автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Интенсификация процесса обжига керамического кирпича в туннельных печах

На правах рукописи

ХУСАИНОВ Александр Наилевич

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА ОБЖИГА КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА В ТУННЕЛЬНЫХ ПЕЧАХ

Специальность 05.02.13 - Машины, агрегаты и процессы (строительство)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ДЕК 2011

Иваново 2011

005005511

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Ивановский государственный архитек-рно-строительный университет» на кафедре гидравлики, водоснабжения и во-ютведения.

аучныи руководитель:

доктор технических наук, профессор ЕЛИН Николай Николаевич

фициальные оппоненты:

:дущая организация:

доктор технических наук, профессор Шувалов Сергей Ильич ФГБОУ ВПО «Ивановский государственный энергетический университет»

доктор технических наук, профессор Волынский Владимир Юльевич ФГБОУ ВПО «Ивановский государственный химико-технологический университет»

ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет» (национальный исследовательский университет)

Защита состоится 23 декабря 2011 г. в 10ю часов на заседании объединен-то совета по защите докторских и кандидатских диссертаций ДМ 212.060.01 1И ФГБОУ ВПО «Ивановский государственный архитектурно-строительный [иверситет» по адресу: 153037, г. Иваново, ул. 8-го Марта, д.20, ауд. Г-204 'ww.igasu.ru).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Иванов-ий государственный архитектурно-строительный университет».

Автореферат разослан «_»_2011г.

1еный секретарь

[ссертационного совета, ^

т.н., доцент ' Н.В. Заянчуковская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. В производстве строительнь материалов, а также материалов в других отраслях промышленное процессы обжига являются одной из важнейших составляющих, опред ляющих их качество и экономичность. Понятие обжиг обобщает сов! купность сложных физико-химических процессов, происходящих в кер мических материалах при нагревании. В результате обжига достигают« требуемые потребительские качества строительных материалов и изд лий, формируемые, главным образом, кинетикой нагрева, выдержки последующего охлаждения. Этот процесс является весьма энергоемким продолжительным, вследствие чего разработка мероприятий по интенс] фикации обжига является актуальной для строительной индустрии смежных отраслей.

Керамический кирпич обжигают в обжиговых печах в виде сырц специально уложенного в большие блоки - садки. Это позволяет обесп чить высокую производительность обжига и снизить непроизводител ные потери теплоты. Накопленный опыт по обжигу керамических изд лий показывает, что более или менее значительное отклонение програ! мы нагрева и охлаждения от той, которая обеспечивает последовательн« протекание процессов в материале, приводит к резкому снижению кач ства готовых изделий. Вместе с тем, прогрев изделий в большой мао садки в принципе не может быть однородным, что может приводить недожогу в одних ее зонах и пережогу в других. Медленное повышен! температуры с целью увеличения равномерности прогрева входит в пр тиворечие с обеспечением высокой производительности обжиговых п чей.

Поиск путей повышения производительности и качества обжига к рамического кирпича методом проб и ошибок вряд ли целесообразен, т; как приводит к большим затратам времени на экспериментирование непроизводительным потерям сырья. Наметить пути проведения моде низации и оценить их потенциальную эффективность помогают матем тические модели термической обработки садки, построенные для опис ния неоднородного прогрева ее объема с учетом проходящей в материа всей совокупности тепломассообменных и физико-химических проце сов.

Научный консультант: к.т.н., доцент Виноградова Надежда Витальевна

Таким образом, потребность в повышении производительности об-иговых печей и качества обжига и в разработке моделей, позволяющих гыскивать рациональные пути решения этой задачи, определила цель стоящей работы, которая выполнялась в рамках ФЦП «Интеграция» Li - AI 18 Математическое моделирование ресурсосберегающих и эко-згически безопасных технологий) и планом НИР ИГАСУ.

Цель работы состояла в разработке и апробации мероприятий по эвышению производительности туннельных обжиговых печей для об-ига керамического кирпича в садках и качества обжига на основе мате-атических моделей нестационарного, нелинейного, сопровождающегося 1мическими реакциями тепломассопереноса в садках.

Научная новизна - результатов работы заключается в следующем.

1. Предложена ячеечная модель процесса тепломассопереноса в тоском поперечном сечении садки произвольной внешней конфигура-1И, отличающаяся учетом неоднородности параметров греющей среды, ыявлено влияние этой неоднородности на рациональную форму сечения щки с точки зрения скорости и равномерности ее прогрева.

2. Разработанная модель обобщена на случай разреженной садки с 1етом теплоподвода через внутренние каналы в ней. Исследовано влия-ле параметров разреженной садки на скорость и равномерность ее про->ева. Показано, что при прочих равных условиях максимальная произ-вдительность достигается при степени заполнении внешнего сечения щки материалом равном 0,85...0,95.

3. Получены аналитические зависимости для расчета изменения :мпературы сплошной и разреженной садки при произвольном кусочно-шейном изменении температуры греющей среды.

4. Выполнены экспериментальные исследования кинетики прогрева вличных точек садки в процессе обжига в туннельной печи при ее тотной и разреженной укладке и показано удовлетворительное совпаде-ле опытных данных и расчетных прогнозов.

Практическая ценность результатов работы состоит в следующем.

1. Разработано программно-алгоритмическое обеспечение математи-;ского моделирования указанных процессов.

2. На основе разработанных моделей предложен компьютерный ин-енерный метод расчета процесса обжига керамического кирпича в тун-;льной печи в плотной и разреженной садках, инвариантный к моделям

теплообмена между садкой и газом и кинетике протекающих в материал реакций.

3. Предложена подтвержденная промышленными экспериментам рациональная конфигурация разреженной садки, позволяющая при ней менном качестве обжига повысить производительность туннельной о( жиговой печи на 9,1%.

4. Мероприятия по повышению производительности туннельной о( жиговой печи «Малютка» приняты к внедрению на ОАО «Ивановски завод керамических изделий» и в ООО «Инватекс».

Автор защищает:

1. Разработанные нелинейные математические модели прогре1 плоского сечения плотной и разреженной садки произвольной конфиг; рации неоднородной внешней средой при одновременно происходяиц процессах сушки и теплопоглощения эндотермической реакцией

2. Результаты численных экспериментов по исследованию влияш параметров процесса на распределение его характеристик по сечени садки, в том числе, по влиянию формы и структуры садки на скорость равномерность прогрева.

3. Результаты экспериментального исследования кинетики прогре] различных точек садки при разной укладке кирпичей в промышленнс туннельной печи и предложенную рациональную структуру разреженнс садки.

4. Компьютерный инженерный метод расчета обжига кирпича в са, ках различной конфигурации и структуры в туннельной обжиговой печи.

Апробация результатов работы. Основные результаты работы 61 ли доложены, обсуждены и получили одобрение на XVI и XVII Межд народной конференции Информационная среда вуза, Иваново, 2009-201 XXII и XXIII Международной научной конференции «Математическ] методы в технике и технологиях», (ММТТ-22, Иваново, 2009, ММТТ-2 Саратов, 2010), на IX Международной научной конференции «Теоретич ские основы энерго-ресурсосберегающих процессов, оборудования и эк логически безопасных производств», Иваново, 2010.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных рабе в том числе, 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4

тв, основных выводов, списка использованных источников (103 наиме-эвания) и приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, охарактеризована науч-1Я новизна и практическая ценность полученных результатов, сформу-дрованы основные положения, выносимые автором на защиту.

