论文部分内容阅读
在超临界CO2染色生产过程中,工艺参数温度和压力的细微变化就会使得超临界CO2的溶解特性发生明显的改变,从而影响织物的上染质量。因此必须对超临界CO2染色过程的温度和压力进行精准的控制。超临界CO2染色过程具有快速、多变量、非线性、强耦合特性,精确控制染色的温度和压力是超临界CO2染色生产提高产品质量、扩大应用范围所面临的关键技术难题。本文完成的主要工作内容如下:1.目前超临界CO2染色过程对温度、压力采用单回路控制系统,没有考虑两者之间的耦合关系,在染色生产过程中任何一个参数变化都会引起其他参数明显波动。首先本文建立了超临界CO2作为理想气体时以流体进、出入流量为控制变量,温度、压力为被控变量的多变量模型,并结合染色过程的非线性强耦合特征,设计了相应的非线性解耦控制算法。2.分析流体的pVT关系,以求对CO2流体更为准确的定量描述,建立了超临界CO2作为压缩气体时以流体进、出入流量为控制变量,温度、压力为被控变量的多变量模型;并针对染料物性参数数据缺失问题,结合基团贡献规则计算了分散染料临界参数、偏心因子及摩尔体积等物质参数;在此基础之上,设计了相应的非线性解耦算法,并验证模型和解耦算法的有效性。3.考虑到实际染色过程中含有CO2流体与染料多种组分且发生相变,因此本文建立了在含有超临界组分的流体混合物的相平衡染色模型,并根据超临界CO2染色相平衡模型进一步完善了相关的非线性解耦算法设计与验证。4.探讨了等温溶解度曲线呈现S型的原因及极值出现条件做出相应判断;计算超临界CO2的密度并基于Chrastil、M-T及Chrastil修正模型对四种不同的分散染料溶解度数据关联得到不同类型的溶解度方程并加以分析对比。本文的研究成果,可为精确控制超临界CO2染色过程工艺参数温度、压力提供切实可行的控制技术方案。对于推进超临界CO2染色过程的控制技术研究、提高织物染色品质具有重要意义。