Автоматизация процесса отжига строительных стеклоизделий на основе оптимальных режимов термообработки, обеспечивающих энергосбережение

• Автор: Филатов, Александр Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.13.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 156 с. : ил.

Введение.

Глава 1. Анализ объекта автоматизации и состояния вопроса оптимизации режимов отжига стеклоизделий
£1.1. Характеристики технологического процесса отжига
стеклоизделий
£1.2. Исследование существующих математических моделей процесса
отжига стеклоизделий
,£1.3. Обоснование ограничений и критериев оптимальности режимов отжига стеклоизделий в конвейерный печах, обеспечивающих
энергосбережение
£1.4. Анализ возможности применения методов теории оптимального управления для синтеза оптимальных режимов
отжига стеклоизделий
£1.5. Постановка задачи исследования
Глава 2. Построение математических моделей процесса отжига стеклоизделий
£2.1 Разработка математической модели процесса отжига
стеклянных труб
£2.2 Разработка математической модели процесса отжига строительных
стеклоблоков
£2.3 Проверка адекватности полученных математических моделей
процесса отжига стеклоизделий
£2.4 Получение математической модели процесса отжига стеклоизделий в форме пространства состояний
Глава 3. Разработка алгоритмов выбора оптимальных рабочих режимов отжигательной конвейерной печи

,$'3.1 Постановка задачи оптимального управления процессом отжига
стеклоизделий
§3.2 Синтез оптимального по быстродействию управления процессом
отжига стеклоизделий
,§'3.3 Оптимизация рабочих режимов отжигательной конвейерной
печи
§3.4 Оценка изменения основных показателей эффективности работы
теплотехнологической установки по энергетическим затратам
§3.5 Исследование влияния отклонения режимных параметров отжигательной конвейерной печи от расчетных значений на динамику отжига стеклоизделий и выработка на этом основании требований к контурам стабилизации данных режимных параметров
Глава 4. Разработка микропроцессорной системы автоматизации
технологического процесса отжига строительных стеклоизделий
§4.1 Функциональный анализ микропроцессорной системы автоматизации и ее места в комплексной системе автоматизации
производства строительных стеклоизделий
§4.2 Разработка структуры микропроцессорной системы автоматизации, обеспечивающей выбор и стабилизацию оптимальных
рабочих режимов отжигательной конвейерной печи
§4.3 Синтез контуров стабилизации оптимальных температурных
режимов секций отжигательной конвейерной печи
§4.4 Синтез контура стабилизации оптимальных скоростных режимов
отжигательной конвейерной печи
§4.5 Синтез контуров стабилизации интенсивности теплообмена в секциях отжигательной конвейерной печи
Выводы
Литература.

Введение
Актуальность работы. Современная архитектура выдвинула стекло и сгеклоизделия в качестве строительного материала на одно из первых мест. Листовое стекло используется для остекления световых проемов, дверей и в качестве отделочного материала. Стеклянные трубы применяются в трубопроводах для транспортировки пищевых продуктов, агрессивных жидкостей и газов, поскольку обладают высокой гигиеничностью, химической стойкостью, низким гидродинамическим сопротивлением. Стеклоблоки используются в качестве конструктивных тепло- и звукоизоляционных элементов для остекления световых проемов и выполнения внутренних стен в жилых и промышленных помещениях [1]-[3]. Необходимо также указать такую актуальную на сегодняшний день причину все более увеличивающейся популярности строительных стеклоизделий, как их экологическую чистоту [4],[5]. Потребность в строительных стеклоизделиях: как то листовом стекле, стеклянных трубах, строительных стеклоблоках, растет с каждым годом [6]-[8]. Расширение выпуска строительных стеклоизделий предполагает повышение производительности технологического процесса их производства. Однако, это не должно повлечь увеличения себестоимости стеклоизделий, что, несомненно, приведет к сокращению их использования, поэтому росту производительности технологического процесса производства стеклоизделий должно сопутствовать сохранение, а, если это возможно, то и снижение удельных затрат энергии на выпуск единицы продукции [9]-[12]. Последнее наиболее актуально в свете грозящего производству энергетического кризиса.
При производстве строительных стеклоизделий процесс отжига по энергоемкости стоит на втором месте после варки стекломассы. К динамическим режимам отжига стекла предъявляются следующие

интервале стеклования. Это дало возможность снизить напряжение в листовом стекле при том же времени отжига в 2,4 раза. Однако данный трехступенчатый режим отжига был получен только для стекла одной толщины - 0,69 см.
В отечественной науке наиболее значительные результаты в вопросах интенсификации процесса отжига стекла достигнуты О.В.Мазуриным, Н.В.Лалыкиным [14]. Авторами получены номограммы для определения диапазонов медленного и быстрого охлаждения стекла, предельных скоростей медленного и быстрого охлаждения, при трехступенчатом режиме отжига стекла в диапазоне толщины 3-6 мм. При использовании таких режимов величины остаточных напряжений при том же времени отжига снижаются на 30%. К недостаткам данной работы можно отнести следующее: не учитывались ограничения накладываемые на величины временных напряжений; в качестве критерия оптимальности использовались значения остаточных напряжений, что, безусловно, отражается на качестве стекла, но не позволяет получить значительного экономического эффекта; режимы получены в результате перебора возможных вариантов трехсгупенчатого охлаждения, что не позволяет говорить о решении задачи оптимизации отжига, данные режимы скорее можно называть рациональными, а не оптимальными.
Вопросы оптимизации отжига сгеклоизделий: стеклотары и
стеклоблоков рассматривались в работах [26]-[28],[67]. Однако полученные в них результаты носят скорее рекомендательный характер и не связаны с формальным решением задачи оптимизации по какому либо критерию. Кроме того, моделирование режимов отжига в данных работах производилась по методу эквивалентной толщины с использованием модели отжига стеклянной пластины [34],[57], что снижает точность полученных результатов.
Таким образом, до настоящего времени не существует формального решения задачи оптимизации процесса отжига стекла и стеклоизделий по