В первой главе выполнен анализ современного состояния проблемы ;хнологии, математического моделирования и расчета обжига керамиче-сого кирпича. Рассмотрены физико-химические процессы, протекающие сырце при обжиге и требования к температурному режиму обжига, вы-жающие из их природы. Подчеркнуто, что эти свойства и требования ?учаются и предлагаются по результатам исследования небольших об-ицов исследуемого материала, а в производственных условиях произ-здится обжиг кирпича, уложенного в большие пакеты - садки, содер-ащие тысячу кирпичей и более. Чаще всего осуществляется более или енее плотная укладка кирпичей в садку и при ее прогреве возникает тчительная температурная неоднородность - разница в температуре 1рпичей, находящихся на периферии садки близко к поверхности ее знтакта с греющим газом, и кирпичей, удаленных от этой поверхности, ребования производительности не позволяют увеличивать время пребы-шия садки в печи, дожидаясь ее равномерного прогрева по всему объе-у, в результате чего для удаленных от периферии кирпичей температур-ый режим обжига нарушается, что приводит к значительному выходу эака и снижению качества продукции. Обзор технологических схем об-иговых печей выявил, что эта ситуация характерна для печей всех ти-эв, то есть задача повышения равномерности термической обработки -фпича в садке актуальна для его производства вообще.

В связи с этим в работе была поставлена задача поиска и апробации утей повышения производительности и качества обжига кирпича в тун-гльной печи путем повышения равномерности прогрева садки на основе атематического моделирования этого процесса. Принятая стратегия мо-;лирования отталкивается от работ C.B. Федосова, В.А. Зайцева, B.JI. аумова, которые решали аналогичную задачу на основе ячеечных моде-;й прогрева садки, однако рассматривали прогрев сплошной садки в не-гационарном, но равномерном по ее периферии поле температуры )еющего газа. В результате этих работ была найдена подтвержденная

экспериментально рациональная конфигурация сечения садки, однак плохо реализуемая в реальном производстве из-за плохой механическо устойчивости. В диссертации отрабатываются другие направления реик ния этой задачи: прогрев садки с разреженной укладкой кирпича в несх породном поле температуры.

В заключение главы сформулированы детализированные задачи и< следования.

Вторая глава посвящена обобщению известный ячеечных моделе на модель прогрева сплошного сечения садки в нестационарном неодн< родном поле температуры. Основные операторы модели вводятся I примере одномерного объекта, схематично показанного на рис. 1.

Рис.1. Ячеечная модель теплопроводности в твердом теле при наличии внешних источников

Объект (стержень) разбит по длине на т ячеек достаточно малс длины Дх. Все параметры считаются равномерно распределенными г каждой ячейке, но меняющимися от ячейки к ячейке. Тепловое состояш стержня может быть представлено векторами запасов теплоты в ячейкг О, их температурами I и связывающим их соотношением

"

ч

... 0 = ...

<¿-1

, г=0Дср8Лх),

где с - удельная теплоемкость и р - плотность материала, Б - площа; поперечного сечения.

В нестационарном тепловом процессе ячейки обмениваются тепл той друг с другом и векторы теплового состояния меняются с течение

6

эемени. Будем фиксировать тепловое состояние через малые (но конеч-ые) промежутки времени Дт. Тогда текущее время наблюдения за про-гссом определится как тк=(к-1)Дт, где к - номер состояния и он же -эмер перехода. Величина к может рассматриваться как целочисленный 4алог времени.

Эволюция теплоты в теплоизолированном по торцам стержне может ыть описана рекуррентным матричным равенством

|к+1=Р0С>к, (2)

1е Ру - переходная матрица для теплоты, определяемая следующим об-

130М

1-е! (1 0 . . 0 0 0

(1 1-2(1 а . . 0 0 0

0 ё 1-2<1 . . 0 0 0

0 0 0 1-2(1 <3 0

0 0 0 . . (1 1-2с1 (1

0 0 0 . . 0 й 1-е!

которой (1=аДт/Ах2 представляет собой долю теплоты, переносимой за дин временной переход Дт из данной ячейки в соседнюю, где а=/7ср -ээффициент температуропроводности, а X, - коэффициент теплопровод-эсти материала.

Если торцы стержня контактируют с теплоносителем и через них эзможен отвод или подвод теплоты, равенство (2) принимает вид

»к+1=Р<г(Ок+ЛСЬк). (4)

1е А(25к - вектор источников теплоты, в котором для данного примера (^^спБ^-Ч^Дт, ДС>5тк=ат8(18к - 1тк)Дт (а - коэффициент теплоотда-и от газа к торцу стержня), а все остальные элементы равны нулю.

В диссертации выполнены численные эксперименты с одномерной оделью, продемонстрировавшие ее работоспособность и позволившие эличественно оценить влияние длины стержня на неоднородность просева, а также погрешность, вносимую моделью термически тонкого тела а изменение средней температуры.

Основной же задачей было моделирование прогрева плоского сече-

7

ния садки. Схема такой модели показана на рис.2. Сечение садки покрь вается сеткой ячеек, дополняемой до прямоугольника размером пхт. Лс гично и наглядно представить тепловое состояние двухмерной цепи ячее матрицей, соответствующей расположению ячеек, которые должны быт пронумерованы сквозным образом по столбцам, а затем матрица должн быть преобразована в вектор-столбец размером (пт)х1 (пример показа для сетки 3x3)

О/ 02

08 09

что по существу превращает двухмерную сетку в одномерную.

0.. 0.2 Оз О 0* о7

0ш= 0» о22 02з -> 0ш= о2 о5 0,

Он Оз2 Озз Оз а о9_

Рис.2. Ячеечная модель поперечного сечения садки

Переходная матрица теплопроводности для такой сетки строится по жой же схеме, что и матрица (3) с увеличенным числом возможных пе-еходов. Для сетки 3x3 она имеет вид

-2с1 <1 0 d 0 0 0 0 0

(1 1-3(1 й 0 0 0 0 0

0 й 1-2(1 0 0 (1 0 0 0

й 0 " о 4 1-3(1 й 0 ' ' (1 0 о4

0 й 0 й 1-4(1 (1 0 д. 0

0 0 й 0 й 1-3(1 0 0 й

0 0 0 " ' й 0 0 ' '1-2(1 А 04

0 0 0 0 <1 0 й 1-3(1 й

0 0 0 0 0 й 0 й 1-е

1е выделены меньшие матрицы, позволяющие переписать ее в виде ночной матрицы

Рп Р12 ъ

> _ 0 ~ Р21 Р 22 р23 (7)

Ъ Р32 Рзз

которой матрицы на главной диагонали контролируют переходы между гроками в столбцах, а выше и ниже нее - переходы между столбцами в гроках.

Форму сечения садки удобно представить матрицей формы, которая гся сетки рис.2 имеет вид

0 1 1 0

0 1 1 1

1 1 1 1

1 1 1 1

В алгоритме построения модели она контролирует, в какие ячейки эзможен перенос теплоты теплопроводностью, а в какие нет.

Кинетика прогрева описывается таким же уравнением (4), но с новой атрицей и векторами состояния. При наличии внешнего теплообмена на эм же принципе рассчитывается вектор источников отдельно для каж-ой стороны ячейки, примыкающей к греющему газу. При этом темпера-фа газа может меняться по контуру садки каким угодно образом. При-ер расчета прогрева показанного на рис.2 сечения приведен на рис.3.

Естественно, что при отсутствии тепловых потерь оно прогревается до температуры газа, здесь считающейся равномерной.

