Задачи для самостоятельного решения. 1.Для ускорения процесса обезвоздушивания вискозы непрерывным методом перед подачей в аппарат-эвакуатор ее нагревают до 40 0С

1.Для ускорения процесса обезвоздушивания вискозы непрерывным методом перед подачей в аппарат-эвакуатор ее нагревают до 40 ⁰С. Перечислите факторы, обусловливающие ускорение процесса удаления пузырьков газов из вискозы при повышении температуры.

2.Вычислите продолжительность обезвоздушивания вискозы в тонком слое (5мм) при 40⁰С при остаточном давлении, Р_ост = 250 кПа.

Принять эффективную вязкость вискозы, h_эф = 4,5Па · с;

а_m = 2× 10^-6 с/м;

r_г = 1,283 кг/м³, при 0 ⁰С;

r_ж = 1120 кг/м³;

s_ж-г. = 70× 10^-3 Н/м.

3.Вычислить продолжительность обезвоздушивания прядильного раствора РАN в ДМF при 60⁰С в тонком слое (6мм) при остаточном давлении Р_ост = 100 кПа.

Принять: h_эф = 18 Па · с;

а_m = 2,9 × 10^-6 с/м;

r_г = 1,290 кг/м³, при 0 ⁰С;

r_ж = 960 кг/м³;

s_ж-г. = 37,6 × 10^-3 Н/м.

4.Вычислить продолжительность обезвоздушивания прядильного раствора РАN в 51,5% водном растворе NaCNS в тонком слое (8мм) при 60⁰С и остаточном давлении 150 кПа.

Принять: h_эф = 17,0 Па · с;

а_m = 2,0 × 10^-6 с/м;

r_г = 1,293 кг/м³, при 0 ⁰С;

r_ж = 1280 кг/м³;

s_ж-г. = 58,2 × 10^-3 Н/м.

5.Вычислить продолжительность обезвоздушивания 25%(масс) прядильного раствора вторичной ацетилцеллюлозы (АЦ) в ацетоне при комнатной температуре, если высота слоя раствора в баке 2,5м.

Принять: h_эф = 50 Па · с;

а_m = 0,3 × 10^-7 с/м;

r_г = 1,293 кг/м³, при 0 ⁰С;

r_ж = 890 кг/м³;

s_ж-г. = 26,5 × 10^-3 Н/м.

6.Какой прядильный раствор ПАН обезвоздушится быстрее: в ДМF или в 51,5% водном растворе NaCNS, если в обеих случаях концентрация полимера одинакова: С=12% (масс). При обеих вариантах технологии =950 Т=65⁰С. Вакуум 200 кПа. Обезвоздушивание осуществляется в непрерывных эвакуаторах в тонком слое (5мм).

r_ж = 1280 кг/м³;

s_ж-г. = 58,2 × 10^-3 Н/м.

5.Вычислить продолжительность обезвоздушивания 25%(масс) прядильного раствора вторичной ацетилцеллюлозы (АЦ) в ацетоне при комнатной температуре, если высота слоя раствора в баке 2,5м.

Принять: h_эф = 50 Па · с;

а_m = 0,3 × 10^-7 с/м;

r_г = 1,293 кг/м³, при 0 ⁰С;

r_ж = 890 кг/м³;

s_ж-г. = 26,5 × 10^-3 Н/м.

6.Какой прядильный раствор ПАН обезвоздушится быстрее: в ДМF или в 51,5% водном растворе NaCNS, если в обеих случаях концентрация полимера одинакова: С=12% (масс). При обеих вариантах технологии =950 Т=65⁰С. Вакуум 200 кПа. Обезвоздушивание осуществляется в непрерывных эвакуаторах в тонком слое (5мм).

Примите:

Растворитель hэф аm rж sж-г. rг при 0 0С

ДМF 8 Па · с 2,5× 10-6 с/м 950 кг/м3 37,6× 10-3 Н/м 1,281 кг/м3

51,5% NaCNS 15 Па · с 2,3 · 10-6 с/м 1280 кг/м3 58,2 · 10-3 Н/м 1,281 кг/м3

7.Какая вискоза будет быстрее обезвоздушиватся, если
С_a-сеll = 7,5% Т=40⁰С; =500.

а) m= 0,30, С_NaОН=6,0%;

б) m= 0,50, С_NaОН=7,0%.

Здесь m – степень замещения ксантогената целлюлозы.

Обоснуйте свой ответ.

