Минимизация энергозатрат и сохранение качества битума при обезвоживании

Мелихов, Олег Олегович

Строительные материалы и изделия

автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Минимизация энергозатрат и сохранение качества битума при обезвоживании

кандидата технических наук: Мелихов, Олег Олегович
город: Ростов-на-Дону
год: 2010
специальность ВАК РФ: 05.23.05

Диссертация по строительству на тему «Минимизация энергозатрат и сохранение качества битума при обезвоживании»

Автореферат диссертации по теме "Минимизация энергозатрат и сохранение качества битума при обезвоживании"

004610272

На правах рукописи

Мелихов Олег Олегович

МИНИМИЗАЦИЯ ЭНЕРГОЗАТРАТ И СОХРАНЕНИЕ КАЧЕСТВА БИТУМА ПРИ ОБЕЗВОЖИВАНИИ

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 4 0КТ 20Ю

Ростов-на-Дону 2010

004610272

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Илиополов Сергей Константинович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Печеный Борис Григорьевич

кандидат технических наук, профессор Ткаченко Геннадий Алексеевич

Ведущая организация: ОАО Дорожный проектно-изыскательский

и научно-исследовательский институт «ГИПРОДОРНИИ» Северо-Кавказский филиал «СЕВКАВГИПРОДОРНИИ»

Защита состоится «28» октября 2010 г. в 10 ч 15 мин в ауд. 232 на заседании диссертационного совета ДМ 212.207.02 при Ростовском государственном строительном университете по адресу: 344022, г. Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162, т/ф 8(863)263-53-10, E-mail: dis_sovet_rgsu@mail.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет»

Автореферат разослан «24» сентября 2010 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

^^S^^gssa Налимова А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Россия располагает огромным неиспользуемым потенциалом энергосбережения, который сопоставим с приростом производства всех первичных энергетических ресурсов, вследствие чего снижение энергозатрат и повышение энергетической эффективности крайне важны и определены Президентом Российской Федерации в качестве одного из приоритетных направлений инновационного развития страны.

23 ноября 2009 г. Президент Российской Федерации Д.А. Медведев подписал Федеральный закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». Базовая идея Закона - установление системы мер экономического, организационного и административного характера по стимулированию энергосбережения и повышению энергоэффективности.

Поэтому изучение энергоемких процессов в отрасли дорожного строительства, в частности процесса обезвоживания битума, с целью разработки методов и устройств, позволяющих минимизировать энергозатры, приобретает особую актуальность.

Цель диссертационной работы - разработка методов и устройств, минимизирующих энергозатраты при сохранении качества битума в процессе его обезвоживания.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи\

- проведены натурные исследования процесса обезвоживания битума;

- исследована динамика энергозатрат и изменения качества битума при обезвоживании методом физического моделирования;

- разработана математическая модель процесса обезвоживания битума на основе механизма кипения и с учетом физической взаимосвязи влаги и пара с вязкой жидкостью;

- разработаны методы минимизации энергозатрат при сохранении качества битума в процессе обезвоживания при статическом (свободной конвекции) и динамическом (вынужденной конвекции) режимах нагрева;

- разработаны устройства минимизации энергозатрат при сохранении качества битума в процессе обезвоживания, а также минимизации обводнения битума при хранении;

- выполнено производственное внедрение устройства, обеспечивающего минимизацию энергозатрат при сохранении качества битума в процессе обезвоживания, и оценена его экономическая эффективность.

Объект исследования - состояние обводненного битума в процессе его обезвоживания.

Предмет исследования - динамика энергозатрат и изменения качества битума при обезвоживании.

Методы исследования. Фактический материал для диссертации получен методами документального изучения, натурного исследования и физического моделирования, математическими и энергетическими расчётами.