Рис.3. Распределение температуры по ячейкам сечения после различного числа временных переходов (с!=0,1 ;а,;=0.05)

На рис.4 показаны варианты прогрева сечения одинаковой площад1 но различной конфигурации в однородном и неоднородном полу темп« ратуры (показаны на графиках). Форма меняется от вертикального пр! моугольника размером 8x4 до горизонтального прямоугольника размеро 4x8, проходя две промежуточные формы. Очевидно, что в равномерно поле температуры наиболее быстрый прогрев происходит при сечении форме вертикального прямоугольника, а наиболее медленный - при гор1 зонтальном прямоугольнике.

Ситуация однако меняется, если температура газа распределена п высоте неравномерно. Справа показаны те же графики для незначительи убывающей по высоте температуре от 1,1 до 0,9 при той же средней у|

овной температуре, равной единице. На начальной стадии прогрева вза-мное расположение кривых такое же, как и в предыдущем случае. Одна-о в конечной стадии вертикальный прямоугольник дает самый медлен-ый прогрев и асимптотическую минимальную температуру меньше еди-ицы. Остальные формы дают примерно одинаковую асимптотическую гмпературу, но при горизонтальном прямоугольнике она по-прежнему остигается медленнее, чем при двух других сложных формах, различие в корости прогрева которых несущественно. Этот пример не только де-онстрирует возможности описанной выше модели, но и подчеркивает, го рациональная форма сечения садки весьма чувствительна к парамет-ам процесса.

Ш1

Ш ы и

п 1 1п

О 10 20 30 40 50 Н1

10 20 30 40 50 И1

Рис.4. Влияние формы сечения садки на изменение ее минимальной температуры при прогреве при равномерном (а) и неравномерном (убывающем) (б) распределении по высоте температуры газа

Кинетика процесса сушки описана на той же, что и выше, алгорит-ической основе, а совмещенный процесс представлен двумя рекуррент-ыми равенствами

1к+1=Ри(ик + Ли8к), (9)

|к+1=Р0(0к+А05к-А0ик), (10)

Равенство (9) описывает диффузию влаги к поверхности, когда рас-

11

пределение содержания влаги представлено вектором и, а ее удаление с поверхности (из периферийных ячеек) - вектором источников (стоков) ДЦ» который для одномерной модели содержит два ненулевых компонента ди81к=аи18(и8к - и1к)Дт, Ди5тк=а1|т8(игк - итк)Дх, где аи - коэффициент массоотдачи, и=и/(8Дх) - концентрация влаги в ячейках, и„ - концентрация водяных паров в греющем газе, соответствующая состоянию нг сыщения. Переходная матрица диффузии строится по тем же принципал что и матрица теплопроводности, если величину с! в ней заменить н с}ц=ОДт/Дх2, где Б - коэффициент массопроводности. Равенство (К уточняет равенство (4) учетом уноса теплоты вместе с испаряющейс влагой через дополнительный вектор источников Д(}„. В диссертаци приведены результаты численных экспериментов с моделью и исследс вано влияние параметров процесса на прогрев садки с учетом сушки.

Следующей статьей теплового баланса является тепловой эффек протекающих при обжиге химических реакций. Его влияние моделирует ся на примере реакции термического разложения некоторого вещества > с начальной концентрацией СА\ протекающей по схеме реакции первог порядка

^ = -кАСА (П)

ат

с экзотермическим тепловым эффектом (^д, дж/кг и с константой равн( весия кА, зависящей от температуры по закону Аррениуса

кА =гАе КТ , (12)

где Ед - энергия активации, И. - газовая постоянная, Т=273+1 - темпер: тура среды, гА - постоянная. Разностная схема, приводящая к расчету т< пловыделения (поглощения) в ячейке на к-м переходе выгладит следук щим образом

ДСк =-кдСкАт - СГ =Скд -ДСк - = ОдШДСд. (1:

Пример моделирования прогрева одномерного объекта с учето протекания реакции с нулевым, положительным и отрицательным тепл< вым эффектом показан на рис.5. При нулевом тепловом эффекте реакщ успевает завершиться, а распределение температуры к рассматриваемом

12

концу процесса имеет остаточную неравномерность. При экзотермической реакции выделяемая теплота нагревает объект до температуры, большей температуры греющего газа, реакция завершается очень быстро, а к концу процесса стержень в середине нагрет больше, чем по краям. При эндотермической реакции к концу процесса она завершена только на самых краях стержня, а в его середине она практически не начиналась; неоднородность прогрева к концу процесса велика.

1000

500

0 10

1000

500

0 10

Рис.5. Пример расчета кинетики прогрева и разложения вещества А при различных тепловых эффектах реакции

Таким образом, во второй главе построена модель прогрева сплошной садки, свободная от каких-либо ограничений на представление условий прогрева. Ее достоверность вытекает из строгого соблюдения локальных балансов теплоты и массы, а точность прогноза по ней лимитируется только точностью задания коэффициентов переноса.

В третьей главе рассмотрены и смоделированы основные законо-

13

мерности прогрева разреженной садки. При разреженной укладке кирпичей между ними образуются дополнительные каналы для прохода газа, что значительно увеличивает поверхность теплообмена, то есть скорость прогрева, а значит, и производительность. С другой стороны, при неизменных габаритах садки, определяемой чаще всего габаритами печи, число кирпичей в садке уменьшается, что снижает производительность. Кроме того, увеличенная скорость прогрева далеко не всегда является желательным фактором, так как при большой скорости при сушке и выходе газов происходит растрескивание кирпичей. Для предварительной оценки специфики такого процесса была построена модель прогрева садки как термически тонкого тела газом с переменной температурой, основанная на дифференциальном уравнении

(11

рУс— = ссР(Ч8(т)-и, (14)

ат

решение которого при линейно меняющейся температуре газа ^ = 180+к5т и начальном условии 1(0)=^ имеет вид

А

+ к8т.

(15)

илХ

100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

Чх

/ / / г \\ \ ч

7'"'"Г" / / /...../..... ч ч

/ 1 / ч

/ / \ ч \ \

/ / V \ \

Г 1 й V

'/"'Г' / / / f

/ Г' / ! ( г

"Г.......

Т,

о

35

5 10 15 20 25 30

Рис.6. Изменение температуры источника и тела в цикле нагрева-охлаждения

где V и И - объем и поверхность нагрева тела. На основе решения (15) легко определить изменение температуры тела при любом кусочно-линейном изменении температуры источника теплоты. Пример расчета

14

цикла прогрева-обжига-охлаждения тела по этой модели показан на рие.6. Качественно он хорошо отражает изменение средней температуры садки в реальном процессе, но, естественно, ничего не говорит о неравномерности ее температуры.

Для учета разреженности введем внутренние каналы в модели садки, как это показано на рис.7. Кирпичи уложены так, что в сечении образовано N продольных каналов квадратного сечения размером axa. Тогда объем материала в садке определится как V=bh - Na2, причем N<bh/a2. Степень заполнения сечения садки материалом может быть охарактеризована коэффициентом

, bh-Na2

Ф = 1----, (16)

bh

а полная поверхность теплообмена, открытая газу, составит F=2h+b+4Na.

Используя решение уравнения (14), можно рассчитать время, необходимое для прогрева садки до температуры обжига tb, которое составит

Рис.7. Расчетная схема садки с каналами

pVc

In

tB-t0 bh-Na2 pc

In-

t -tr

aF t„-tK 2h + b + 4Na a t -u

(17)

Если ввести время т2 - время выдержки садки при температуре обжига, то время полного цикла прогрева и обжига материала составит Х|+ т2, а объемная производительность определится как

V V 1

0=-

h+h

2h+b

pVc tg-t0

~dF 7T+l2 T's (2h+b+4Na)bh

xls bh-Na'

где т15 есть время ть рассчитанное по (17) для сплошной садки.

