Совершенствование процессов получения гранулированного материала с использованием распылов битума в новом способе производства асфальтобетонных смесей

• Автор: Дубровин, Андрей Валерьевич
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Б.м.
• Количество страниц: 164 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ РАСПЫЛИВАНИЯ ВЯЗКИХ ЖИДКОСТЕЙ И ОПИСАНИЕ МЕХАНИЗМА ДИСПЕРГИРОВАНИЯ. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ И КОНСТРУКЦИИ АППАРАТОВ ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ.

1.1. Диспергирование вязких жидкостей.

1.1.1. Способы и а1регаты для распыливапия вязких жидкостей.

1.1.2. Обзор математических моделей образования и движения разреженных потоков.

1.2. Методы гранулирования

1.2.1. Основные аппараты для гранулирования.

1.3. Механическое уплотнение сыпучих сред.

1.3.1. Математическое описание движения несущей фазы сквозь пористую среду

1.3.2. Математическое описания процесса деаэрации сыпучих сред

1.4. Выводы по главе и постановка задач исследования
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДИСПЕРГИРОВАНИЯ БИТУМА МЕХАНИЧЕСКОЙ ФОРСУНКОЙ
2.1. Описание опытной установки для диспергирования битума
2.2. Выбор марки битума для целей экспериментальных исследований по распыли ванию.
2.3. Математическое описание процесса образования разреженного потока частиц распыленной жидкости.
2.4 Определение скоростей истечения жидкости из форсунки
2.5. Экспериментальные исследования по определению основных параметров дисперсной системы в процессе распыливапия битума.
2.5.1. Определение статистических дисперсных характеристик при диспергировании битума с помощью обработки цветных фотографий
2.5.2. Исследование характеристик распределения капель жидкого битума в зависимости от режимных и конструктивных параметров распылителя
2.6. Выводы по главе 2.
ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СМЕШИВАНИЯ ЧАСТИЦ БИТУМА С ПОРОШКООБРАЗНЫМ МАТЕРИАЛОМ
3.1. Описание установки для получения смеси частиц битума с минеральным порошком.
3.2. Выбор минерального порошка для экспериментальных исследований по смешиванию.
3.3. Моделирование процесса послойного смешивания частиц битума с минеральным порошком.
3.4. Экспериментальные исследования по определению коэффициентов вариации концентрации смеси
3.5. Испытания смеси частиц битума с минеральным порошком на слеживаемость.
3.7. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА МЕХАНИЧЕСКОГО УПЛОТНЕНИЯ СЫПУЧИХ СМЕСЕЙ В ВАЛКОВОЛЕНТОЧНОМ УСТРОЙСТВЕ СО СФЕРИЧЕСКОЙ МАТРИЦЕЙ
4.1. Обоснованность получения гранулированного битума.
4.2. Описание экспериментальной установки валковоленточного типа для получения гранулированного битума.
4.3. Метод определения иорозности смеси в валковоленточном аппарате
4.3.1. Особенности геометрического описания процесса уплотнения
4.3.2. Модель уплотнения сыпучей смеси в зазоре валковоленточного устройства
4.4. Определение производительности валковоленточного уплотнителя
4.5. Модель движения несущей фазы в валковом зазоре со сферической матрицей
4.5.1. Пример расчета производительности механического уплотнения сыпучей смеси в валковоленточном уплотнителе со сферической матрицей
4.6. Зависимости коэффициента динамического уплотнения в зазоре валоклента.
4.7. Лабораторные испытания гранулированного битума на слеживаемость и деформативную устойчивость
4.8. Описание нового способа получения гранулированного материала в производстве асфальтобетона.
4.7. Выводы по главе 4.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Во введении обоснована актуальность исследований, приведены данные о структуре работы, сформулированы основные цели и методы исследования, а также приведена практическая значимость полученных результатов. Первая глава состоит из двух разделов. В первом рассматриваются основные типы и конструкции существующих устройств для распыливания вязких жидкостей, анализируются их технические данные, выбирается наиболее подходящий способ диспергирования, приводятся причины и факторы распада струи жидкости, а также математические модели распыливания. Во втором разделе главы дан анализ конструкций существующих устройств для гранулирования материалов уплотнением, выполнен анализ современных методов описания процесса деаэрации сыпучих материалов в валковых устройствах, делается вывод об актуальности создания нового аппарата, который позволил бы получать комплексные гранулы с учетом требований, предъявляемых к асфальтобетонным смесям. Вторая глава посвящена исследованию процесса распыливания битума с выбором расиыливающих устройств. Представлены результаты проведенных испытаний по выбору и отработки наилучших режимов, создана лабораторная установка для осуществления процесса распыливания, а также математическая модель на основе стохастического подхода. Результаты расчетов параметров модели и средних характеристик распыла получены в соответствии с данными о конструктивных и режимных параметрах форсунки, а также физикомеханических характеристик распыляемого материала. С помощью нового компьютерного метода обработки цветных фотографий распылов получены дисперсные характеристики капель и законы распределения по различным признакам. В третьей главе представлены результаты по исследованию процессов смешивания комплексных смесей частиц битума с минеральным порошком. В первой части главы построена математическая модель на основе вероятностного подхода, и с использованием системного подхода к моделированию процессов смешивания выделены влияния режимных и конструктивных параметров выбранного устройства на качество смеси. Вторая часть главы посвящена экспериментальному исследованию процесса, а также определению коэффициента вариаций концентраций ключевого компонента. В четвертой главе приведена обоснованность получения гранулированного битума. Определена функция порозности в зависимости от физикомеханических характеристик уплотняемой смеси. Также отражены результаты экспериментальных исследований процесса уплотнения в валковолеиточном уплотнителе со сферической матрицей и даны результаты испытаний гранулированного битума с получением образцов асфальтобетона. Приведена методика расчета производительности валковоленточиого аппарата, а также описание конструкции опытнопромышленного аппарата для получения комплексных частиц. Автор выражает глубокую признательность научному руководителю, д. Зайцеву Анатолию Ивановичу за ценные консультации и поддержку на всех этапах выполнения работы, а также благодарит коллектив кафедры Теоретическая механика Ярославского государственного технического университета за помощь в научных публикациях по теме работы. ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ РАСПЫЛИВАНИЯ ВЯЗКИХ ЖИДКОСТЕЙ И ОПИСАНИЕ МЕХАНИЗМА ДИСПЕРГИРОВАНИЯ. Способы и агрегаты для распыливании вязких жидкостей В настоящее время существует ограниченное количество способов диспергирования вязкой жидкости, использующих в своей основе различные физические эффекты. Использование того или иного физического эффекта для получения капель вязкой жидкости определяет пригодность конкретного способа диспергирования для осуществления требуемого химикотехнологического процесса. Рисунок 1. Способы диспергирования вязких жидкостей Проведенный анализ показал, что наиболее широко используемые на практике способы диспергирования вязких жидкостей являются гидравлическое, механическое, пневматическое, акустическое, ультразвуковое и электростатическое диспергирования . При гидравлическом диспергировании основным энергетическим фактором, приводящим к распаду жидкости на капли, является давление нагнетания.