8.Вычислить продолжительность обезвоздушивания25%(масс) прядильного раствора поли[акрилонитрил(40)-со-винилхлорид(58)-со-n-стиролсульфокислота(2)] в ацетоне в баках-эвакуаторах при комнатной температуре.

Принять: Высота слоя раствора в баке, h = 2,2 м;

Вязкость прядильного раствора, η_эф = 16 Па · с;

а_m = 3,7 · 10^-10 с/м;

σ_ж-г = 27,4 · 10^-3 Н/м;

ρ_г = 1,286 кг/м³;

ρ_ж = 969 кг/м³.

9. Вычислить количество баков-эвакуаторов для обезвоздушивания прядильного раствора на заводе триацетатной текстильной нити (СТА) производительностью 15 т в сутки. Готовая нить имеет влажность 5,2% (масс) и содержит 1,4% (масс) замасливателя. При формовании и текстильной обработке нити суммарные потери по триацетилцеллюлозе составляют 5,4% (масс). Предусмотреть установку 1 дополнительного бака-эвакуатора.

Принять: Концентрация раствора – 23% (масс) ТАЦ в растворителе: [метиленхлорид - 95% (объем) + этанол 5% (объем)].

Высота слоя раствора в баке, h = 2,0 м.

Вязкость прядильного раствора, η_эф = 53 Па · с.

а_m = 3,2 · 10^-10 с/м;

σ_ж-г = 21,7 · 10^-3 Н/м;

ρ_г = 1,297 кг/м³;

ρ_ж = 1372 кг/м³.

Суммарная продолжительность опорожнения и заполнения бака-эвакуатора 4,5 час.

10.Вычислитьпродолжительность обезвоздушивания 6% (масс) прядильного раствора полисульфонамида в диметилацетамиде, содержащем 3% LiCl, в конусном аппарате-эвакуаторе непрерывного действия (в тонком слое 5 мм) при 50 ⁰С и остаточном давлении 600 кПа.

Принять: h_эф = 70 Па · с;

а_m = 5,1 × 10^-6 с/м;

r_г = 1,295 кг/м³, при 0 ⁰С;

r_ж = 1075 кг/м³;

s_ж-г. = 32,7 · 10^-3 Н/м.

11.Какой прядильный раствор РАN в ДМF будет обездушиваться быстрее в тонком слое (5мм) при 60⁰С; С_n =15% (масс); = 850.

а) содержащий 2 % полиэтиленоксида (РЕО);

б) не содержащий добавок РЕО.

Обоснуйте влияние добавок PЕО на скорость обезвоздушивания.

12.Какой прядильный раствор РАN (12%) в 51,5% водном растворе NaСNS будет обезвоздушиваться в тонком слое (3мм) быстрее при 70⁰С при содержании изопропанола: а) 0%; б) 5% (масс).

Объясните влияние добавок изопропанола (ИПС) в прядильный раствор на скорость обезвоздушивания.

13.Какой прядильный раствор РАN (15 %) в ДМF будет обезвоздушиваться в тонком слое (5мм) быстрее при 80⁰С, если

а) содержание в DMF воды 0,1%;

б) содержание в DMF воды 2,5 %.

Обоснуйте влияние присутствия воды в прядильном растворе РАN в ДМF на скорость обезвоздушивания.

14.Какая вискоза будет быстрее обезвоздушиваться в тонком слое (5мм) под вакуумом 100 кПа.

а) С_a-сеll = 7,5 %; С_NaOH = 6,5 %, m= 0,25; Т=40⁰С;

б) С_a-сеll = 7,5 %; С_NaOH = 6,5 %, m= 0,50; Т=40⁰С.

Здесь m- степень замещения ксантогената целлюлозы.

Обоснуйте Ваш ответ.

15.Какая вискоза будет быстрее обезвоздушиваться в тонком слое (3мм) под вакуумом 100 кПа.:

а) С_a-сеll = 8,0 %; С_{NaOH =} 6,5 %, m= 0,38; Т=40⁰С, С_ПАВ=1,5%
(к a-сеll);

б) С_a-сеll = 8,0 %; С_{NaOH =} 6,5 %, m= 0,38; Т=40⁰С, С_ПАВ = 0.

Как влияет добавка поверхностно-активных веществ на скорость обезвоздушивания прядильных растворов? Обоснуйте Ваш ответ.

16.Какой прядильный раствор вторичной ацетилцеллюлозы в ацетоне обезвоздушится быстрее и почему, если в нем содержится различное количество воды:

1) Концентрация полимера, С= 25%, Т=25⁰С, Сн₂о = 2% (объем).

