PTT合成放大实验及其纺丝性能研究

在聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)合成的小试研究基础上,进行了在20 L熔融缩聚反应釜中合成PTT的放大实验,并进行了PTT纺丝实验。结果表明:合成得到的PTT特性黏数为0.89 dL/g,端羧基含量为48μmol/g,3,3-氧基二丙醇质量分数为0.46%,玻璃化转变温度为45℃,熔点为228℃。PTT初步达到纤维级别的要求,在400 m/min的速度下能够顺利纺丝,经过2.5倍拉伸后,纤维线密度为96.7 dtex,断裂强度为1.3 cN/dtex,断裂伸长率为97.35%,模量为2.7 cN/dtex。

滚筒烘丝的放大试验研究

为减小卷烟产品研发成本,缩短研发周期,研制出实验型滚筒烘丝机,并将其与500 kg/h,5 000 kg/h的滚筒烘丝机进行对比研究,以考察滚筒烘丝机在卷烟产品生产中的尺寸放大效应。结果表明:筒壁温度、热风温度、热风速度、热风湿度对烟丝滚筒干燥过程的影响可以用Midilli-Kunck模型准确表征;滚筒干燥机设备尺寸越大出口水分越稳定;为保持产品质量的一致,在应用实验型滚筒干燥机、500 kg/h的滚筒烘丝机、5 000 kg/h的滚筒烘丝机时筒壁温度应依次提高。

电加热卷烟传热与原料组分变化的数值模拟

为了建立电加热卷烟动态传热与发烟段组分释放关联的数值模型,运用多孔介质理论和反应动力学理论对传热、烟气流动以及烟草原料受热过程的水分、甘油、烟碱的释放进行分析,采用Fluent软件对模型进行数值求解。根据多孔介质的传热相似准则,设计并搭建了原型烟支发烟段扩大4倍尺寸的套管实验装置,测试了套管装置内的温度分布。利用实测的温度数据和原型烟支中3种关键组分的逐口剩余量检测结果,对模型的预测能力进行验证。结果表明:模拟值与实验值吻合较好,模型对逐口抽吸条件下烟草原料中水分、甘油和烟碱剩余量模拟的平均误差分别为5.02%、12.41%和19.97%;模型可用于评估发烟段内部的传热效果,在本模拟所研究的烟支中76.51%体积的烟草原料温度低于150℃,低温影响了甘油和烟碱的释放效率。该数值模型可用于协助优化加热卷烟供热设计以及烟草组分含量配比设计。

冷弯薄壁型钢四肢组合轴压构件承载力试验研究

对12根冷弯薄壁型钢四肢组合箱形截面柱进行了轴压试验,研究该类试件的极限受压承载力和破坏形态。试件共有3种截面类型,均由2个C形构件和2个U形构件通过自攻自钻螺钉组合而成,试件长度均为3.0m。试验结果表明：该类试件均发生局部屈曲破坏,破坏具有突然性;试件屈曲破坏前表面有明显的波纹变形,试件整体协同工作性能较好,没有发生钉子剥落、被剪断情况。在此基础上对试件进行有限元分析,数值分析结果与试验结果吻合较好,同时依据《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB 50018—2002）计算组合构件中的各单根构件受压承载力,并将结果叠加,发现试验结果约为该叠加值的2-5倍。