Метод визначення товщини шару зв’язуючого при його нерівномірному масопереносі всередині каналу стільникового заповнювача з полімерного паперу

Автор(и)

  • Andrii Kondratiev Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут» вул. Чкалова, 17, м. Харків, Україна, 61070, Україна https://orcid.org/0000-0002-8101-1961
  • Michael Slivinsky Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут» вул. Чкалова, 17, м. Харків, Україна, 61070, Україна https://orcid.org/0000-0002-5814-6729

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.150387

Ключові слова:

стільниковий заповнювач, фізико-механічні характеристики, полімерний папір, нерівномірний тепло- і масоперенос, зв’язуюче, гідродинамічний рух, рівномірність просочення

Анотація

Сендвічеві панелі зі стільниковим заповнювачем на основі полімерного паперу «Nomex» широко використовуються у відповідальних конструкціях різноманітного призначення. В процесі виробництва таких панелей деякі чинники технологічного процесу, такі як нанос зв’язуючого на стільниковий заповнювач, температурні режими сушки і полімеризації нанесеного шару, найбільш істотно впливають на фізико-механічні характеристики готових виробів. Специфічним фактором виробництва стільникового заповнювача з полімерного паперу є його багатостадійне просочення складом апретуючого, а потім зв’язуючого на заключних операціях з наступним сушінням і термообробкою стільникових блоків. В результаті цих операцій має місце нерівномірний тепло- і масоперенос (міграція) зв’язуючого від центральної площини панелі до периферійних торцевих її зон. Досліджено закономірності цього нерівномірного тепло- і масопереносу зв’язуючого уздовж довжини стільникового каналу. Показано, що ці явища обумовлені гідродинамічним рухом зв’язуючого, що викликані градієнтами температури, його густини та коефіцієнта поверхневого натяжіння. На основі цього розроблено метод визначення товщини шару зв’язуючого уздовж каналів стільників при відомих (заданих) законах зміни густини та поверхневого натяжіння уздовж довжини чарунки стільникового заповнювача. Метод дозволяє технологічними засобами знизити нерівномірність масопереносу, забезпечивши потрібний допуск на фізико-механічні характеристики стільникових заповнювачів з полімерного паперу. Розглянута задача масопереносу дозволила глибше розкрити механізми формування нерівномірного шару просочення на етапах процесу сушіння при виробництві стільникового заповнювача з полімерного паперу. Використовуючи отримані механізми і технологічні можливості регулювання характеристик зв’язуючих, можливо поліпшити рівномірність товщини шару уздовж каналів стільників до значень, які забезпечать потрібний допуск на фізико-механічні характеристики стільникового заповнювача

Сендвічеві панелі зі стільниковим заповнювачем на основі полімерного паперу «Nomex» широко використовуються у відповідальних конструкціях різноманітного призначення. В процесі виробництва таких панелей деякі чинники технологічного процесу, такі як нанос зв’язуючого на стільниковий заповнювач, температурні режими сушки і полімеризації нанесеного шару, найбільш істотно впливають на фізико-механічні характеристики готових виробів. Специфічним фактором виробництва стільникового заповнювача з полімерного паперу є його багатостадійне просочення складом апретуючого, а потім зв’язуючого на заключних операціях з наступним сушінням і термообробкою стільникових блоків. В результаті цих операцій має місце нерівномірний тепло- і масоперенос (міграція) зв’язуючого від центральної площини панелі до периферійних торцевих її зон. Досліджено закономірності цього нерівномірного тепло- і масопереносу зв’язуючого уздовж довжини стільникового каналу. Показано, що ці явища обумовлені гідродинамічним рухом зв’язуючого, що викликані градієнтами температури, його густини та коефіцієнта поверхневого натяжіння. На основі цього розроблено метод визначення товщини шару зв’язуючого уздовж каналів стільників при відомих (заданих) законах зміни густини та поверхневого натяжіння уздовж довжини чарунки стільникового заповнювача. Метод дозволяє технологічними засобами знизити нерівномірність масопереносу, забезпечивши потрібний допуск на фізико-механічні характеристики стільникових заповнювачів з полімерного паперу.Розглянута задача масопереносу дозволила глибше розкрити механізми формування нерівномірного шару просочення на етапах процесу сушіння при виробництві стільникового заповнювача з полімерного паперу. Використовуючи отримані механізми і технологічні можливості регулювання характеристик зв’язуючих, можливо поліпшити рівномірність товщини шару уздовж каналів стільників до значень, які забезпечать потрібний допуск на фізико-механічні характеристики стільникового заповнювача

Біографії авторів

Andrii Kondratiev, Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут» вул. Чкалова, 17, м. Харків, Україна, 61070

