Анотація до роботи:

Сис В.Б. Розвиток наукових основ створення низькомодульної технології рідинної обробки ниток у пакуваннях. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.18.19 – технологія текстильних матеріалів, швейних і трикотажних виробів. – Херсонський національний технічний університет, Херсон, 2008 р.

В основу існуючої технології покладений принцип масової обробки пакувань, що приводить до перевитрат енергетичних ресурсів, вартість яких у світі безупинно росте. Дисертація присвячена розвитку наукових основ і створенню принципово нової технології рідинної обробки ниток у пакуваннях, що відповідає сучасним світовим вимогам гнучкості, економічності й екологічної безпеки.

Основні результати дисертації: виявлено етап, що лімітує процес рідинної обробки — етап проникання часток барвника у ділянки контактних площадок перетинання витків; складені математичні співвідношення й побудована комп'ютерна модель, що відтворює безперервну просторову криву траєкторії навівання нитки в обсязі всього тіла пакування з урахуванням міжвиткової взаємодії, а також відтворює зміну структури пакування в полі відцентрових сил; експериментально вивчено деформований стан нитки в контактній площадці; установлено, що в полі відцентрових сил відбувається істотне розущільнення тіла пакування (до 28 %) і зменшення, аж до повної відсутності, деформованого стану нитки в контактних площадках; розроблені принципово нова технологія й установка зі зменшеними в п'ять разів питомою витратою енергії й часом обробки та виключенням непродуктивних втрат енергії.

1. Вирішене важливе науково-технічне завдання: розвинуті наукові основи і створена принципово нова технологія рідинної обробки ниток у пакуваннях, яка відповідає сучасним світовим вимогам гнучкості, економічності й екологічної безпеки.

2. Показано, що головним фактором, який лімітує процес рідинної обробки, є деформований стан нитки у контактних площадках перетинання витків, внаслідок якого зменшується як міжнитковий, так і міжволоконний поровий простір, внаслідок чого зменшується поток часток барвника до поверхні волокон.

3. Здійснено повний математичний опис безперервної просторової кривої траєкторії навівання нитки в обсязі всього тіла пакування з урахуванням поперечної деформації нитки в контактних площадках перетинання витків, що дозволило обчислити координати слідів траєкторії нитки в площині перетину тіла пакування, характер розподілу яких має вирішальний вплив на результати рідинної обробки; здійснено математичний опис процесу зміни параметрів структури пакування, поміщеного в поле відцентрових сил, що дозволило одержати відомості, необхідні для розробки принципово нової технології рідинної обробки пакувань.

4. Одержані експериментальні дані на спеціально створеному лабораторному комплексі про залежність ступеня поперечної деформації нитки в контактній площадці перетинання витків від зусиль пережиму й натягу, апроксимовані відповідно сімействами статечних і експоненціальних функцій, використані для побудови тієї частини комп'ютерної моделі, яка відтворює процеси міжвиткової взаємодії.

5. Побудована комп'ютерна модель пошарового розрахунку параметрів міжвиткової взаємодії й обчислення траєкторії точки набігання в процесі намотування, а також розрахунку зміни параметрів міжвиткової взаємодії в полі відцентрових сил, що дозволила дослідити вплив швидкості обертання тіла пакування, а також параметрів намотування, на структуру пакування.

6. Підтверджено коректність принципів, покладених в основу побудови комп'ютерної моделі: по результатам комп’ютерного експерименту одержані кількісні характеристики пошарового розподілу в тілі пакування параметрів міжвиткової взаємодії — міжвиткового тиску, радіального переміщення, підсумкового натягу й тиску на патрон, — які добре збігаються з відомими результатами аналітичного моделювання і експерименту.

7. Пов’язано результати, одержані для рівня нитки, з інтегральним параметром оцінки структури тіла пакування, застосовуваним у виробничих умовах, — середньою густиною намотування: методом комп'ютерного моделювання одержані характеристики пошарового розподілу маси нитки, обсягу й щільності, а також зміни середньої густини тіла пакування у функції технологічних параметрів процеса намотування — початкового натягу, лінійної густини нитки, кута розкладки й початкового радіуса намотування.

8. Одержані кількісні характеристики напружено-деформованого стану тіла пакування на рівні нитки по результатам комп’ютерного експерименту у вигляді графічних залежностей пошарового розподілу в тілі пакування поперечної деформації нитки в контактних площадках перетинання витків у функції параметрів намотування — початкового натягу, лінійної густини нитки, кута розкладки й початкового радіуса намотування.

