На правах рукописи

Мелихов Олег Олегович

МИНИМИЗАЦИЯ ЭНЕРГОЗАТРАТ И СОХРАНЕНИЕ КАЧЕСТВА БИТУМА ПРИ ОБЕЗВОЖИВАНИИ

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук


Ростов-на-Дону 2010

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Илиополов Сергей Константинович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Печеный Борис Григорьевич

кандидат технических наук, профессор Ткаченко Геннадий Алексеевич

Ведущая организация: ОАО Дорожный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт «ГИПРОДОРНИИ» Северо-Кавказский филиал «СЕВКАВГИПРОДОРНИИ»





Защита состоится «28» октября 2010 г. в 10 ч 15 мин в ауд. 232 на заседании диссертационного совета ДМ 212.207.02 при Ростовском государственном строительном университете по адресу: 344022, г. Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая,^, т/ф 8(863)263-53-10, E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет»

Автореферат разослан «24» сентября 2010 г.

Учёный секретарь диссертационного совета  Налимова А.В.


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы исследования. Россия располагает огромным неиспользуемым потенциалом энергосбережения, который сопоставим с приростом производства всех первичных энергетических ресурсов, вследствие чего снижение энергозатрат и повышение энергетической эффективности крайне важны и определены Президентом Российской Федерации в качестве одного из приоритетных направлений инновационного развития страны.

23 ноября 2009 г. Президент Российской Федерации Д.А. Медведев подписал Федеральный закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». Базовая идея Закона - установление системы мер экономического, организационного и административного характера по стимулированию энергосбережения и повышению энергоэффективности.

Поэтому изучение энергоемких процессов в отрасли дорожного строительства, в частности процесса обезвоживания битума, с целью разработки методов и устройств, позволяющих минимизировать энергозатры, приобретает особую актуальность.

Цель диссертационной работы - разработка методов и устройств, минимизирующих энергозатраты при сохранении качества битума в процессе его обезвоживания.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

- проведены натурные исследования процесса обезвоживания битума;

- исследована динамика энергозатрат и изменения качества битума при обезвоживании методом физического моделирования;

- разработана математическая модель процесса обезвоживания битума на основе механизма кипения и с учетом физической взаимосвязи влаги и пара с вязкой жидкостью;

- разработаны методы минимизации энергозатрат при сохранении качества битума в процессе обезвоживания при статическом (свободной конвекции) и динамическом (вынужденной конвекции) режимах нагрева;

- разработаны устройства минимизации энергозатрат при сохранении качества битума в процессе обезвоживания, а также минимизации обводнения битума при хранении;

- выполнено производственное внедрение устройства, обеспечивающего минимизацию энергозатрат при сохранении качества битума в процессе обезвоживания, и оценена его экономическая эффективность.

Объект исследования - состояние обводненного битума в процессе его обезвоживания.

Предмет исследования - динамика энергозатрат и изменения качества битума при обезвоживании.

Методы исследования. Фактический материал для диссертации получен методами документального изучения, натурного исследования и физического моделирования, математическими и энергетическими расчётами.

Научная новизна:

- разработана математическая модель процесса обезвоживания битума на основе механизма кипения и с учетом физической взаимосвязи влаги и пара с вязкой жидкостью;

- выявлены зависимости энергозатрат и изменения качества битума в процессе обезвоживания при свободной и вынужденной конвекциях от обводненности битума и режимов функционирования систем нагрева;

- разработаны методы минимизации энергозатрат при сохранении качества битума в процессе обезвоживания при статическом (свободной конвекции) и динамическом (вынужденной конвекции) режимах нагрева.

На защиту выносятся:

- методика проведения и результаты натурных экспериментальных исследований процесса обезвоживания битума на асфальтобетонных заводах (АБЗ);

- методика расчёта физической модели котла обезвоживания и результаты экспериментальных исследований моделирования процесса обезвоживания битума при свободной и вынужденной конвекциях и вариации начальных условий;

- математическая модель процесса обезвоживания битума на основе механизма кипения и с учетом физической взаимосвязи влаги и пара с вязкой жидкостью;

- методы минимизации энергозатрат при сохранении качества битума в процессе обезвоживания при статическом (свободной конвекции) и динамическом (вынужденной конвекции) режимах нагрева;

- устройства минимизации энергозатрат при сохранении качества битума в процессе обезвоживания, а также минимизации обводнения битума при хранении.

Практическое значение работы:

- разработаны конструкции специальных устройств, позволяющих минимизировать энергозатраты при сохранении качества битума в процессе обезвоживания;

- разработаны конструкции специальных устройств, позволяющих минимизировать обводнение битума в процессе хранения;

- разработаны рекомендации по минимизации энергозатрат при сохранении качества битума в процессе обезвоживания при свободной и вынужденной конвекциях;

- выполнены расчёты экономического эффекта, согласно которым внедрение устройства, минимизирующего энергозатраты при сохранении качества битума в процессе обезвоживания, позволит только на одном АБЗ производительностью 50 тонн/час в год сэкономить более 2 700 000 руб.;

- получены патенты РФ № 66353 от 10.09.2007 г., РФ № 70520 от 27.01.2008 г., РФ № 2322477 от 20.04.2008 г., РФ № 77292 от 20.10.2008 г., РФ № 80463 от 10.02.2009 г., РФ № 2359080 от 20.06.2009 г., РФ № 84016 от 27.06.2009 г., РФ № 84025 от 27.06.2009 г., РФ № 86196 от 27.08.2009 г., РФ № (положительное решение по заявке 2010126645).

Апробация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на международных научно-практических конференциях «Строительство» (г. Ростов-на-Дону, 2008 г., 2009 г., 2010 г.), а также в 10 патентах.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы отражены в 10 патентах и 15 публикациях, в том числе 2 публикациях в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 124 наименований, в том числе на иностранных языках, 1 приложения. Работа изложена на 166 страницах машинописного текста, содержит 18 таблиц и 64 рисунка.

Автор выражает глубокую благодарность д.т.н., проф. Илиополову Сергею Константиновичу и заслуженному изобретателю РФ, к.т.н., проф. Никулину Юрию Яковлевичу за безграничную помощь при написании диссертационной работы.

Полная версия (PDF)