15

Представляет интерес оценить влияние ср на величину СУС^, где -производительность при сплошной садке. Эта зависимость показана на рис.8 и свидетельствует о том, что существует оптимальное значение ф, соответствующее максимуму производительности. Сплошная садка медленнее прогревается, но при заданном сечении туннельной печи переносит максимальный объем. Разреженная садка прогревается быстрее, но ее объем меньше. Поскольку производительность пропорциональна произведению времени на объем, формируется оптимальное по производительности разрежение садки. Максимум производительности достигается при доле пустот в сечении 5... 15%, что будет подтверждено на основе более точной, но и более трудоемкой ячеечной модели.

8« _,_;_,_.

7 ........---¿^Т------------Т2/Т,8=0,1 ----

6.....-/-■—|----------------------^-------—

5 ._._/_------;-----------^-----------■.........-----------

2 V.---------:....................--

Д-1-1-1-1-и

О 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

Рис.8. Влияние доли пустот в сечении на производительность для разных отношений тг/т^

Расчетная схема ячеечной модели садки с неплотной укладкой кирпича представлена на рис.9, где на рис.9а показана садка с выделенной ячейкой, на рис .96 - сама ячеечная модель. При неплотной укладке кирпичей между ними образуются зазоры. Рассмотрим выделенный из садки элемент кладки (рис.9в).

и=0,1 - —

Т2/Т

0г2

.04__

0« Д }

б)

СЯ •4—

о

V ¡п

ЫшШ

Д1

Рис.9. Схема поперечного сечения садки (а), его ячеечная модель (б) и схема укладки кирпичей (в)

Число отверстий в ячейке со стороной Дх составит

N =-, (19)

Г1 -ь Л1

причем величина у=1/(1 + А1) может характеризовать степень заполнения сечения материалом.

Кинетика прогрева без учета сушки и химических реакций представлена рекуррентным равенством

0к+1=Р(0к + Л0схк + Л0;Д (20)

где Л(2еХк - вектор источников теплоты в периферийных ячейках от теплообмена с газом по внешнему контуру садки, ДО;пк - вектор источников теплоты от внутреннего теплообмена, в котором суммарная теплота, передаваемая от всех входящих в ячейку внутренних каналов, «размазана» по ее сечению. Элемент этого вектора определяется по формуле

Л(2тук=Наук(2Д1+2Ь)(18ук - 1,>)Дт, (21)

где аук и - коэффициент теплоотдачи и температура газа внутри каналов, принадлежащих данной ячейке, ^ - текущая температура ячейки. В отличие от вектора Л0ех\ имеющего ненулевые элементы только для периферийных ячеек, у этого вектора все элементы являются ненулевыми.

По аналогичной схеме рассчитывается удаление влаги через внутренние каналы в садке. На рис.10 показано сравнение распределения температуры по ячейкам в конце обжига для садки с плотной укладкой кирпича (слева) и с разреженной укладкой (справа). Из рисунка видно, что равномерность прогрева разреженной садки значительно выше.

Рис.10. Распределение температуры по сечению садки в конце зоны обжига при заполнения сечения материалом: 1 (сплошная садка) (слева) и при у =0,71 (справа)

В качестве решающей функции оптимизации производительности печи можно использовать, например, величину Р=\)//Т9оо, где т9оо - время прогрева средней точки садки до 900°С. График зависимости Р(ц/), рассчитанной для тех же условий, что и для рис.10, показан на рис.11. Из него следует, что имеется максимум при \)/=0,92, при котором значение целевой функции примерно на 7% выше, чем при \|/=1 (сплошная садка). Конечно, полученный результат следует рассматривать только как возможность существования оптимума, так как на прогрев садки (в частности, на его скорость) могут быть наложены ограничения, смещающие оптимальное значение \|/ в ту или другую сторону.

заполнения материалом сечения садки

В четвертой главе рассмотрены вопросы практического использования результатов работы. Для трансформации математической модели в компьютерный инженерный метод расчета были проанализированы и подобраны критериальные зависимости для определения коэффициентов конвективной и радиационной теплоотдачи от продуктов сгорания к садке, соответствующие условиям теплообмена в ней. Промышленная апробация результатов исследования выполнена путем модернизации укладки садки в туннельной печи «Малютка» (рис.12).

В базовой садке с плотной укладкой (слева) содержится 507 кирпичей. В центре показан вариант разреженной кладки с зазором между кирпичами 20 мм, что соответствует плотности заполнения сечения садки материалом \|/=0,926. Количество кирпичей в садке а, следовательно, и производительность печи при этом не изменяются. Поскольку модель прогнозирует не только повышение равномерности, но и скорости прогрева садки с разреженной укладкой, это вариант не рассматривался, так как превышение скорости прогрева приводит к растрескиванию кирпичей и повышению выхода бракованной продукции. Для того чтобы оставить скорость прогрева более или менее одинаковой было предложено увели-

чить массу садки путем закладки в нее дополнительных 49 кирпичей в образующиеся боковые впадины по периферии (справа). Таким образом, масса садки и количество кирпичей в ней (то есть, производительность) были увеличены на 9,7%.

Дополнительные кирпичи

Рис.12. Изменение базовой кладки с добавкой дополнительных кирпичей (\|/=0,92

На рис.13 показаны результаты измерения температур кирпичей в центре верхнего (О и нижнего (У слоя садки до зоны обжига. Опытные данные свидетельствуют о том, что на промежуточной стадии прогрева прогрев верхней зоны разреженной садки отстает от прогрева в садке с плотной укладкой. Однако при приближении к температуре обжига это различие снижается, и температуры С„ для обоих типов садок оказываются практически равными. Температура наиболее удаленной от поверхности точки (^ в разреженной садке заметно выше, чем в плотной в течение всего процесса. Это свидетельствует о более равномерном прогреве разреженной садки, а, значит, и об её более равномерном обжиге.

Разработанная модель в полном объеме была использована при расчете кинетики прогрева разреженной садки. Именно на ее основе были выбраны параметры садки, причем сначала была рассчитана разреженная садка без дополнительных кирпичей (рис.12, в центре), а затем - садки с дополнительными кирпичами (рис.12, справа). В простой разреженной садке скорость прогрева отдельных кирпичей превышала 100°С/час, что не соответствует регламентам на их термическую обработку (до 80°С/час). В разреженной садке с дополнительными кирпичами этот регламент выдерживался.

На рис.14 показаны опытные и расчетные кинетики прогрева верхнего и нижнего кирпичей в разреженной садке с дополнительными кирпичами (опытные данные те же, что на рис.13).

Рис.13. Экспериментальное изменение температуры центрального кирпича в верхнем и нижнем слое садки при ее различной укладке

В температурном интервале выше 500 °С опытная и расчетная кинетика изменения температуры верхних кирпичей практически совпадают. Для нижних кирпичей расчет дает заниженные значения температуры, работающие «в запас» по прогнозируемой равномерности прогрева. Максимальное расхождение не превышает 8%. Оно снижается при дальнейшем увеличении температуры.

