Delist.ru

Повышение эффективности производства модифицированных сухих строительных смесей на основе энтропии процесса перемешивания (29.05.2007)

Автор: Шайбаков Владислав Данисович

Научная новизна работы. Научная новизна работы состоит в следующем:

В ходе обзора используемых методов определения качества смеси получаемой в процессе смешивания сухих компонентов установлено, что их применение для расчета продолжительности перемешивания является затруднительным.

Разработана модель основанная на теории информационной энтропии, позволяющая описать интенсивность смесительного процесса дисперсных систем и рассчитать оптимальное время смесительного процесса.

Разработана методика практического применения разработанной модели для расчета продолжительности перемешивания.

На основе разработанной методики в ходе экспериментальных работ показано влияние последовательности ввода основных компонентов и добавок, а также конструкции лопастей смесителя на эффективность процесса смешивания.

Практическая ценность работы.

- результаты исследований влияния длительности смесительного процесса на качество смеси в соответствии с разработанной методикой показали возможность ее применения в производстве модифицированных сухих строительных смесей для расчета продолжительности смесительного

- сформулированы рекомендации к проектированию основных параметров смесителей способствующие повышению эффективности процесса смешивания;

- результаты исследований выполненные на двух промышленных установках по производству сухих строительных смесей показывают возможность применения разработанной методики для сравнительной оценки эффективности горизонтальных одновальных смесителей циклического действия.

Достоверность полученных результатов. Достоверность работы подтверждается соответствием результатов обработки полученных экспериментальных данных с помощью разработанной методики оценке качества продукта в процессе смешивания.

На защиту выносится. На защиту выносятся следующие результаты работы:

Модель описания интенсивности смесительного процесса и определения оптимального времени смешивания на основе информационной энтропии.

Методика проведения эксперимента на промышленных установках по сбору данных для построения функции зависимости энтропии от времени и расчета продолжительности смесительного процесса.

Методика ввода компонентов сухой смеси в горизонтальный одновальный смеситель работающий в режиме центрифугирования.

Конструкция циклического горизонтального одновального смесителя и режим работы при производстве модифицированных сухих строительных смесей

Апробация работы. Результаты работы прошли апробацию в ООО «Консолит», ОАО «Гипсобетон», и на международной научно-технической конференции «Интерстроймех 2006».

Публикации. По работе опубликовано десять статей.

Объемы работы. Работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы, включающего 80 наименований отечественной и зарубежной литературы. Общий объем работы составляет 148 страниц машинописного текста.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обоснована актуальность темы, приведена формулировка цели и задачи диссертационной работы, указана научная новизна и практическая ценность работы.

Первая глава. В первой главе представлен обзор современного состояния и перспектив производства сухих строительных смесей в задачах жилищного строительства.

На фоне растущего объема жилищного строительства проявляется все больший интерес к модифицированным сухим строительным смесям (см. рис. 1 и рис. 2). При этом повышение спроса, способствующее увеличению предложения, ставит перед производителями серьезный вопрос о том, каким образом увеличивать объемы производства не снижая качество выпускаемой продукции: либо монтировать новые технологические линии, либо изыскивать скрытые производственные ресурсы в уже действующих производственных установках. Второй вариант является менее капиталоемким и следовательно в условиях высокой конкуренции более целесообразным к применению.

Поскольку производительность технологической линии по выпуску модифицированных сухих строительных

Рис. 1 Динамика производства модифицированных ССС в России

Рис. 2 Доли ССС отдельных видов в объеме выпуска в 2005 году смесей определяется прежде всего производительностью смесителя, а статус общепризнанного стандарта в производстве сухих строительных смесей принадлежит сегодня горизонтальным одновальным смесителям, то увеличение объемов выпуска можно осуществить за счет интенсификации смесительного

В связи с тем, что повышение эффективности смесителя не должно приводить к ухудшению качества выпускаемого продукта, то для осуществления работ по оптимизации смесительного процесса необходимо наличие методики позволяющей проследить влияние конструкции смесителя и длительности процесса смешивания на качество выпускаемой строительной смеси.

Параметром оценки качества смеси, является коэффициент неоднородности:

– эмпирическая дисперсия выборки;

– полная дисперсия генеральной совокупности.

Полная дисперсия генеральной совокупности определяться следующим образом

– дисперсия метода измерений;

– дисперсия генеральной совокупности.

Рис. 3 Влияние способа измерений на расчет времени перемешивания

Рис. 4 Влияние объема выборки на расчет времени перемешивания

Выбор времени смешивания здесь стоит остановить на моменте, в который кривая результата измерений погружается в доверительный интервал. В месте с тем величина доверительного интервала и срок достижения доверительного интервала зависят от объема выборки (см. рис. 4) и расчет времени перемешивания вследствие этого затрудняется, что наводит на мысль о том, что в основе методики расчета продолжительности перемешивания должен лежать более информативный параметр.

Вторая глава. Вторая глава посвящена теоретическим исследованиям процесса смешивания сухих строительных смесей на основе информационной

В данной главе представлены мнения отечественных и зарубежных ученых: Макарова Ю.И., Фомичева А.Г., Ахмадиева Ф.Г., Александровского А.А., Lacey P.M., Rouse H.E. и др., о механизме процесса смешивания, представлены выводы о влиянии физико-механических свойств и концентрации компонентов на протекание процесса смешивания и качество смеси, рассмотрены методы моделирования процесса смешивания сухих смесей.

Процесс смешивания можно представить состоящим из следующих элементарных процессов, протекающих одновременно, но имеющих разное влияние на качество в каждый из интервалов времени: перемещение группы смежных частиц из одного участка массы в другой внедрением (процесс конвективного смешения) зона I изображенная на рис. 5; постепенное перераспределение частиц различных компонентов через вновь

Рис. 5 Кинетика процесса

перемешивания образованную границу их раздела (процесс диффузионного смешивания) зона II изображенная на рис. 5; сосредоточение частиц, имеющих одинаковую массу в соответствующих местах смесителя за счет образования скользящих поверхностей внутри массы и действия гравитационных или инерционных сил (процесс сегрегации) зона III изображенная на рис. 5. Максимальное качество смеси достигается во время конвективного смешивания, в меньшей мере во время диффузионного смешивания, а сегрегация способствуют, в некоторой мере, обратному

загрузка...