Доктор технічних наук, доцент, завідувач кафедри

Кафедра конструкцій і проектування ракетної техніки

Michael Slivinsky, Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут» вул. Чкалова, 17, м. Харків, Україна, 61070

Кандидат технічних наук, науковий співробітник

Проблемна науково-дослідна лабораторія композиційних матеріалів

Посилання

  1. Astrom, B. T.; Virson, J. R. (Ed.) (1999). Sandwich Manufacturing: Past, Present and Future. Stockholm, 198.
  2. Panin, V. F., Gladkov, Yu. A. (1991). Konstrukcii s zapolnitelem. Moscow: Mashinostroenie, 272.
  3. Endogur, A. I., Vaynberg, M. V., Ierusalimskiy, K. M. (1986). Sotovye konstrukcii. Vybor parametrov i proektirovanie. Moscow: Mashinostroenie, 200.
  4. Nunes, J. P., Silva, J. F. (2016). Sandwiched composites in aerospace engineering. Advanced Composite Materials for Aerospace Engineering, 129–174. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-08-100037-3.00005-5
  5. Foo, C. C., Chai, G. B., Seah, L. K. (2007). Mechanical properties of Nomex material and Nomex honeycomb structure. Composite Structures, 80 (4), 588–594. doi: https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2006.07.010
  6. Roy, R., Park, S.-J., Kweon, J.-H., Choi, J.-H. (2014). Characterization of Nomex honeycomb core constituent material mechanical properties. Composite Structures, 117, 255–266. doi: https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2014.06.033
  7. Gaydachuk, A. V., Karpikova, O. A., Kondrat'ev, A. V., Slivinskiy, M. V.; Gaydachuk, A. V. (Ed.) (2012). Sotovye zapolniteli i panel'nye konstrukcii kosmicheskogo naznacheniya. Vol. 1. Tekhnologicheskie nesovershenstva sotovyh zapolniteley i konstrukciy. Kharkiv, 279.
  8. Wang, D.-M., Wang, Z.-W. (2008). Experimental investigation into the cushioning properties of honeycomb paperboard. Packaging Technology and Science, 21 (6), 309–316. doi: https://doi.org/10.1002/pts.808
  9. Gaydachuk, V., Koloskova, G. (2016). Mathematical modeling of strength of honeycomb panel for packing and packaging with regard to deviations in the filler parameters. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (1 (84)), 37–43. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.85853
  10. Slyvyns’kyy, V., Gajdachuk, A., Melnikov, S. M. et. al. (2007). Technological possibilities for increasing quality of honeycomb cores used in aerospace engineering. 58th International Astronautical Congress 2007 Hyderabad.
  11. Kondratiev, A., Prontsevych, О. (2018). Stabilization of physical-mechanical characteristics of honeycomb filler based on the adjustment of technological techniques for its fabrication. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (1 (95)), 71–77. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.143674
  12. Gaidachuc, A., Guriev, H., Ostrovsky, E., Slivinsky, M. (2005). A polar-sensitive charges interaction in dielectrics process modulation during making honeycomb aggregate out of polymeric paper. Aerospace technic and technology, 3 (19), 5–12.
  13. Gaydachuk, A. V., Slivinskiy, M. V., Ostrovskiy, E. K. (2006). Issledovanie massoperenosa komponentov svyazuyushchego pri izgotovlenii sotovyh zapolniteley iz polimernoy bumagi "Nomex". Aerospace technic and technology, 4 (30), 5–10.
  14. Gaydachuk, A. V., Slivinskiy, M. V., Ostrovskiy, E. K. (2007). Formirovanie sloya svyazuyushchego na poverhnosti polimernoy bumagi v processe propitki sotovyh zapolniteley. Aerospace technic and technology, 3 (39), 34–41.
  15. Landau, L. D., Lifshic, E. M. (1986). Teoreticheskaya fizika. Vol. 6. Moscow: Nauka, 736.
  16. Yue, J., Chen, G., Yuan, Q., Luo, L., Gonthier, Y. (2007). Hydrodynamics and mass transfer characteristics in gas–liquid flow through a rectangular microchannel. Chemical Engineering Science, 62 (7), 2096–2108. doi: https://doi.org/10.1016/j.ces.2006.12.057
  17. Vygodskiy, M. Ya. (2006). Spravochnik po vysshey matematike. Moscow, 991.

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-12-10

Як цитувати

Kondratiev, A., & Slivinsky, M. (2018). Метод визначення товщини шару зв’язуючого при його нерівномірному масопереносі всередині каналу стільникового заповнювача з полімерного паперу. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(5 (96), 42–48. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.150387

Номер

Том 6 № 5 (96) (2018): Прикладна фізика

Розділ

Прикладна фізика

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Andrii Kondratiev, Michael Slivinsky

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.