Научная новизна:

- выявлены зависимости энергозатрат и изменения качества битума в процессе обезвоживания при свободной и вынужденной конвекциях от обводненности битума и режимов функционирования систем нагрева;

На защиту выносятся:

- методика проведения и результаты натурных экспериментальных исследований процесса обезвоживания битума на асфальтобетонных заводах (АБЗ);

- методика расчёта физической модели котла обезвоживания и результаты экспериментальных исследований моделирования процесса обезвоживания битума при свободной и вынужденной конвекциях и вариации начальных условий;

- математическая модель процесса обезвоживания битума на основе механизма кипения и с учетом физической взаимосвязи влаги и пара с вязкой жидкостью;

- методы минимизации энергозатрат при сохранении качества битума в процессе обезвоживания при статическом (свободной конвекции) и динамическом (вынужденной конвекции) режимах нагрева;

- устройства минимизации энергозатрат при сохранении качества битума в процессе обезвоживания, а также минимизации обводнения битума при хранении.

Практическое значение работы:

- разработаны конструкции специальных устройств, позволяющих минимизировать энергозатраты при сохранении качества битума в процессе обезвоживания;

- разработаны конструкции специальных устройств, позволяющих минимизировать обводнение битума в процессе хранения;

- разработаны рекомендации по минимизации энергозатрат при сохранении качества битума в процессе обезвоживания при свободной и вынужденной конвекциях;

- выполнены расчёты экономического эффекта, согласно которым внедрение устройства, минимизирующего энергозатраты при сохранении качества битума в процессе обезвоживания, позволит только на одном АБЗ производительностью 50 тонн/час в год сэкономить более 2 700 ООО руб.;

- получены патенты РФ № 66353 от 10.09.2007 г., РФ № 70520 от

27.01.2008 г., РФ № 2322477 от 20.04.2008 г., РФ № 77292 от 20.10.2008 г., РФ № 80463 от 10.02.2009 г., РФ № 2359080 от 20.06.2009 г., РФ № 84016 от

27.06.2009 г., РФ № 84025 от 27.06.2009 г., РФ № 86196 от 27.08.2009 г., РФ № (положительное решение по заявке 2010126645).

Апробация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на международных научно-практических конференциях «Строительство» (г. Ростов-на-Дону, 2008 г., 2009 г., 2010 г.), а также в 10 патентах.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы отражены в 10 патентах и 15 публикациях, в том числе 2 публикациях в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 124 наименований, в том числе на иностранных языках, 1 приложения. Работа изложена на 166 страницах машинописного текста, содержит 18 таблиц и 64 рисунка.

Автор выражает глубокую благодарность д.т.н., проф. Илиополову Сергею Константиновичу и заслуженному изобретателю РФ, к.т.н., проф. Никулину Юрию Яковлевичу за безграничную помощь при написании диссертационной работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулированы цель, научная новизна, практическая значимость и положения, выносимые на защиту, а также приведены сведения об апробации.

В первой главе раскрыты причины обводнения битума при хранении и проведен анализ современного оборудования для обезвоживания битума. Установлено, что в настоящее время для выпаривания влаги в основном используются котлы, при этом процесс обезвоживания битума в котлах приводит к следующим негативным последствиям:

- значительным энергозатратам вследствие большой продолжительности процесса обезвоживания битума, что обусловлено малыми коэффициентами теплопроводности битума и теплоотдачи от нагревателей к битуму (при свободной конвекции), а также тепловыми потерями в окружающую среду;

- снижению качества битума вследствие протекания процесса выпаривания при высоких температурах и доступе воздуха, а также улетучивания легких фракций битума;

- отрицательному влиянию на состояние окружающей среды в рабочей зоне вследствие испарения из битума вместе с влагой летучих углеводородов.

Рассмотрены работы учёных (Д.В. Портнягина, Б.Г. Печеного, С.К. Илиополова, В.А. Кейльмана, Ю.Я. Никулина, C.B. Порадека, А.Н. Новикова, A.A. Андросова), изучавших процесс обезвоживания битума, и установ-

лено, что исследований по данному направлению крайне мало, а точной количественной оценки энергозатрат при изменении качества битума в процессе его обезвоживания в котле на АБЗ в настоящее время не имеется.

