновано модернізовані конструкції калібрувального пристрою для інтенсифікації регульованого теплообміну і зменшення зусилля протягування;
•розроблено алгоритм розрахунку модернізованої конструкції для збільшення продуктивності на 15%;
•результати дослідження використовуються в навчальному процесі за спеціальністю 133 «Галузеве машинобудування».
Особистий внесок здобувача полягає у:
-критичному аналізі джерел літератури;
-формулюванні мети та задач дослідження;
-формулюванні фізичної та математичної моделей процесів нестаціонарного теплообміну в калібрувальному пристрої й контрольованого термічного опору з врахуванням процесів утворення надмолекулярних структур;
-розробленні методики та проведенні експериментальних досліджень;
Основні положення дисертації доповідалися на 17 міжнародних науково-практичних конференціях.
За матеріалами дисертації опубліковано 28 друкованих праць.
Дисертаційна робота викладена на 211 сторінках машинописного тексту, складається із переліку умовних позначень, вступу, 4-ох розділів, загальних висновків, списку використаних джерел та 4 додатків. Обсяг основного тексту дисертації складає 161 сторінку друкованого тексту, 80 рисунків, 15 таблиць.
Registration Date
2025-02-10
popup.nrat_date
2025-02-10 / 2026-07-01
