Лабораторна робота № 3 Визначення довжини волокон

Мета роботи - вивчення основних характеристик довжини і нерівномірності волокон за довжиною та методів їх визначення.

3.1. Короткі теоретичні відомості

Довжина волокон має велике технологічне значення: визначає вибір системи їх прядіння (гребенева, кардна, апаратна), відстані (розводки) між робочими органами машин прядильного виробництва. Із збільшенням довжини волокон підвищуються міцність пряжі її зносостійкість і інші властивості. Крім того, при більшій довжині волокон можна одержати максимальну міцність пряжі при меншому суканні і, отже, при більш високій продуктивності прядильних машин.

Для визначення довжини різних видів волокон існує безліч методів. Розглянемо деякі з них.

3.1.1. Визначення довжини проміром окремих волокон

Довжина волокна L визначається по найбільшій відстані між його кінцями в розпрямленому, але не розтягненому вигляді. Оскільки в масі волокон довжина їх неоднакова, для її оцінки використовують різні зведені характеристики довжини і нерівномірності за довжиною.

Середня арифметична довжина підраховується за формулою:

(3.1)

де - число волокон завдовжки L_i.

Значення визначають після підрахунку групи заміряних волокон однакової довжини або волокон, що відносяться до певного інтервалу довжин. В цьому випадку відповідає середній довжині кожної групи волокон.

Модальна довжина відповідає середній довжині найчисленнішої групи волокон.

Середнє квадратичне відхилення S і коефіцієнт варіації С (характеристики нерівномірності за довжиною) підраховують за формулами:

, (3.2)

, (3.3)

Діаграма розподілу волокон за довжиною і штапельна діаграма дають наочне уявлення про довжину волокон і їх нерівномірність за довжиною.

Припустимо, що в результаті угрупування волокон за довжиною (рис. 3.1, б) з інтервалом

одержані групи з середніми довжинами,.L _{1 ,}L _{2, .......} L₅, і числом волокон в кожній групі, n₁ ,n₂ ,…..n₅. Перед побудовою діаграм значення виражають у відсотках від сумарного числа волокон. Діаграму розподілу волокон за довжиною будують, приймаючи значення L_і за абсциси, а значення n_і за відповідні ординати точок цієї діаграми (рис. 3.1, б).

Штапельну діаграму будують в осях і таким чином (рис. 3.1, а). Намічають точки діаграми m, b, e, f, g і h по відповідних координатах: (0 і ); ( і ); ( + і ); (n₁+n₂+n₃ і L₃+0,5k) і т.д. Намічені точки з’єднують прямими лініями і отримують штапельну діаграму mbefgh. Вона відповідає натуральній штапельній діаграмі, яку одержують при розкладанні волокон у порядку їх довжини та розміщенні їх кінців з одного боку на прямій лінії.

3.1.2. Визначення довжини волокон розсортовуванням штапеля на групи

Кожну групу розсортованого волокна характеризують її масою або масовою часткою у відсотках від загальної маси розсортованих волокон. Звичайно визначають середню масодовжину, модальну масодовжину, штапельну довжину.

Середня масодовжина L_g - це відношення суми добутків середніх довжин кожної групи волокон на їх масу до загальної маси волокон всіх груп:

, (3.4)

де - середня довжина групи волокон, мм;

- маса групи волокон, мг.

Модальна масодовжина - це середня довжина групи волокон з найбільшою масою. Вона завжди дещо більше за модальну довжину , яка відповідає довжині найчисленніших волокон, оскільки масова частка більш довгих волокон завжди перевищує числову

, (3.5)

де - середня довжина групи волокон з максимальною масою, мм;

k - різниця за довжиною між суміжними групами волокон, мм;

- максимальна маса групи волокон, мг;

, - маси суміжних груп волокон, мг.

Штапельна массодовжина L_ш - це середня масодовжина волокон, довжина яких більше модальної. Для підрахунку L_ш знаходять середню довжину групи волокон, в якій знаходиться значення модальної довжини, і визначають частку маси групи волокон, довжина яких перевищує модальну довжину:

, (3.6)

Потім підраховують штапельну довжину за формулою

, (3.7)

де i - коефіцієнт, значення якого для маси , для маси , для маси і т. д.;

- маса групи волокон з довжиною, більшою модальної, мг.