С целью изучения процесса обезвоживания битума разработана методика и проведены натурные исследования на АБЗ г. Каменск - Шахтинска, Аксая, Азова, Ростова-на-Дону и п. Целина. В ходе натурных исследований измерены температурные поля в процессе обезвоживания битума. Анализ динамики температурных полей показал, что процесс обезвоживания характеризуется неравномерным нагревом объема обводненного битума в котле, а распределение температур во многом зависит не только от обводненности битума, теплоизоляции котла и влияния внешних условий, но и от существующего режима функционирования нагревательных элементов.

Расчеты и сравнительный анализ энергозатрат при обезвоживании битума показали, что с увеличением обводненности битума энергозатраты возрастают, при этом реальные энергозатраты превышают расчетные на 3035%, что связанно с неучтенной в классической методике расчета сложностью механизма процесса вскипания водных включений в высоковязкой среде и выхода пара из массы битума.

Оценка изменения качества битума при обезвоживании в котле подтвердила, что в процессе обезвоживания качество битума снижается, например, глубина проникания иглы пенетрометра в битум уменьшается в среднем при 25°С и 0°С на 3—4% при обводненности битума 3-5%.

Во второй главе с целью детального исследования динамики энергозатрат и изменения качества битума проведено физическое моделирование процесса обезвоживания битума в котле, для чего рассчитана и изготовлена физическая модель котла обезвоживания (рис. 1). В качестве прототипа физической модели принят котел обезвоживания № 2 на АБЗ ФГУ ДЭП-34 (в настоящее время Северо-Кавказский филиал ООО «Дорога») в г. Каменск -Шахтинский.

Расчет физической модели котла обезвоживания и нагревательных элементов выполнялся с учетом обязательных условий подобия (М.А. Михеев):

1. Геометрического подобия.

2. Сохранение физической сути процесса обезвоживания.

3. Подобия температурных полей на границах.

4. Идентичности значений определяющего критерия Ог (Грасгофа) при свободном движении жидкости.

Рис. 1. Физическая модель котла обезвоживания на разных этапах

изготовления

Экспериментальные исследования динамики энергозатрат и изменения качества битума в процессе обезвоживания проводились методом физического моделирования в статическом режиме нагрева (при свободной конвекции), для чего в физической модели котла обезвоживался битум с обводненностью 1%, 5% и 7% при удельных мощностях нагревателей 18,6 Вт/кг, 36 Вт/кг, 60 Вт/кг, 80 Вт/кг.

Из результатов экспериментальных исследований по обезвоживанию битума в статическом режиме нагрева (рис. 2) следует, что увеличение вла-госодержания в битуме приводит к существенному увеличению энергозатрат (рис. 2 А).

При этом минимизировать энергозатраты возможно за счет увеличения удельной мощности нагревателей в котле, что особенно выражено при обезвоживании битума с высокой (7%) обводненностью (рис. 2 А). Так, при увеличении удельной мощности нагревателей в котле обезвоживания в 2-4 раза энергозатраты снижаются на 50-60% (рис. 2 А), при этом существенно сокращается время обезвоживания битума, минимизируются изменения пе-нетрации при 0°С и 25°С на 1-7% (рис. 2 Б-В), изменения температуры размягчения по «КиШ» на 0,5-1% (рис. 2 Г), и температуры хрупкости на 2-4 % (рис. 2 Д).

Однако реализация метода минимизации энергозатрат при сохранении качества битума за счет увеличения мощностей нагревателей в условиях производства затруднительна, что для большинства АБЗ обусловлено ограничением единовременно потребляемой мощности.

Поэтому для реализации на производственных предприятиях наиболее применим метод минимизации энергозатрат при сохранении качества битума за счет интенсификации процесса обезвоживания путем повышения коэффициента теплоотдачи от нагревателей к битуму при создании вынужденной конвекции.

Для изучения интенсификации процесса обезвоживания битума за счет создания при нагреве вынужденной конвекции была разработана и изготовлена «виброрешетка» (рис. 3) и проведен ряд экспериментальных исследований.

