Delist.ru

Определение параметров процесса и мобильного комплекса ультразвуковой очистки грунтовых сред от нефтяных загрязнений (16.11.2009)

Автор: Гаглоев Дмитрий Аликович

Для осуществления автоматизированного поиска технических решений установлено соответствие между дополнительными требованиями технического задания и вершинами И-ИЛИ-дерева (модель оценки технических решений). Степень соответствия между вершинами И-ИЛИ-дерева технических решений и дополнительными требованиями определяется с помощью метода экспертных оценок.

Завершающей стадией автоматизированного поиска является составление технического задания и ввод этого задания в ЭВМ.

В результате автоматизированного поиска были получены два технических решения, схемы которых представлены на рис. 7 и рис. 8.

Рис. 7. Мобильный комплекс очистки грунтов гидродинамического типа.

Наименование элементов объекта: А. Эжекторный насос Дкт-244 с размывом; Б. Гидроэлеватор; В. Вакуум-насосная система ДКТ-245 для удаления иловых отложений; Г. Горизонтальная цистерна с механизмом наклона; Д. Промывка грунта, перемещаемого скребками; Е. Слив через верхнее отверстие в стенке накопительной емкости; Ж. Скиповый подъемник; З. Откачивание раствора вакуум-насосной системой; И. Автомобиль КамАЗ-43114 с полуприцепом.

Рис. 8. Мобильный комплекс очистки грунтов механического типа.

Наименование элементов объекта: А. Цилиндрическая металлическая щетка; Б. Скребковый конвейер; В. Вакуум-насосная система ДКТ-245 для удаления иловых отложений; Г. Горизонтальная цистерна с механизмом наклона; Д. Промывка грунта, перемещаемого скребками; Е. Слив через верхнее отверстие в стенке накопительной емкости; Ж. Скиповый подъемник; З. Откачивание раствора вакуум-насосной системой; И. Автомобиль КамАЗ-43114 с полуприцепом.

Для описания рабочего процесса мобильного комплекса была сформулирована блок-схема связи параметров. На основе экспериментальных зависимостей и блок-схемы связи параметров была разработана методика расчета основных параметров мобильного комплекса и его рабочего процесса (рис. 9).

Начало

Рис. 9. Схема алгоритма расчета основных параметров мобильного комплекса и его рабочего процесса.

Основные выводы и результаты

1. На основании проведенных исследований обоснован новый технологический процесс и разработан мобильных комплекс очистки грунта, с применением ультразвукового воздействия на загрязненный материал, помещенный в жидкую среду. Возможность эффективного применения данного процесса экспериментально подтверждена в лабораторных условиях.

2. В результате проведения экспериментальных исследований установлено, что ультразвуковая колебательная система со стержневым излучателем с торцевой и боковой излучающими поверхностями обеспечивает максимальную скорость и производительность процесса очистки грунта. Заглубление излучателя в обрабатываемый материал является наиболее рациональным, поскольку данное расположение позволяет рабочей жидкости, являющейся средой для передачи ультразвуковых колебаний, беспрепятственно проникать в границу раздела сред излучатель – загрязненный грунт.

3. На основании экспериментальных исследований получены зависимости между основными технологическими параметрами процесса ультразвуковой очистки и факторами, определяющими эти параметры:

А) С увеличением амплитуды смещения излучателя производительность процесса очистки возрастает по квадратичной зависимости. Максимальная производительность достигается в высокоамплитудном режиме. Причем наиболее рациональным значением амплитуды смещения излучателя принято считать ( = 40 мкм, поскольку данное значение позволяет обеспечить наиболее стабильным режим работы ультразвуковой колебательной системы при использовании различных типов излучателей.

В случае если условия проведения работ по очистке грунтовых материалов от нефтяных загрязнений не требуют высокой производительности процесса, то он может быть проведен при экономии энергетических затрат в низкоамплитудном режиме (( = 9 мкм).

Б) Производительность и продолжительность процесса очистки имеют линейную зависимость от среднего размера фракций очищаемого грунта. Максимальная производительность и минимальная продолжительность процесса очистки достигаются при наибольшем среднем размере фракций очищаемого грунта.

Объем рабочей жидкости, необходимый для обеспечения заданной степени очистки, имеет квадратичную зависимость от среднего размера фракций очищаемого грунта. При минимальном размере фракций грунта необходимый объем рабочей жидкости максимален.