Таким образом, в результате проведенных промышленных экспериментов, во-первых, была подтверждена адекватность разработанной математической модели прогрева разреженной садки и основанного на ней компьютерного метода расчета, а во-вторых, была предложена структура разреженной укладки садки с дополнительными кирпичами, позволяющая увеличить производительность печи «Малютка» на 9,7% без снижения качества обжига кирпичей. Разработанные рекомендации приняты к внедрению в ОАО «Ивановский завод керамических изделий» и в ООО «Инватекс», о чем в Приложении приведены соответствующие документы.

Сс

Рис.14. Экспериментальное распределение температуры газа (1) и расчетное (линии) и экспериментальное (точки) изменение температуры кирпичей.

Основные результаты диссертации

1. Разработаны научно обоснованные мероприятия по повышению производительности туннельных обжиговых печей для обжига керамического кирпича в садках и качества обжига.

2. Предложена ячеечная модель теплопроводности и массопроводно-сти в плоском поперечном сечении садки произвольной внешней конфигурации, отличающаяся учетом неоднородности параметров греющей среды. Выявлено влияние этой неоднородности на рациональную форму сечения садки с точки зрения скорости и равномерности ее прогрева.

3. Разработанная модель обобщена на случай разреженной садки с учетом теплоподвода через внутренние каналы в садке. Исследовано влияние параметров разреженной садки на скорость и равномерность ее прогрева. Показано, что при прочих равных условиях максимальная производительность достигается при заполнении внешнего сечения садки

22

материалом, равного 0,85.. .0,95.

4. Получены аналитические зависимости для расчета изменения средней температуры сплошной и разреженной садки при произвольном кусочно-линейном изменении температуры греющей среды.

5. Выполнены экспериментальные исследования кинетики прогрева различных точек садки в процессе обжига в туннельной печи при ее плотной и разреженной укладке и показано удовлетворительное совпадение опытных данных и расчетных прогнозов.

6. Предложены параметры садки с разреженной кладкой кирпичей и дополнительными кирпичами, опытное исследование которой показало, что при увеличении производительности на 9,7% неравномерность прогрева снижается до 10... 12%, что повышает качество обжига нижних кирпичей садки и снижает выход бракованной продукции.

7. Данные по рациональной форме садки переданы в ОАО «Ивановский завод керамических изделий» и в ООО «Инватекс», где приняты к внедрению при модернизации технологического процесса обжига кирпича в туннельных печах.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих печатных работах автора

Публикации в изданиях, включенных в перечень, определенный ВАК

РФ

1. Федосов, C.B. Моделирование прогрева кирпичной садки произвольной внешней конфигурации / C.B. Федосов, H.H. Елин, В.Е. Мизо-нов, А.Н. Хусаинов // Строительные материалы. 2009. - № 12 - с.20-22.

2. Федосов, C.B. Моделирование прогрева кирпичной садки с разреженной кладкой/ C.B. Федосов, H.H. Елин, В.Е. Мизонов, А.Н. Хусаинов // Строительные материалы. 2010. - № 7 - с. 46-48.

3. Елин, H.H. Совершенствование организации производства керамического кирпича путем оптимизации формы садки / H.H. Елин, Н.В. Виноградова, А.Н. Хусаинов // Строительство и реконструкция. — 2010. — № 6(32) - с. 84-87.

Публикации в других изданиях

4. Хусаинов, А.Н. Кинетика прогрева кирпичной садки произвольной конфигурации / А.Н. Хусаинов, В.Е. Мизонов, H.H. Елин // Инфор-

мационная среда вуза: Материалы XVI Международной конференции, Иваново, ИГАСУ. 2009, с.520-522.

5. Елин, H.H. Совершенствование теплового режима обработки керамического кирпича в туннельной обжиговой печи / H.H. Елин, А.Н. Ху-саинов, А.О. Курчев, В.Е. Мизонов // Информационная среда вуза: Материалы XVI Международной конференции, Иваново, ИГАСУ. 2009, с.518-520.

6. Хусаинов, А.Н. Математическое моделирование прогрева кирпичной садки сложной конфигурации / А.Н. Хусаинов, H.H. Елин // Труды XXII Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях ММТТ-22», Иваново, 2009, т. 11, с.49-50.

7. Хусаинов, А.Н. Математическое моделирование прогрева разреженной кирпичной садки / А.Н. Хусаинов, В.Е. Мизонов, H.H. Елин // Труды XXIII Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях ММТТ-23», Саратов, 2010, т.8, с.96-98.

8. Хусаинов, А.Н. Об оптимальных параметрах укладки кирпичной садки при обжиге / А.Н. Хусаинов, Н.В. Виноградова, H.H. Елин H.H., В.Е. Мизонов // Информационная среда вуза: Материалы XVII Международной конференции, Иваново, ИГАСУ. 2010, с. 489-491.

9. Хусаинов, А.Н. О прогреве тела при кусочно-линейном изменении температуры теплового источника / А.Н. Хусаинов, Н.В. Виноградова // Информационная среда вуза: Материалы XVII Международной конференции, Иваново, ИГАСУ. 2010, с. 463-464.

10. Хусаинов, А.Н. Оптимальная укладка кирпичей в садке при обжиге / А.Н. Хусаинов, Н.В. Виноградова, H.H. Елин H.H.// «Теоретические основы энерго-ресурсосберегающих процессов, оборудования и экологически безопасных производств». Труды IX Международной научной конференции, Иваново, ИГХТУ. 2010, с.278.

ХУСАИНОВ Александр Наилевич

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА ОБЖИГА КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА В ТУННЕЛЬНЫХ ПЕЧАХ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

05.02.13 - Машины, агрегаты и процессы (строительство)

Подписано в печать 17.11.2011 Формат 60x84 1/16. Тираж 100 экз. Заказ АМ853628 Отпечатано на полиграфическом оборудовании ОАО «МОЭК»

Стр. £ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ 5 1. ПРОМЫШЛЕННЫЙ ОБЖИГ КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА: ТЕХНОЛОГИЯ, МОДЕЛИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ

1.1. Физико-химические процессы при обжиге строительных материалов 1.2. Основные технологические схемы и оборудование для обжига

1.3. Различные подходы к математическому моделированию процессов термической обработки кирпичей в садках 1.4. Постановка задачи исследования

2: МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЭВОЛЮЦИИ ТЕПЛОВОГО СОСТЯНИЯ СПЛОШНОЙ КИРПИЧНОЙ САДКИ ПРИ ЕЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ

2.1. Одномерная ячеечная модель теплопереноса

2.2. Модель теплопереноса в плоском сечении

2.3. Учет сушки и тепловых эффектов химических реакций 2.4. Выводы по главе 2 , 60 -I 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ : ПРОЦЕССОВ В САДКЕ С РАЗРЕЖЕННОЙ УКЛАДКОЙ

КИРПИЧЕЙ 61 I 3.1. О прогреве тела при кусочно-линейном изменении темпер'атуры теплового источника 3.2. Об оптимальных параметрах укладки кирпичной садки при обжиге 3.3. Ячеечная модель теплофизических процессов в разреженной садке 3.4. Выводы по главе

4. ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ МОДЕЛЕЙ К ОПИСАНИЮ | И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ 11РОЦЕССОВ. ОБЖИГА КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА

I 4.1. К расчету коэффициентов теплоотдачи от газа к элементам садки 4.2. Описание туннельной печи для обжига кирпича 88 £ 4.3. Расчетно-экспериментальное исследование температур в садке при ее плотной и разреженной укладке. Проверка адекватности модели

С 4.4. Выводы по главе

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ

Актуальность темы диссертации. В производстве строительных материалов, а также материалов в других отраслях промышленности процессы обжига являются одними из важнейших составляющих, определяющих их качество и экономичность. Понятие обжиг обобщает совокупность сложных физико-химических процессов, происходящих в керамических материалах при нагревании. В результате обжига достигаются требуемые потребительские качества строительных материалов и изделий, формируемые главным образом кинетикой нагрева, выдержки и последующего охлаждения. Этот процесс весьма энергоемкий и продолжительный, поэтому разработка мероприятий* по интенсификации обжига актуальна для строительной индустрии и смежных с ней отраслей.

