Використання комп'ютерних технологій у виробництві та переробленні полімерів

Спеціальність: Хімічні технології переробки полімерних та композиційних матеріалів
Код дисципліни: 7.161.06.M.028
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Хімічна технологія переробки пласмас
Лектор: Доцент, к.т.н. Красінський Володимир Васильович
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Результати навчання: • знати основні принципи виведення розрахункових формул та алгоритм розрахунків на ЕОМ процесів синтезу та перероблення полімерів; • знати принципи моделювання конструкцій основних технологічних апаратів, установок і обладнання з синтезу та перероблення полімерів; • знати основні вимоги до математичних моделей, що забезпечують створення оптимальних технологічних процесів, їх ефективне масштабування, оптимізацію апаратурного оформлення та автоматизацію; • вміти поставити коректно завдання математичного моделювання реактора, установки синтезу ВМС з використанням ЕОМ; • вміти вибрати і обґрунтувати найбільш доцільний метод моделювання конкретного процесу отримання полімеру/виробу з заданими властивостями; • вміти складати математичну модель процесу полімеризації і визначати її константи на ЕОМ; • вміти перевірити адекватність математичної моделі процесу синтезу чи переробки полімеру і її працездатність; • вміти знайти оптимальний варіант реалізації процесу відповідно до поставленої мети моделювання.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: • Основи хімії полімерів, • Технологія формування виробів з пластмас, • Спеціальні технологічні процеси синтезу і модифікування полімерів
Короткий зміст навчальної програми: Задачі і зміст курсу. Типи моделювання і їх структури. Специфіка математичного моделювання процесу полімеризації. Реологічні, теплофізичні і термодинамічні властивості середовищ, що полімеризуються. Правила побудови математичних моделей процесів полімеризації. Структурна організація модельованого об'єкту. Оптимізація хіміко-технологічних систем і її елементів. Адекватність моделі. Моделі полімеризаційних систем. Математичний опис брутто-швидкостей реакції і молекулярної маси удароміцного полістиролу при гомополімеризації стиролу і привитій кополімеризації стиролу і каучука. Ініційована полімеризація стиролу в розчині. Полімеризація стиролу в масі. Полімеризація етилену. Аніонна полімеризація стиролу в розчині. Моделювання процесу поліконденсації. Загальні положення. Поліконденсація в кислому середовищі (новолачні смоли). Поліконденсація в лужному середовищі. Процес проектування хімічних виробництв. Загальні принципи розроблення систем автоматизованого проектування (САПР). Структура, математичне забезпечення і технічні засоби САПР. Типологія розробок і прикладні програми в САПР хімічних виробництв. Методи оптимізації складу і технологічних режимів одержання полімерного композиційного матеріалу. Комп'ютерна оптимізація процесів переробки полімерних матеріалів шляхом їх моделювання за елементарними стадіями. Теплопередача в процесах переробки пластмас. Математичний опис процесів теплопередачі. Кондуктивні, конвективні та променеві процеси. Математичний опис процесу розігрівання пресованих виробів у змінному температурному полі. Охолодження матеріалу у формі при литті під тиском. Нагрівання та охолодження виробів при вакуум-формуванні. Динаміка руху матеріалу в екструдері, розрахунок робочої точки екструдера. Математичний опис пускового режиму шнекових машин. Математичний опис екструдера для режиму нормальної експлуатації. Динаміка руху матеріалу в зазорі валків каландра. Математичний опис теплового режиму каландра при обігріві його парою. Використання систем автоматизованого проектування (САПР) для оптимізації режиму переробки полімерних матеріалів. Типи САПР. Комп’ютерний аналіз лиття під тиском термопластів за допомогою програмного продукту Moldflow. Оптимальні техніко-економічні моделі і принципи моделювання процесів синтезу мономерів та полімерних матеріалів. Показники економічної ефективності роботи технологічних систем.
Методи та критерії оцінювання: • письмові звіти з лабораторних робіт, усне опитування (30%) • підсумковий контроль (70 %, контрольний захід, екзамен): письмово-усна форма (70%)
Рекомендована література: 1. Введение в математическое моделирование. Учебное пособие для ВУЗов. М.: Логос, 2007. – 440 с. 2. Зотов С.Б., Тужиков О.О., Алейникова Т.П. Моделирование технологических процессов синтеза высокомолекулярных соединений - Учебное пособие. - Волгоград: ВолгГТУ, 2006. - 110 с. 3. Кандырин Л.Б., Суриков П.В. Моделирование процессов переработки пластмасс. Учебно-методическое пособие. М, МИТХТ, 2001, с.86.