9. Доведена ефективність використання відцентрових сил для цілей динамічного розущільнення пакування: одержані характеристики пошарового розподілу параметрів міжвиткової взаємодії від швидкості обертання тіла пакування, які свідчать про ріст відносного поперечного розміру нитки до 0,8 більш ніж у половини шарів, і до 0,95, що відповідає практично повній відсутності деформації, — приблизно в третині шарів, при цьому середня густина пакування зменшується на 28 % при зростанні кутової швидкості від 0 до 262 рад/с.

10. Сформульовано основні принципи нової технології — перехід від масової схеми організації технологічного процесу до індивідуальної, динамічне розущільнення тіла пакування й перекомпонування контактних площадок, широке застосування сучасних фізичних методів інтенсифікації, — і нові технічні рішення, захищені п'ятнадцятьма патентами України.

11. Одержані позитивні результати випробування ефективності технічних рішень принципово нової технології на спеціально створеному стенді: у порівнянні з існуючою технологією питомі витрати енергії й часу обробки зменшені не менш, ніж в п'ять разів, забезпечені гарантована якість і мінімально необхідний час обробки кожного пакування при вкрай низькому модулі ванни 1:1 – 1:3, виключені непродуктивні втрати енергії.

12. Виконано проробку конструктивних рішень виробничої установки нового покоління модульної конструкції для повного циклу рідинної обробки ниток продуктивністю до 10 кг пряжі на годину, впровадження якої при річному випуску пряжі 200 т у порівнянні з існуючим комплектом фарбувального і сушильного апаратів має очікуваний річний економічний ефект 982,5 грн. на тонну пряжі (без урахування скорочення інфраструктури й виробничих площ в 14 разів).

Публікації автора:

1. Сыс В.Б. Магнитная активация растворов при крашении паковок нитей // Сборник научных трудов Херсонского индустриального института. Научные разработки в технологии текстильного производства. – К., 1990. – С.56-61.

2. Сыс В.Б. Влияние средней плотности намотки бобин на точечный непрокрас нитей // Сборник научных трудов Херсонского индустриального института. Нормализация технологических процессов ткацкого производства и параметров тканых структур. – М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1991. – С. 8-9.

3. Сыс В.Б. Влияние поперечных деформаций на качество крашения нитей в паковках // Сборник научных трудов Херсонского индустриального института. Нормализация технологических процессов ткацкого производства и параметров тканых структур. – М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1991. – С. 9-14.

4. Сыс В.Б. Бардачев Ю.Н. База знаний по механическим и диффузионным явлениям процесса крашения нитей в бобинах // Сборник научных трудов Ленинградского института текстильной и лёгкой промышленности. Система автоматизации как элементы гибких производственных комплексов в тектильной и лёгкой промышленности. – Л.: ЛИТЛП, 1992. – С. 23-29.

Авторові належить формування бази знань по механічних явищах.

5. Сыс В.Б., Бардачев Ю.Н. Перспективные направления научных исследований в области математического моделирования процессов крашения нитей // Вестник Херсонского государственного технического университета. – 1997. – №2. – С.236-239.

Авторові належать ідея статті, збір і аналіз матеріалів літературних джерел, синтез головних напрямів розвитку.

6. Сыс В.Б. Влияние структуры паковки на процесс крашения нитей // Вестник Херсонского государственного технического университета. – 1998. – №1(3). – С. 254-257.

7. Бардачёв Ю.Н., Сыс В.Б., Старун Н.В. О декомпозиционном подходе к моделированию процесса жидкостной обработки текстильных паковок // Проблемы лёгкой и текстильной промышленности Украины. – 1998. – №1. – С.104-109.

Авторові належить постановка завдання й розробка методики структурної декомпозиції в моделюванні рідинної обробки.

8. Старун Н.В., Сыс В.Б., Бардачёв Ю.Н., Вельдбрехт Д.А. Зависимость пористости от поперечной деформации нити в контактной площадке // Проблемы лёгкой и текстильной промышленности Украины. – 1998. – №1. – С.110-112.

Авторові належить постановка завдання й розробка методики обчислення пористості деформованої нитки.

9. Сыс В.Б., Старун Н.В., Бардачёв Ю.Н. Исследование пористой структуры текстильной паковки методом имитационного моделирования // Вестник Херсонского государственного технического университета. – 1998. –№2(4). – С.253-256.

Авторові належить основна ідея й розробка методики застосування імітаційного моделювання до дослідження пористої структури.

