Автоматизация технологических процессов производства асфальтобетонных смесей для дорожного строительства с использованием ультразвуковых технологий

• Автор: Борщ, Виталий Викторович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 255 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕТОДОВ И МОДЕЛЕЙ ПРОИЗВОДСТВА И КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА АБС

1.1. Анализ основных свойств битумов, влияющих на качество АБС

1.2. Методы оценки структурно-реологических характеристик

1.3. Теоретические аспекты ультразвуковой очистки

1.4. Основные узлы ультразвукового оборудования

1.5. Постановка задачи формальной декомпозиции системы управления производством АБС

1.6. Анализ применимости методов многомерного анализа экспериментальных данных

1.6.1. Возможности визуализации многомерных данных

1.6.2. Факторный анализ
1.6.3. Кластерный анализ
Выводы по главе
2. СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КОМПОНЕНТОВ АБС И АНАЛИЗА ВЛИЯНИЯ УЗ-ОБРАБОТКИ НА СВОЙСТВА БИТУМА
2.1. Основные показатели компонентов асфальтобетонной смеси
2.2. Анализ вариативности показателей компонентов смеси
2.3. Описание экспериментальной базы данных
2.4. Экспериментальное исследование влияния УЗ обработки на свойства битумов
2.4.1. Исследование полярных свойства битума
2.4.2. Исследование вязкостных свойств
2.4.3. Исследование влияния времени УЗ обработки на свойства битума..
2.4.4. Оценивание адгезионных свойств битума для различных материалов
2.4.5. Процедура экспертного оценивания показателей адгезии
Выводы по главе
3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
ПРОИЗВОДСТВА АБС С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
3.1. Схема асфальтосмесительной установки непрерывного действия
3.2. Анализ показателей качества работы смесительной установки и формирование критериев
3.3. Зависимость прочности асфальтобетона от расхода битума
3.4. Использование системы автоматического регулирования для управления установкой

3.5. Выбор УЗ оборудования и способа его установки
3.6. Методика ультразвуковой очистки деталей технологического оборудования АБЗ
3.6.1. Анализ номенклатуры деталей, имеющих эксплуатационные загрязнения и их конструктивных особенностей
3.6.2. Анализ физико-химических свойств эксплуатационных загрязнений деталей оборудования АБЗ и выбор состава технологической среды
3.6.3. Исследование эффективности технологических режимов ультразвуковой очистки деталей оборудования АБЗ
3.6.4. Разработка технологического процесса ультразвуковой очистки деталей оборудования АБЗ
3.7. Система мониторинга УЗ обработки и анализ технических требований, предъявляемых к ультразвуковому оборудованию
Выводы по главе
4. МНОГОФАКТОРНАЯ МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ СВОЙСТВ КОМПОНЕНТОВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА АБС НА КАЧЕСТВО ДОРОЖНОГО ПОЛОТНА
4.1. Функции лаборатории контроля качества и интегральный показатель качества асфальтобетона
4.2. Разработка методов обработки цифровых изображений полотна
4.2.1. Описание программно-технического комплекса мобильной лаборатории оценки качества дорожного полотна
4.2.2. Разработка процедуры расчета поперечной ровности
4.2.3. Алгоритм вычисления продольной ровности
4.3. Корреляционный анализ характеристик ровности дорожного полотна
4.4. Построение модели оценки влияния показателей компонентов и режимов технологических процессов
4.4.1. Модель центрального ортогонального композиционного планирования
4.4.2. Рототабельное композиционное планирование
4.5. Оценка влияния гранулометрических свойств материалов на качество АБС
4.6. Анализ влияния показателей и содержания битума на прочность асфальтобетонной смеси
Выводы по главе
5. ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
ПРОИЗВОДСТВА АБС
5.1. Структура программно-моделирующего комплекса управления качеством АБС
5.2. Подсистема автоматизации оценки эксплуатационного состояния автомобильных дорог

5.3. Подсистема мониторинга результатов экспертного оценивания
5.4. Инструментальные средства добычи данных и планирования эксперимента
5.5. Разработка базы данных информационной системы управления качеством АБС
Выводы по главе
Заключение
Список использованных источников
Приложение. Акты внедрения результатов работы

очистки неуклонно падает, то при ультразвуковой очистке наблюдается оптимум по температуре, соответствующий 45-65°С [23].
Повышение температуры моющего раствора неоднозначно влияет на его моющую способность. Рост температуры в определённых пределах увеличивает химическую активность моющего раствора, одновременно снижая вязкость и поверхностное натяжение. Увеличение давления насыщенных паров приводит к снижению эрозионной активности жидкости, что уменьшает кавитационное разрушение поверхностных плёнок в ультразвуковом поле [23]. В зависимости от состава моющего раствора, существуют максимумы эффективности очистки в зависимости от температуры моющего раствора [26, 43].
При введении в жидкость мощных ультразвуковых колебаний происходит разрушение, отделение и растворение загрязнений. Эффективность ультразвуковой очистки определяется совместным действием эффектов, возникающих в жидкости и химически активной среды - моющего раствора [4, 15, 23].
Режимы ультразвуковой очистки должны быть выбраны таким образом, чтобы обеспечить мощное кавитационное воздействие для разрушения компонентов загрязнения, но не вызвать кавитационного повреждения рабочих поверхностей деталей, что, как следствие, приведёт к ухудшению их эксплуатационных характеристик.
1.4. Основные узлы ультразвукового оборудования
Любой ультразвуковой технологический аппарат состоит из следующих основных узлов и агрегатов: ультразвуковой генератор, ультразвуковой преобразователь, волновод-концентратор и инструмент-излучатель. Ультразвуковой генератор предназначен для получения тока ультразвуковой частоты за счёт преобразования тока промышленной частоты. Ультразвуковой преобразователь преобразует электрическую энергию в энергию механических колебаний. Функция волновода-концентратора -передача механических колебаний в технологическую среду. Необходимый