Керамический кирпич обжигают в обжиговых печах в виде сырца, специально'уложенного в большие блоки - садки. Это позволяет обеспечить высокую производительность обжига и снизить непроизводительные потери теплоты. Накопленный опыт обжига керамических изделий показывает, что более или менее значительное отклонение программы нагрева и охлаждения от той, которая обеспечивает последовательное протекание процессов в материале, приводит к резкому снижению качества готовых изделий. Вместе с тем, прогрев'изделий в большой массе садки в принципе не может быть однородным, что может приводить к недожогу в одних ее зонах и пережогу в других. Медленное повышение температуры с целью увеличения» равномерности прогрева входит в противоречие с обеспечением высокой производительности обжиговых печей.

Поиск путей повышения производительности и качества обжига керамического кирпича методом проб и ошибок вряд ли целесообразен, так как приводит к большим затратам времени на экспериментирование и непроизводительным потерям сырья. Наметить пути проведения модернизации и оценить их потенциальную эффективность помогают математические модели процессов термической обработки садки как неоднородного прогрева её объема с учетом проходящей в материале садки всей совокупности тепломассообменных и физико-химических процессов.

Таким образом, потребность в повышении производительности обжиговых печей и качества обжига и в разработке моделей процессов обжига, позволяющих отыскивать рациональные пути решения этой задачи, определила цель настоящей работы, которая выполнялась в рамках ФЦП «Интеграция» (2.1 — AI 18 Математическое моделирование ресурсосберегающих и экологически безопасных технологий) и планом НИР ИГАСУ.

Цель работы состояла в разработке и апробации мероприятий по повышению производительности туннельных обжиговых печей для обжига керамического кирпича в садках и качества обжига на основе математических моделей нестационарного, ' нелинейного, сопровождающегося химическими реакциями тепломассопереноса в садках.

Научная новизна результатов работы заключаетсягв следующем.

1. Предложена ячеечная модель процесса тепломассопереноса в плоском поперечном сечении садки произвольной внешней конфигурации, отличающаяся учетом неоднородности параметров греющей среды. Выявлено влияние этой- неоднородности на рациональную форму сечения садки с точки зрения скорости и равномерности ее прогрева.

2. Разработанная» модель обобщена на случай разреженной садки с учетом теплоподвода через внутренние каналы в ней. Исследовано влияние параметров разреженной садки на скорость и равномерность ее прогрева. Показано, что при прочих равных условиях максимальная производительность достигается при степени заполнении внешнего сечения садки материалом равном 0,85. .0,95.

3. Получены аналитические зависимости для расчета изменения температуры сплошной и разреженной садки при произвольном кусочно-линейном изменении температуры греющей среды.

4. Выполнены экспериментальные исследования кинетики прогрева различных точек садки в процессе обжига в туннельной печи при ее плотной и разреженной укладке и показано удовлетворительное совпадение опытных данных и расчетных прогнозов.

Практическая ценность результатов работы состоит в следующем. ч

1. Разработано программно-алгоритмическое обеспечение математического моделирования указанных процессов.

2. На основе разработанных моделей предложен компьютерный инженерный метод расчета процесса обжига керамического кирпича в туннельной печи в плотной и разреженной садках, инвариантный к моделям теплообмена между садкой и газом и кинетике протекающих в материале, реакций. /

3. Предложена подтвержденная промышленными- экспериментами» рациональная конфигурация разреженной садки, позволяющая при: неизменном качестве обжига повысить производительность туннельной обжиговой печи на 9,7 %.

4. Мероприятия по повышению производительности туннельной обжиговой печи «Малютка» приняты к внедрению на ОАО «Ивановский/ завод керамических изделий» и в 000 «Инватекс».

Автор защищает:

1. Разработанные нелинейные математические модели прогрева плоского сечения плотной и разреженной садки произвольной конфигурации неоднородной внешней средой при одновременно происходящих в садке процессах сушки и теплопоглощения эндотермической реакцией.

2. Результаты» численных экспериментов по исследованию влияния параметров процесса термической обработки на распределение его характеристик по сечению садки, в том числе, по влиянию формы и структуры садки на скорость и равномерность её прогрева.

3. Результаты экспериментального исследования кинетики прогрева различных точек садки при разной укладке кирпичей в промышленной туннельной печи и предложенную рациональную структуру разреженной садки.

4. Компьютерный инженерный метод расчета обжига кирпича в садках различной конфигурации и структуры в туннельной обжиговой печи.

Апробация результатов работы. Основные результаты работы были доложены, обсуждены и получили одобрение на XVI и XVII Международной научной конференции «Информационная среда вуза» Иваново, 2009-2010; XXII и XXIII Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях (ММТТ-22, Иваново, 2009 и ММТТ-23, Саратов, 2010), на IX Международной научной конференции «Теоретические основы энерго-ресурсо-сберегающих процессов, оборудования и экологически безопасных производств» Иваново, 2010.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, основных выводов, списка использованных источников (103 наименования) и приложения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ

1. Разработаны научно обоснованные мероприятия по повышению производительности туннельных обжиговых печей для обжига керамического кирпича в садках и качества обжига.

2. Предложена ячеечная модель теплопроводности и массопроводности в плоском поперечном сечении садки произвольной внешней конфигурации, отличающаяся учетом неоднородности параметров греющей среды. Выявлено влияние этой неоднородности на рациональную форму сечения садки с точки зрения скорости и равномерности ее прогрева.

3. Разработанная модель обобщена на случай разреженной садки с учетом теплоподвода через внутренние каналы» в садке. Исследовано влияние параметров разреженной садки на скорость и равномерность ее прогрева. Показано, что при прочих равных условиях максимальная производительность достигается при заполнении внешнего сечения садки материалом, равного 0,85. .0,95.

4. Получены аналитические зависимости для расчета изменения средней температуры сплошной и разреженной садки при произвольном кусочно-линейном»изменении температуры греющей среды.

5. Выполнены экспериментальные исследования кинетики прогрева различных точек садки в> процессе обжига в туннельной печи при ее плотной и разреженной укладке и показано удовлетворительное совпадение опытных данных и расчетных прогнозов.

6. Предложены параметры садки с разреженной кладкой кирпичей и дополнительными кирпичами, опытное исследование которой показало, что при увеличении производительности на 9,7% неравномерность прогрева снижается до 10. 12%, что повышает качество обжига нижних кирпичей садки и снижает выход бракованной продукции.

7. Данные по рациональной форме садки переданы в ОАО «Ивановский завод керамических изделий» и в ООО «Инватекс», где приняты к внедрению при модернизации технологического процесса обжига кирпича в туннельных печах.

1. Тепловые процессы в технологии силикатов: Учебник/ A.B. Ралко, A.A. Крупа, H.H. Племянников, H.B. Алексеенко, Ю.Д. Зинько. К.: Вища школа, 1986.-232с.