2) Концентрация полимера, С = 25%, Т = 25⁰С, Сн₂о = 8% (объем).

Обоснуйте Ваш ответ.

17.Какой прядильный раствор триацетилцеллюлозы в смеси метиленхлорида и этанола обезвоздушится быстрее и почему, если:

1) Концентрация ТАЦ, С=25 %, Т=25⁰С, Сс₂н₅он = 2%.

2) Концентрация ТАЦ, С=25%, Т=25⁰С, Сс₂н₅он = 6%.

Обоснуйте Ваш ответ.

18. Какой прядильный раствор РАN в 51,5% водном NaCNS быстрее обезвоздушится в тонком слое (5мм) при вакууме 200 кПа и почему, если:

1) Концентрация РАN, С = 12%(масс) =850; Т= 50⁰С.

2) Концентрация РАN, С = 12%(масс) =850; Т= 75⁰С.

Обоснуйте Ваш ответ.

19. Какой прядильный раствор РАN в ДМF быстрее обезвоздушится при 50⁰С и почему, если:

Концентрация РАN: а) С₁= 15,0% = 800;

б) С₂ = 18,0% = 950.

Обезвоздушивание проводится в тонком слое - 6мм. Вакуум 100кПа.

Здесь - средняя степень полимеризации волокнообразующего терсополимера.

Обоснуйте Ваш ответ.

20. Какая вискоза и почему быстрее обезвозвоздушивается при 25⁰С.

а) С_a= 8,0% С_NаОН = 6,5% m=0,5;

б) С_a= 10 % С_NаОН = 6,0% m=0,5.

Здесь m- степень замещения ксантогената целлюлозы.

Обезвоздушивание проводится под вакуумом 100 кПа.

Обоснуйте Ваш ответ.

21. Вычислите толщину слоя вискозы при обезвоздушивании в аппарате непрерывного действия при 45⁰С и остаточном давлении, Р_ост = 300 кПа, если время обезвоздушивания 4с.

Примите: h_эф = 5,0 Па · с;

а_m = 2,1× 10^-6 с/м;

r_г = 1,290 кг/м³, при 0 ⁰С;

r_ж = 1115 кг/м³;

s_ж-г. = 65× 10^-3 Н/м.

22.Вычислить толщину слоя при периодическом способе обезвоздушивания 28%(масс) раствора хлорированного поливинилхлорида (ХПВХ; CPVC) в ацетоне при температуре 25⁰С, если продолжительность обезвоздушивания составляет 24 час.

Примите:: h_эф = 6,0 Па · с;

а_m = 1,3× 10^-11 с/м;

r_г = 1,292 кг/м³;

r_ж = 970 кг/м³;

s_ж-г. = 24,7 × 10^-3 Н/м.

23.Вычислите толщину слоя при непрерывном способе обезвоздушивания (остаточное давление 200 кПа) 5%-го (масс) прядильного раствора полиоксадиазола (ПОД) в серной кислоте, используемого при формовании волокна оксалон, если время обезвоздушивания составляет 5 с.

Примите: h_эф = 600 Па · с;

а_m = 5,48 × 10^-5 с/м;

r_г = 1,290 кг/м³;

r_ж = 1820 кг/м³;

s_ж-г. = 58,5 × 10^-3 Н/м.

24. Вычислите время обезвоздушивания при непрерывном способе в конусных аппаратах при толщине слоя 4 мм раствора (4% масс) поли-(n-парафенилентерефталамида) в концентрированной серной кислоте (используемого при получении волокна кевлар). Остаточное давление, Р_ост =500 кПа. Температура 40⁰С.

Примите: h_эф = 80 Па×с;

а_m = 8 × 10^-6 с/м;

r_г = 1,2900 кг/м³, при 0 ⁰С;

r_ж = 1820 кг/м³;

s_ж-г. = 55 × 10^-3 Н/м.

25. Вычислите время обезвоздушивания при непрерывном способе при толщине слоя 6 мм прядильного раствора (20% масс) поливинилового спирта в воде при отаточном давлении, Р_ост = 200 мм рт.ст. Температура 40⁰С.

Примите:: h_эф = 6 Па · с;

a_m = 2,0 × 10^-6 с/м;

r_г = 1,292 кг/м³;

r_ж = 1010 кг/м³;

s_ж-г. = 76,3 × 10^-3 Н/м.