10. Бардачёв Ю.Н., Сыс В.Б., Старун Н.В. Эмпирико-аналитическое моделирование повышенной прогностичности процесса жидкостной обработки паковок // Вестник Херсонского государственного технического университета. – 1999. – специальный выпуск. – С.34-37.

Авторові належать ідея статті, розробка методики моделювання й формулювання висновків.

11. Сыс В.Б., Старун Н.В., Бардачёв Ю.Н. Исследование послойного распределения контактных площадок в теле паковки методом имитационного моделирования // Вестник Херсонского государственного технического университета. – 1999. – №3(6). – С.187-190.

Авторові належать ідея й теоретичне обґрунтування дослідження пошарового розподілу контактних площадок, розробка алгоритму.

12. Старун Н.В., Сыс В.Б., Бардачёв Ю.Н. Исследование распределения контактных площадок нити на краях перфораций методом имитационного моделирования // Вестник Херсонского государственного технического университета. – 2000. - №3(9). – С.293-297.

Авторові належать ідея вивчення розподілу контактних площадок методом імітаційного моделювання й розробка алгоритму моделі.

13. Сыс В.Б., Старун Н.В., Бардачёв Ю.Н. Распределение контактных площадок пересечения витков в структуре паковки крестовой намотки // Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины. – 2001. – №5. – С. 223-226.

Авторові належать результати моделювання розподілу контактних площадок перетинання витків і їхнє теоретичне узагальнення.

14. Сыс В.Б., Старун Н.В., Бардачёв Ю.Н. Распределение контактных площадок нити на краях перфораций патрона // Вестник Херсонского государственного технического университета. – 2001. – №4(13). – С.307-310.

Авторові належать результати моделювання розподілу контактних площадок нитки на краях перфораций і їхнє узагальнення.

15. Сыс В.Б. Моделирование структуры текстильной паковки с учётом межслойного взаимодействия витков // Вестник Херсонского государственного технического университета. – 2002. – №3(16). – С.312-315.

16. Сыс В.Б. Структурная декомпозиция технологической системы формирования паковок // Проблемы лёгкой и текстильной промышленности Украины. – 2002. – №6. – С.127-131.

17. Сыс В.Б. Послойное заполнение прослойков нитью в компьютерной модели паковки // Проблемы лёгкой и текстильной промышленности Украины. – 2003. – №7. – С. 96-98.

18. Сыс В.Б. Вычисление структурных характеристик в компьютерной модели паковки // Вестник Херсонского государственного технического университета. – 2004. – №2(20). – С. 200-204.

19. Сыс В.Б. Деформация пересекающихся нитей в контактной площадке: зависимость величины деформации от усилия пережима нитей // Проблемы лёгкой и текстильной промышленности Украины. – 2004. – №1(8). – С. 128-130.

20. Сыс В.Б. Зависимость поперечной деформации пересекающихся нитей от усилия их натяжения // Проблемы лёгкой и текстильной промышленности Украины. – 2004. – №2(9). – С. 91-95.

21. Сыс В.Б. Алгоритм послойного расчёта параметров межвиткового взаимодействия в компьютерной модели структуры паковки // Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины. – 2005. – №1(10). – С. 142-150.

22. Сыс В.Б. Подсистема обработки и визуализации результатов компьютерного моделирования структуры паковки // Вестник Херсонского государственного технического университета. – 2005. – №3(23). – С. 164-167.

23. Сыс В.Б. Алгоритм вычисления траектории точки набегания в компьютерной модели структуры паковки // Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины. – 2006. – №1(11). – С. 88-96.

24. Сыс В.Б. Алгоритм послойного расчёта изменения параметров структуры паковки в поле центробежных сил // Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины. – 2006. – №2(12). – С. 77-82.

25. Сыс В.Б. Распределение параметров межвиткового взаимодействия в теле паковки, помещённой в поле центробежных сил // Вестник Херсонского национального технического университета. – 2006. – №3(26). – С. 159-165.

26. Пат. 44317 Україна, МПК D06B23/04 / Патрон для рідинної обробки / В.Б. Сис, Ю.М. Бардачов, Н.В. Старун (Україна), В.О. Клімов, В.Ф. Громов (Росія). - №97125918; Заявлено 09.12.1997; Опубл. 15.02.2002, Бюл. №2, 2002. – 1 с.

Авторові належить ідея повздошно-щілинних перфораций і теоретичне обґрунтування конструкції патрона.

27. Пат. 44318 Україна, МПК D06B23/04 / Патрон для рідинної обробки / В.Б. Сис, Ю.М. Бардачов, Н.В. Старун (Україна), В.О. Клімов (Росія). - №97125919; Заявлено 09.12.1997; Опубл. 15.02.2002, Бюл. №2, 2002. – 1 с.