В) Производительность и продолжительность процесса очистки имеют квадратичную зависимость от степени загрязнения грунта. При максимальной степени загрязнения грунта производительность процесса очистки минимальна, а продолжительность максимальна.

Объем рабочей жидкости, необходимый для обеспечения заданной степени очистки, имеет линейную зависимость от степени загрязнения грунта. При максимальной степени загрязнения необходимый объем рабочей жидкости максимален.

Г) Производительность и продолжительность процесса очистки имеют квадратичную зависимость от влажности грунта до загрязнения. При максимальной влажности грунта производительность процесса очистки максимальна, а продолжительность минимальна.

Необходимый объем рабочей жидкости от влажности грунта не зависит.

4. На основе метода автоматизированного поиска рациональных технических решений обоснована общая концепция мобильного комплекса очистки грунтовых сред от нефтяных загрязнений, а также получены новые рациональные технические решения рабочего оборудования мобильного комплекса.

Техническое решение мобильного комплекса ультразвуковой очистки грунтовых сред от нефтяных загрязнений с загрузкой гидродинамического типа защищено полученным патентом.

5. На основании зависимостей, полученных экспериментальным путем, была разработана методика расчета основных параметров мобильного комплекса и его рабочего процесса, предложен принципы его автоматизации.

Получены численные значения основных параметров мобильного комплекса производительностью до 40 м3/ч.

Направление дальнейших исследований

Результаты проведенной работы и их анализ позволили определить направление дальнейших исследований.

Исследования в области теории ультразвуковой жидкостной технологии очистки указали на возможность разрушения адгезионных связей не только между жидкой и твердой средой, но и между двумя различными по структуре твердыми средами, при наложении на данные среды ультразвуковых колебаний.

Проведенные экспериментальные исследования доказали возможность применения ультразвукового воздействия при разделении двух твердых сред, адгезионно связанных между собой.

Эффект разделения двух твердых сред при помощи ультразвукового воздействия может быть реализован в дорожно-эксплуатационной отрасли при создании специализированных машин, целью которых является удаление твердых материалов (термопластичная разметка или резиновый накат) с асфальтобетонного и цементобетонного покрытия.

Конструкция и общий принцип работы устройства для удаления разметки с дорожного полотна защищена полученным патентом.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Гаглоев Д.А. Разработка новой принципиальной конструкции демаркератора : Проблемы создания и совершенствования строительных и дорожных машин / Д.А. Гаглоев // Материалы международной научно-практической интернет-конференции. – Белгород: БГТУ, 2006. – С. 29-32.

2. Гаглоев Д.А. Разработка технологии и транспортного комплекса очистки грунта от нефтезагрязнений : Научные исследования наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии / Д.А. Гаглоев, Г.В. Кустарев // Материалы международной научно-практической конференции. Ч. 5. – Белгород: БГТУ, 2007. – С. 39-42.

3. Гаглоев Д.А. Машина для очистки грунта от нефтезагрязнений : Подъемно-транспортные, строительные, дорожные, путевые машины и робототехнические комплексы / Д.А. Гаглоев // Материалы XII Московской международной межвузовской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. – М.: Изд-во МГСУ, 2008. – С. 93-94.

4. Гаглоев Д.А. Определение параметров процесса и мобильного комплекса ультразвуковой очистки грунта от нефтезагрязнений : Подъемно-транспортные, строительные, дорожные путевые машины и робототехнические комплексы / Д.А. Гаглоев // Материалы XIII Московской международной межвузовской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. – М.: МАДИ (ГТУ), 2009. – С. 162-163.

5. Кустарев Г.В. Ультразвуковая очистка грунтовых сред от нефтяных загрязнений с образованием тонкодисперсной органической эмульсии / Г.В. Кустарев, Д.А. Гаглоев // Сборник Трудов Первого Всероссийского Дорожного Конгресса. – М.: МАДИ (ГТУ), 2009. – С. 341-344.

6. Приходько В.М. Мобильный комплекс очистки грунта от нефтезагрязнений / В.М. Приходько, В.А. Зорин, Г.В. Кустарев, Д.А. Гаглоев // Журнал «Строительная техника и технологии», вып. № 6, 2008. – С. 120-122.

7. Кустарев Г.В. Разработка мобильного комплекса очистки грунта от нефти и нефтепродуктов с применением ультразвукового метода очистки / Г.В. Кустарев, Р.И. Нигметзянов, Д.С. Фатюхин, Д.А. Гаглоев // Журнал «Приводная техника», вып. № 2, 2009. – С. 2-7.

загрузка...