Прессование, сушка, отделка бумаги

1.4 Прессование, сушка, отделка бумаги

Прессование. После обезвоживания в сеточной части бумажное полотно поступает в прессовую, состоящую обычно из нескольких прессов, на которых оно последовательно обезвоживается до сухости 30-42%. Во время прессования бумажное полотно не только обезвоживается, но и уплотняется. При этом увеличиваются площадь контакта и силы сцепления между волокнами. Кроме того, изменяются свойства бумаги: растет объемная масса, снижаются пористость, воздухопроницаемость, впитывающая способность, увеличивается механическая прочность на разрыв и продавливание, повышается прозрачность и т. д.

Сушка. В сушильной части бумагоделательной машины бумажное полотно обезвоживается до конечной сухости. В процессе сушки удаляется 1,5-2,5 кг воды на 1 кг бумаги, что примерно в 50-100 раз меньше, чем на сеточной и прессовой частях машины. При сушке одновременно происходит дальнейшее уплотнение и сближение волокон. В результате повышается механическая прочность и гладкость бумаги. От режима сушки зависят объемная масса, впитывающая способность, воздухопроницаемость, прозрачность, усадка, влагопрочность, степень проклейки и окраска бумаги. Сухость бумажного полотна после нахождения в сушильной части составляет 92-95%, а температура 70-900С. Для обеспечения высококачественного каландрирования и хорошей намотки полотна в конце сушильной части устанавливают холодильные цилиндры, охлаждаясь на которых, бумажное полотно впитывает влагу и увлажняются на 1-2%.

Отделка. После сушки бумажное полотно с целью уплотнения и повышения гладкости проходит через машинный каландр, состоящий из расположенных друг над другом 2-8 валов. Полотно, огибая поочередно валы каландра, проходит между ними при возрастающем давлении. Пройдя каландр, бумажное полотно непрерывно наматывается на тамбурные валы в рулон диаметром до 2500 мм. Перезаправка с одного тамбурного вала на другой осуществляется при помощи специальных механизмов и устройств. Пройдя бумагоделательную машину бумага поступает на резательный станок и далее к упаковочной машине.

Основные параметры, характеризующие бумагоделательную машину - ширина вырабатываемой бумаги (в мм) и скорость (в м/мин). Эти два параметра, а также масса 1 м2 полотна определяют производительность машины (т/ч, т/сут и тыс.т/год).

1.5 Управление плотностью бумажной массы

При производстве бумаги очень важно поддерживать постоянную плотность исходной массы перед тем, как она поступает на укладку, сушку и протяжку. На рисунке приведена схема управления плотностью бумажной массы. Плотность определяется количеством добавляемой в смеситель воды.

Рисунок 2.1 – Схема управления плотностью бумажной массы

Далее рассмотрим структурную схему данной системы:

Рисунок 2.2 – Структурная схема управления плотностью бумажной массы

На этой схеме:

G_c(s)-регулятор.

Передаточная функция регулятора:

Предположим, что k=10, тогда:

G(s)-исполнительный механизм.

Передаточная функция исполнительного механизма:

Предположим, что H(s)=1;

2. Разработка модели системы в MatLab

Проанализировав функциональную схему системы, перейдем к структурной, модель которой построим в пакете Matlab:

Рисунок 3.1 – Структурная схема

Рисунок 3.2 – Переходной процесс

3. Определение передаточной функции разомкнутой и замкнутой системы

 

Передаточная функция разомкнутой системы равна:

.

Передаточную функцию замкнутой системы можно получить при помощи передаточной функции разомкнутой системы:

Запишем характеристический полином системы (он равен знаменателю передаточной функции замкнутой системы):

D(s)=32·s²+12s+11.

4. Описание динамических характеристик звена системы

Передаточная функция элемента имеет вид:

.

4.1 Временные характеристики

4.1.1 Переходная характеристика

Переходная характеристика звена – это реакция звена на единичный скачок. Она находится по формуле:

,

где L^- – оператор обратного преобразования Лапласа. Тогда

Рисунок 5.1 - Переходная характеристика элемента

4.1.2 Импульсная (весовая) характеристика

Импульсная (весовая) характеристика – это реакция звена на

d-функцию Дирака.

,

Рисунок 5.2 - Импульсная характеристика элемента

4.2 Частотные характеристики

Представим передаточную функцию звена комплексной частотной передаточной функцией [3], заменив s на jw:

Образ W₃(jw) на комплексной плоскости – это амплитудно-фазовая частотная характеристика (АФЧХ) звена.

Рисунок 5.3 - АФЧХ элемента

Строим ЛАЧХ.