Авторові належать ідея повздошно-щілинних радіально-тангенціальних перфорацій і й теоретичне обґрунтування конструкції патрона.

28. Пат. 61894 Україна, МПК D06B19/00 5/00 11/00 23/00 / Спосіб рідинної обробки текстильних паковок та пристрій для його здійснення / В.Б. Сис, Ю.М. Бардачов, Н.В. Старун (Україна). - №98041770; Заявлено 08.04.1998; Опубл. 15.12.2003, Бюл. №12, 2003. – 6 с.

Авторові належать ідея й теоретичне обґрунтування способу рідинної обробки пакування шляхом обкатування і розробка відповідного пристрою.

29. Пат. 62444 А Україна, МПК D06B5/00 D06М 10/00 / Спосіб рідинної обробки текстильних пакувань / В.Б. Сис, Ю.М. Бардачов, Г.С. Сарібеков (Україна). - №2003032560; Заявлено 25.03.2003; Опубл. 15.12.2003, Бюл. №12, 2003. – 2 с.

Авторові належать основна ідея й теоретичне обґрунтування способу рідинної обробки пакувань у змінному магнітному полі.

30. Пат. 66104 А Україна, МПК D06B5/00 D06В 13/00 / Спосіб рідинної обробки / В.Б. Сис, Ю.М. Бардачов, Г.С. Сарібеков (Україна). - №2003037025; Заявлено 25.03.2003; Опубл. 15.04.2004, Бюл. №4, 2004. – 2 с.

Авторові належать основна ідея й теоретичне обґрунтування способу рідинної обробки пакувань із використанням поперечних коливань.

31. Пат. 66569 А Україна, МПК D06B5/00 D06В 13/00 / Спосіб рідинної обробки / В.Б. Сис, Ю.М. Бардачов, Г.С. Сарібеков (Україна). - №2003077024; Заявлено 25.07.2003; Опубл. 17.05.2004, Бюл. №5, 2004. – 2 с.

Авторові належать основна ідея й теоретичне обґрунтування способу рідинної обробки пакувань із використанням осьових вібрацій.

32. Пат. 66570 А Україна, МПК D06B 5/00 D06М 10/00 / Спосіб рідинної обробки / В.Б. Сис, Ю.М. Бардачов, Г.С. Сарібеков (Україна). - №2003077026; Заявлено 25.07.2003; Опубл. 17.05.2004, Бюл. №5, 2004. – 2 с.

Авторові належать основна ідея й теоретичне обґрунтування способу рідинної обробки пакувань у постійному магнітному полі.

33. Пат. 68653 А Україна, МПК D06B 5/00 D06В 5/26 / Спосіб рідинної обробки / В.Б. Сис (Україна). - №2003098615; Заявлено 22.09.2003; Опубл. 16.08.2004, Бюл. №8, 2004. – 3 с.

34. Пат. 68655 А Україна, МПК D06B 5/00 D06М 10/00 / Спосіб рідинної обробки / В.Б. Сис (Україна). - №2003098619; Заявлено 22.09.2003; Опубл. 16.08.2004, Бюл. №8, 2004. – 2 с.

35. Пат. 68654 А Україна, МПК F26B 15/10 D06В 15/04 / Спосіб сушіння / В.Б. Сис (Україна). - №2003098616; Заявлено 22.09.2003; Опубл. 16.08.2004, Бюл. №8, 2004. – 3 с.

36. Пат. 70067 А Україна, МПК D06B 5/00 D06М 10/00 / Спосіб рідинної обробки / В.Б. Сис (Україна). - №20031212385; Заявлено 25.12.2003; Опубл. 15.09.2004, Бюл. №9, 2004. – 3 с.

37. Пат. 70066 А Україна, МПК D06B 5/00 D06B 21/00 D06М 10/00 / Спосіб рідинної обробки / В.Б. Сис (Україна). - №20031212384; Заявлено 25.12.2003; Опубл. 15.09.2004, Бюл. №9, 2004. – 3 с.

38. Пат. 72082 А Україна, МПК D06B 5/00 D06М 10/00 / Спосіб рідинної обробки / В.Б. Сис, Ю.М. Бардачов, Г.С. Сарібеков (Україна). - №2003098617; Заявлено 25.09.2003; Опубл. 17.01.2005, Бюл. №1, 2005. – 2 с.

Авторові належать основна ідея й теоретичне обґрунтування способу рідинної обробки пакувань у постійному електричному полі.