2. Тепловые процессы и технологии силикатных материалов: Учебник для вузов / И.А. Булавин, И.А. Макаров, А .Я. Рапопорт, В.К. Хохлов. М.: Стройиздат, 1982.-249с.

3. Технология строительных производств / Под. ред. H.H. Данилова. М.: Стройиздат, 1977.-440с.

4. Машиностроение. Энциклопедия. Машины и аппараты химических и нефтехимических производств. Т. IY-12/ Под общ. ред. М.Б. Генералова — М.: Машиностроение, 2004 832с.

5. Касаткин, Л.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии / Л .Г. Касаткин М.: Химия, 1973. - 752с.

6. Тепловые расчеты печей и сушилок промышленности/ Под. Ред. Д.Б. Гинзбурга и B.H. Зимина. Изд. 2-е перер. и доп. М.: Стройиздат, 1964. -496с.

7. Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов. / Науч. ред. П.Д. Саркисов и М.Д. Ходаковский, т.2 . М.: ВИНИТИ, 1989. -175с.

8. Кузнецова, Т.В. Физическая химия вяжущих материалов/ Т.В. Кузнецова, И.В. Кудряшов, В.В. Тимашев. — М.: Высшая школа, 1989. 384с.

9. Комар, А.Г. Технология производства строительных материалов/ А.Г. Комар, Ю.М. Баженов Ю.М., Л.М. Сулименко. М.: Стройиздат, 1990. -195с.i102

10. Румянцев, Б.М. Тепловые установки в производстве строительных материалов и изделий: Учеб. пособие для строит, вузов по спец. «Пр-во строит, изделий и конструкций»/ Б.М. Румянцев, В.П. Журба. М.: Высшая школа, 1991.—160с.

11. Нехорошее, A.B. Теоретические основы технологии тепловой обработки неорганических строительных материалов/ A.B. Нехорошев. М.: Стройиздат, 1978. - 232с.

12. Хавкин, JI.M. Технология силикатного кирпича/ JI.M. Хавкин. — М.: Стройиздат, 1982'.-384с.

13. Симин, Г.Ф. Сушка и. обжиг керамических стеновых материалов- при повышенных скоростях газового потока/ Г.Ф. Симин. М.: РОСНИИМС, 1959:- 121с.

14. Мукосов, И.Г. Скоростной обжиг кирпича Bt кольцевых печах/ И.Г. Мукосов. М.: Государственное издательство литературы по строительным материалам,5 1953. — 24с.

15. Тихи, О. Обжиг керамики / Пер. с чепг. В.П. Поддубного. Под ред. JT.Bí Соколовой/О. Тихи. -М.: Стройиздат, 1988. -344с.

16. Ахундов, А*.А. Обжиг в кипящем слое в- производстве строительных материалов/А.А. Ахундов. -М.: Стройиздат, 1975. 248с.18: Lorant, М: "Cement, Lime and Gravel"/М. Lorant, 4Г, n.8, 1966.

17. Чернявский, E.B; Производство глиняного кирпича. Изд. 2—е, доп. и.перераб/Е.В. Чернявский: М.: Стройиздат, 1.974. -142с.20! Еремин, Н.Ф. Процессы и аппараты в технологии« строительныхматериалов/ Н.Ф. Еремин. М.: Высшая школа, 1986. — 280с.

18. Мухина, Т.Г. Производство силикатного кирпича. Уч. Пособие/ Т.Г.

19. Мухина: -М.: Профтехиздат, 1968. 132с.22*. Воробьев, В.А. Строительные материалы. Изд. 5-е перераб./В!А. Воробьев М.: Высшая школа, 1973. - 375с.

20. Кошляк, JI.'JI. Производство изделий строительной- керамики/Л:Л. Кошляк. —М.: Стройиздат, 1990. 135с.

21. Высокотемпературные процессы: химической'технологии и перспективы их развития. -Л.: Наука, 1980.-206с.

22. Машины и оборудование для. производства керамических и силикатных изделий: Каталог—справочник., — М.: Ц1 ГИИТЭстроймаш, 1982. -311с.26; Исламов* М;Ш. Печи химической промышленности; 2-е* изд. перер. и: доп./М1Ш! Исламов. ^П:: Химиям 1975:-^32с.

23. Дементьев, А.И. Теплотехнические расчеты,: печей? химической* промышленности: Учеб: пособие/ А.И. Дементьев; В.А. Смирнов-М.:МХТИ, 1985.-58с.

24. Левченко, П.В. Расчеты печешш сушилок силикатной^промышленности; Уч: пособи/П!В1 Левченко; М;: Высшая школа;Л968; —367с.

25. Саибулатов, С.Ж. Производство керамического кирпича/ С .Ж.

26. Сайбулатов; — Mi:-Стройиздат, 1989;— 278с:• ^

27. Лыков, A.B. Теория переноса энергии и вещества/ A.B. Лыков, Ю.А. Михайлов// Изд: АНШССР^— Минск,. 19591 — 330;с:

28. Лыкову А.В1 Тепло:- и массообмен в.процессах сушки; Учебное пособие/ A.Bv Лыков: — МЫТ: Косэнергоиздат., 1956; 464"с.

29. Лыков, A.Bi Основные коэффициенты переноса тепла и массы вещества во влажных материалах: Сб. науч. тр. МТИ1 Iii/Тепло и массообмен в пищевых продуктах// A.B. Лыков. - М.: Пищепромиздат, 1956. - Вып. 6. - С. 7-20;

30. Лыков, A.B. Явления переноса в капиллярнопористых телах/ A.B. Лыков. М.: Гостехиздат, 1954. - 296 с.

31. Лыков, A.B. Теоретические основы строительной теплофизики/ A.B. Лыков//Изд. АН БССР, Минск, 1961. 519 с.

32. Федосов, C.B. Тепловлагоперенос в сферической частице при условии 3-го рода m неравномерном, начальном- условии/ С.В". Федосов, А.И. Сокольский, В.А. Зайцев// Изв. вузов: Химия.и химическая технология, 1989. -Т.32, вып. З.-с. 99-104.

33. Федосов, C.B. Процессы термической обработки дисперсных материалов с фазовыми и химическими превращениями/ C.B. Федосов. — Диссертация на соискание учёнойхтепени докт. техн. наук. Л., ЛТИ им. Ленсовета, 1987.

34. Зайцев, В.А. Процессы термической обработки сыпучих и листовых материалов, в аппаратах- интенсивного действия/ В.А. Зайцев. Диссертация на соискание учёной степени« д. т. н. - Иваново: ИГ АСА, 1996: — 387с.

35. Лыков, A.B.' Тепломассообмен. Справочник/ A.B. Лыков. — М.: Энергия, 1972.-560 с.

36. Лыков, A.B. Тепломассообмен. Справочник/ A.B. Лыков. -М.: Энергия, 1978.-480 с.

37. Карташов, Э.М. Метод решения обобщенных тепловых задач в области с границей движущейся по параболическому закону/Э:М. Карташов; Б.Я. Любов // Журнал технической физики, 1971. — т.61, №1. — с.3-16.

38. Карташов, Э.М; Метод интегральных преобразований: в аналитической теории теплопроводности твёрдых тел/ Э.М. Карташов. — М.: Изв. АН РФ. — Энергетика, 1993. № 2. - с. 99-127.

39. Карташов; Э.М; Расчёты температурных полей в твёрдых телах на основе улучшенной-сходимости рядов1 Фурье1 — Ханкеля/ Э.М! Карташов: — М. : Изв. АН РФ Энергетика, 1993: - № 3,- с. 106-125.

