Optimization of the Thickness of Layers within a Calender Shaft

Calenders are widely used in the textile industry to finish flat textile products. The main goal of the paper was to analyze the thermal phenomena within a calender shaft heated by oil and optimize the material thickness and distribution of heat sources within the external mantle. The optimization problem is solved by means of both sensitivity and the material derivative concept. Characteristics of the state variable (i.e. the temperature of the mantle surface) are determined as time-dependent. Numerical examples of material layer optimization are also included.

Kalandry są szeroko stosowane w przemyśle włókienniczym do wykańczania wyrobów płaskich. Główny cel artykułu to analiza zjawisk cieplnych występujących w wale kalandra ogrzewanego olejem oraz optymalizacja grubości materiału i rozkładu źródeł ciepła w jego płaszczu zewnętrznym. Problem optymalizacji jest rozwiązywany przy wykorzystaniu wrażliwości i koncepcji pochodnej materialnej. Charakterystyki zmiennych stanu (tzn. temperatury na powierzchni płaszcza) zostały określone jako zmienne w czasie. Zostały również przedstawione przykłady numeryczne optymalizacji warstw materiałów.