39. Пат. 72084 А Україна, МПК D06B 5/00 D06М 10/00 / Спосіб рідинної обробки / В.Б. Сис, Ю.М. Бардачов, Г.С. Сарібеков (Україна). - №2003098620; Заявлено 22.09.2003; Опубл. 17.01.2005, Бюл. №1, 2005. – 2 с.

Авторові належать основна ідея й теоретичне обґрунтування способу рідинної обробки пакувань у змінному електричному полі.

40. Пат. 72083 А Україна, МПК D06B 15/10 D06В 15/04 / Спосіб рідинної обробки / В.Б. Сис (Україна). - №2003098618; Заявлено 25.09.2003; Опубл. 17.01.2005, Бюл. №1, 2005. – 3 с.

41. Сыс В.Б. Совершенствование процесса крашения швейных ниток в бобинах // Тезисы докладов юбилейной научной конференции. Вклад Херсонского индустриального института в подготовку кадров и развитие техники и технологии отраслей народного хозяйства. – Херсон: Херсонский индустриальный институт, 1991. – С.39.

42. Сыс В.Б., Бардачев Ю.Н., Старун Н.В. Имитационное моделирование пористой структуры текстильной паковки // Сборник научных трудов международной конференции по математическому моделированию. Физико-технические и технологические приложения математического моделирования. – К.: НАН Украины, 1998. – С.231-232.

Авторові належить основна ідея й розробка методики застосування імітаційного моделювання до дослідження структури пакування.

43. Сыс В.Б., Бардачёв Ю.Н. Разработка экологически чистой технологии жидкостной обработки текстильных паковок // Тезисы докладов Четвёртой Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности. – С.-Петербург: Балтийский государственный технический университет, 1999. – С.295.

Авторові належить теоретичне обґрунтування шляхів удосконалювання технології рідинної обробки пакувань.

44. Старун Н.В., Сыс В.Б., Бардачёв Ю.Н. Исследование структуры текстильной паковки методом имитационного моделирования // Матеріали VIII міжнародної наукової конференції им. акад. Н. Кравчука. – К.: Національний технічний університет України (КПІ). – 2000. – С.364.

Авторові належать ідея, розробка загальних підходів, локальних математичних моделей і алгоритму імітаційної моделі.

45. Сыс В.Б., Старун Н.В., Бардачёв Ю.Н. Послойное распределение неоднородностей в модельной структуре тела паковки // Тезисы докладов третьей международной конференции. Средства математического моделирования. – С.-Петербург: С.-Петербургский государственный технический университет. – 2001. – С.115.

Авторові належать результати комп'ютерного експерименту, їхній аналіз і узагальнення.

46. Сыс В.Б., Бардачёв Ю.Н. Совершенствование технологии жидкостной обработки на основе моделирования технологической системы // Тезисы докладов всеукраинской научной конференции. Херсонский государственный технический университет. Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины. – 2001. – №5. – С. 341.

Авторові належать ідея вдосконалювання технології рідинної обробки на основі моделювання технологічної системи й розробка методики побудови моделі.

47. Сыс В.Б. Гибкая технология жидкостной обработки нитей в паковках // Тезисы докладов международной научно-практической конференции. Херсонский государственный технический университет. Проблемы лёгкой и текстильной промышленности Украины. – 2003. – №7. – С. 129.

48. Сыс В.Б. Концептуальная модель технологии жидкостной обработки нитей в паковках // Тезисы докладов международной научно-практической конференции. Херсонский государственный технический университет. Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины. – 2004. – №1(8). – С.316.

49. Сыс В.Б. Компьютерная модель структуры паковки, предназначенной для жидкостной обработки // Тезисы докладов юбилейной научно-методической конференции. Тенденции развития науки и образования в области отделки и дизайна текстиля. – С.-Петербург: СПГУТД. – 2004.

50. Сыс В.Б. Распределение параметров межвиткового взаимодействия в структуре паковки крестовой намотки // Тезисы докладов научно-практической конференции. Херсонский государственный технический университет. Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины. – 2005. – №1(10). – С. 273-274.

51. Сыс В.Б. Структура паковки в поле центробежных сил // Тезисы докладов VI Всеукраинской научно-практической конференции. Херсонский государственный технический университет. Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины. – 2006. – №2(12). – С. 188.

52. Сыс В.Б. Математическое моделирование структуры текстильной паковки. Тезисы докладов международной конференции «Компьютерная математика в образовании и научных исследованиях» (КМ_2007). Вестник Херсонского национального технического университета. – 2007. – №2(28). – С.340.