40. Цой, ПШ5:;, Методы расчета отдельных задач гепломассопереноса/ПЗ. Цой. -М;: Энергия, 1971'.-407с.

41. Ладыженская, О .А. Краевые задачи математической- физики/О.А. Ладыженская:.-МкгНаука;; 19731,-407с:

42. Горшков, В;С. Термография строительных материалов/В.С. Горшков., -М;: Стройиздат, 1968. -238с.

43. Бабенко, Ю.Й. Тепломассообмен: Метод расчета тепловых- и диффузионных потоков/ Ю.'ЖБабенко. Л:: Химия; 1986: -144 с.

44. Фролов, В.П. Моделирование сушки- дисперсных материалов/ В.IX Фролов:- Л!: Химия^ 1987.-208с:

45. Бахвалов, Н.С. Численные методы/ U.C. Бахвалов: — М.: Высшая школа, 1973.-632с.

46. Никитенко, Н.И. Исследование процессов теплообмена? методом: сеток/ Н.И. Никитенко. Киев, 1978.-230 с. .

47. Ховард; Е:А. Динамическое программирование и марковские: процессы. Пер; с англ. В;В. Рыкова. Под ред. ПЛ. Бусленко/ P.A. Ховард. М.: Советское радио, 1964. - 886с. ;

48. Гихман,. И.И. Теория; случайных; процессов,, т.1/ . И.И: 1 'ихман, A.B. Скороходов;.—М;: Энергия; 1969.-95с.671: Андрееву .ВЖ Эти замечательные цепи/В.Н; Андреев, А.Я. Иоффе Ml: Знание, 1987.-191с.

49. Романков, П.Г. Массотеплообмен реагирующих частиц с потоком/ П.Г. Романков, В.Ф. Фролов. -М.: Наука, 1985. —336с.

50. Падохин, В.А. Стохастическое моделирование диспергирования и механоактивации гетерогенных систем. Описание и расчет совмещенных процессов. Диссертация на соискание учёной степени д. т. н./ В.А. Падохин.

51. Иваново: ИГАСА, 2000. 388с.

52. Tamir, A. Applications of Markov chains in Chemical Engineering./ A. Tamir- Elsevier publishers, Amsterdam, 1998, 604 p.

53. Application of the Theory of Markovian Chains to Processes Analysis and Simulation/V. Mizonov, H. Berthiaux, K. Marikh, V. Zhukov// Ecole des Mines d'Albi, 2000,-61p.

54. Mizonov, V. Application of the Theory of Markov Chains to Simulation and Analysis of Processes with Granular Materials/V. Mizonov, H. Berthiaux, V. Zhukov// Ecole des Mines d'Albi, 2002, -64p. '

55. Математическая модель процесса непрерывного смешения сыпучих материалов/К. Марик, Е.А. Баранцева, В.Е. Мизонов, А. Бертье//Изв. Вузов: Химия и хим. технология, 2001 — т.44, вып.2 с. 121-123.

56. Algorithme de construction de modeles markoviens multidimensinnels pour le melagne des poudres/ K. Marikh, V. Mizonov, H. Berthiaux, E. Barantseva, V. Zhukov//Récents Progrès en Génie des Procédés. V15(2001)No.82. -pp.41-48.

57. Application of Multi-Dimensional Markov Chains to Model kinetics of Grinding with Internal Classification/V. Mizonov, H. Berthiaux, V. Zhukov, S. Bernotat. Proc. of the 10-th symposium on Comminution Heidelberg 2002 -14 p. (on CD).

58. An experimental method and a Markov chain model to describe axial and radial mixing in a hoop mixer/M. Aoun-Habbache, M. Aoun, H. Berthiaux, V. E. Mizonov// Powder Technology, 2002. vol. 128 / 2-3, - pp. 159-167.

59. Нелинейная математическая модель транспорта сыпучего материала в лопастном смесителе/Д.А. Пономарев, В.Е. Мизонов, Н. Berthiaux, Е.А Баранцева// Изв. вузов: Химия и химическая технология, 2003 т.46, вып.5, -с.157-159.

60. Marikh, К. Residence Time Distribution Experiments and Modeling in a

61. Continuous Mixer/K. Marikh, H. Berthiaux, V. Mizonov. Program of the 4-th

62. European Congress of Chemical Engineering "A Tool for« Progress". Granada, Spain, Sept. 21-25,2003.

63. Zhukov,V.P. Modelling of Classification^ Process/V.P. Zhukov, V.E. Mizonov, Hi Otwinowski// Powder Handling and Processing, 2003. vol.15, No 3, May/June. -pp. 184-188.

64. Application of multi-dimensional^ Markov chains to model kinetics of grinding with internal classification/ V.E. Mizonov, H. Berthiaux, V.P. Zhukov, S. Bernotat// International Journal of Mineral Processing, 2004 (4).

65. Состояние вопроса и перспективы математического моделирования* термической переработки строительных материалов в шахтных печах. Научное издание/ В.А. Ванюшкин, BiA. Зайцев, В.Е. Мизонов, В.Ю. Волынский. — Иваново: ГОУВПО «ИГХТУ», 2004. — 52 с.

66. Состояние вопроса и перспективы» математического моделирования термической обработки керамических изделий* в обжиговых печах: Монография/ B.JI. Наумов, В.Ю. Волынский, В.А. Зайцев, В.Е. Мизонов. — Иваново: ИГХТУ, 2005. 56с.

67. Алоян, P.M. Моделирование теплового состояния материала при протекании в нем экзотермической реакции/ P.M. Алоян, Н.В. Виноградова, М.Е. Лебедев// Строительные материалы. — 2007 г. № 9. - с.74-75.

68. Алоян, P.M. Моделирование термической обработки материала перемещающимся источником теплоты при протекании экзотермической реакции/Р.М. Алоян, Н.В. Виноградова, М.Е. Лебедев//Строительные материалы.-2007. -№10. с.68-69.

69. Теплоизоляционные свойства стеновых конструкций с внутренними полостями: Монография/ С.Н. Фоминский, В.А. Зайцев, В.Е. Мизонов, C.B. Федосов Иваново: ИГХТУ, 2006. - 56с.

70. Теория тепломассообмена/С.И. Исаев, И.А. Кожинов, В.И: Кофанов и др.; Под ред. А.И. Леонтьева. М.: Высшая школа, 1979. — 495 с.

71. Исаченко, В.П. Теплопередача: Учебник для вузов. 4 изд./В.П. Исаченко, В.А. Осипова, A.C. Сукомел - М.: Энергоиздат, 1981. - 416 с.

72. Промышленная энергетика, и теплотехника: Справочник /Под общ. ред. В.А. Григорьева, 2-е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 588 с: ил.

73. Совершенствование теплового режима обработки керамического кирпича в туннельной обжиговой печи/ H.H. Елин-, А.Н. Хусаинов, А.О. Курчев, В.Е. Мизонов. — В сб. Информационная среда вуза: Материалы XVI Междунар. конф. Иваново: ИГАСУ. 2009. с.518-520.

74. Моделирование прогрева кирпичной садки- произвольной внешней конфигурации/ C.B. Федосов, H.H. Елин, В.Е. Мизонов, А.Н. Хусаинов// Строительные материалы, 2009. №12, - с.20-22.

75. Моделирование прогрева кирпичной садки с разреженной кладкой/ C.B. Федосов, H.H. Елин, В.Е. Мизонов, А.Н. Хусаинов// Строительные материалы, 2010. № 7. - с. 46-48.