Оптимизированные по критерию минимума энергозатрат технологии тепловой обработки строительных штучных изделий в обжиговых агрегатах с излучающими нагревателями : Применительно к условиям рассредоточенного строительства, характерного для Западно-Сибирского

• Автор: Карауш, Сергей Андреевич
• Шифр специальности: 05.23.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 329 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Перечень условных обозначений
ВВЕДЕНИЕ
Глава ПРОИЗВОДСТВО СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ ОБЖИГА В
УСЛОВИЯХ РАССРЕДОТОЧЕННОГО СТРОИТЕЛЬСТВА И ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ИХ ТЕПЛОВОЙ
ОБРАБОТКОЙ
1.1 .Производство строительных изделий в условиях
рассредоточенного строительства
1.2.Сушка и обжиг в технологиях производства строительных изделий
1.3.Достижения в области тепломассопереноса при обжиге материалов и изделий
1.4.Проблемы управления и оптимизации технологических режимов тепловой обработки изделий в технологиях обжига
1.5.Цель и задачи исследования
Глава ПОСТАНОВКА И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
ТЕПЛОВОЙ ЗАДАЧИ
2.1.Объект исследования и математическая постановка
тепловой задачи
2.2.Теплофизические свойства глинопесчаных и строительных материалов, методы и средства их определения
2.2.1.Метод стационарного теплового режима
2.2.2.Методы, основанные на нестационарном тепловом
режиме
2.3.Угловые коэффициенты излучения и коэффициент
теплового излучения для обрабатываемых изделий
2.3.1.Угловые коэффициенты излучения при обжиге
изделий в печах с излучающими стенами
2.3.2. Коэффициенты теплового излучения обжигаемой керамики
Глава ЗЛЕПЛОВАЯ ОБРАБОТКА СТРОИТЕЛЬНЫХ
ИЗДЕЛИЙ В ПЕЧАХ С ИЗЛУЧАЮЩИМИ СТЕНАМИ
3.1.Граничные условия на поверхности облучаемой в печи
садки изделий
3.2.Расчет температурных полей и тепловых потоков в термомассивных телах в начальный период их нагрева
3.3.Нагрев и обжиг упорядоченно уложенных изделий (садка изделий) в печах с излучающими стенами

Глава 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА
ТЕПДОМАССОПЕРЕНОСА В ПЕЧАХ С ИЗЛУЧАЮЩИМИ СТЕНАМИ
4.1 .Математическая формулировка краевой задачи
4.2.Экспериментальная установка, моделирующая
тецломассоперенос
4.3 Методика проведения экспериментов
4.4.Методика обработки экспериментальных данных
4.5.Результаты экспериментальных исследований и их анализ
4.5.1. Влияние мощности излучателя и его термической массивности на температурные поля в нагревателе
и садке изделий
4.5.2.Влияниа контактных термических сопротивлений между изделиями на температурное поле по глубине
садки
4.5.3.Характер образования температурных полей в печи
при нагреве садок различной плотности
Глава 5.УПРАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫМИ РЕЖИМАМИ
ПРИ ОБЖИГЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ
5.1.Тепловая обработка массивной садки изделий
5.2.Портановка и решение оптимизационной задачи при обжигесадкя изделий
5.3.Технологические аспекты оптимизации и управления тепломассообменными режимами в обжиговых технологиях
5 АОптимизация и управление тепломасеообменными режимами обработки изделий в печах с излучающими стенами
5.5. Оптимизация и управление тепломасеообменными режимами обработки изделий в печах с органическим топливом
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ:
1 .Портативный измеритель эффективной теплопроводности ограждающих конструкций
2. Теплофизические свойства глины и сырцаЗСМ и И г.Томска. Угловые коэффициенты облученности
3.Документы и акты об использовании результатов работы

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
х,у,г - текущие координаты;
х=х//, у у/ 5 , ; г=г/ 5* - относительные безразмерные координаты;
2 .2/.2 - размеры ортогонального параллелепипеда (толщина, длина, ширина);
д - расстояние между вертикально стоящими изделиями; ї, V - площадь поверхности и объем;
М - рассматриваемая в изделии точка с текущими координатами х,у,г;
О; - область изменения пространственных переменных для изделия в соответствии с геометрией изделий, находящихся в элементарной ячейке;
Пі - граница области Си (т.е. граничная поверхность области);
} - целевой функционал;
N - мощность электронагревателей печи;
0-н - теплота сгорания топлива;
¥ - влажность;
П - производительность лечи; т - время; ґ - температура;
9= - (э - избыточная температура;
0 - относительная безразмерная температура; р - плотность материала;
рс - плодность садки изделий; т - масса;
с| - плотность теплового потока;
/ц С, а - теплопроводность, теплоемкость и температуропроводность; а - коэффициент теплоотдачи; в - коэффициент теплового излучения; а - термоупругие напряжения в изделии; ао - постоянная Стефана-Больцмана; а, ,Ь -г оптико-геометрические характеристики системы;
(рц - угдовой коэффициент излучения с поверхности і-го телана поверхность фго тела;
1 - вертикально стоящее изделие;
2 - горизонтально лежащее изделие

М.А.Глинковым впервые введен термин "направленный теплообмен" при классификации режимов теплообмена в промышленных печах [39] Полагая режимы теплообмена в промышленных высокотемпературных печах чисто радиационными, он считал их в зависимости от соотношения между падающими тепловыми потоками от продуктов сгорания на кладку и изделия следующими:
-равномерно распределенного действия;
-направленного прямого действия;
-направленного косвенного действия.
Впоследствии была доказана значительная роль косвенного переноса тепла конвекцией и предложено называть режимы - радиационно-конвективными. Значительный вклад в исследования эффективности направлешюго теплообмена внесли такие ученые как АВ.Кавадеров [17Г], Н А.Захариков [1701, ГЛИванцов [144,146], А.С.Невский [172] и многие другие [42,173]. Вместе с тем следует отметить, что перечисленные выше исследования касались в основном металлургических печей, которые существенно отличаются от печей силикатной промышленности не только конструктивно, но и термообрабатываемыми изделиями, что не позволяет распространить многие полученные результаты на печи обжига.
Благодаря своей универсальности электропечи различного назначения получили широкое распространение. Вопросам теплопереноса и проектирования таких печей исследователями уделялось значительное внимание. В первую очередь этим вопросам посвящены труды ученых Г.П.Иванцова [146], А.ДСвенчанского [147-149], П.Ю.Тайца [150], Л.С.Кацевича [140,156],Г.К.Рубина [141,151] и многих других [152-155,157], при этом основной упор исследователями сделан на исследование теплопереноса в печах, используемых в металлургии.