«Виброрешетка» устанавливалась в физическую модель котла обезвоживания таким образом, чтобы ее колебания в области расположения нагревателей обеспечивали перемещение масс битума относительно поверхностей нагрева, что позволило повысить коэффициент теплоотдачи от нагревателей к битуму.

Экспериментальные исследования обезвоживания битума в физической модели котла в динамическом режиме нагрева (с обеспечением вынужденной конвекции) проводились при постоянной удельной мощности нагревателя, равной 18,6 Вт/кг и обводненности битума 5%. При этом для подбора наименее энергоемкого режима «виброобезвоживания» варьировались сочетания значений амплитуды (5 мм, 10 мм, 15 мм) и частоты (5 Гц, 8 Гц, 11 Гц) колебаний «виброрешетки».

1100

1000

% 900 Г

£ 800

i 700

i*6no

£ 500 &

x 400

300 200

0 10 20 30 40 SO 60 7Ф SO 90 100 Удельная мощность нагревателей, Вт/кг •

* г

♦ Ч S

—« •

• обводненность битума 1%

■ обводненность битума 5%

• обводненность битума 7%

удельна* мощность нагревателей 18,6 Вт/кг

■ удельная мощность нагревателей 36 Вт/кг

■ удельная мощность нагревателей 60 Вт/кг •удельная мощность нагревателей 80 Вт/кг

Ис 10ДН1

,.4

к г

---

О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Удельная мощность нагревателей, Вт/кг

. обводненность битума 1 % . обводнеииость битума 5% ■ об впа ней пасть битум» 7% удельны мощность нагревателей 18,6 Вт/кг

- удельная мощность нагревателей 36 Вт/кг

- цельная мощность нагревателей 60 Вт/кг ' удельная мощность нагревателей 80 Вт/кг

5 77

tLítai T--TJ Г""" ----

■ • • - обводненность битума 1% - — - обводненность битума 5%

--обводненность битума 7*/»

♦ • удельная мощность нагревателей 18,6 Вт/кг 0 - удельная мощность нагревателей 36 Bt/kv ▲ - удельная мощность нагревателей 60 Вт/кг ■ • удельная мощность нагревателей 80 Вт/кг

Удельная мощность нагревателей, Вт/кг

Сь t

1«.

Ис однь к бит M

Удельная мощность нагревателей, Вт/кг

- • - - обводненность битума 1%

- — - обводненность битума 5% —- обводненность битума 7%

♦ - унельная мощность нагревателей 18,6 Вт/кг

• - удельная мощность нагревателей 36 Вг/кг ▲ - удельная мощность нагревателей 60 Вт/кг ■ - узельлая мощность нагревателей 80 Вт/кг

« N

♦

~ ~ - - -

Ис :олнь н бит 'И

О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Удельная мощность нагревателен, Вт/кг

■ - - - обводненность битума IV« - - - обводненность битума 5% —— обводненность битума 7*/«

♦ • удельная мощность нагревателей 18,6 Вт/кг

• • удельная мощность нагревателей 36 Вт/кг А - удельная мощность нагревателей 60 Вт/кг ■ - цельная мощность нагревателей 80 Вт/кг

Рис. 2. Энергозатраты и изменения качества битума при обезвоживании в физической модели котла при удельных мощностях нагревателей 18,6 Вт/кг, 36 Вт/кг, 60 Вт/кг, 80 Вт/кг и при свободной конвекции

Результаты экспериментальных исследований по обезвоживанию битума в динамическом режиме нагрева показали возможность существенной минимизации энергозатрат при сохранении качества битума (рис. 4). Наиболее выраженное влияние на уменьшение энергозатрат (в исследуемых диапазонах частот и амплитуд) оказывает увеличение амплитуды колебания «виброрешетки» (рис. 4 А). Так, при увеличении амплитуды колебаний виброрешетки до 15 мм достигается снижение энергозатрат на 40—45% (рис. 4 А), при этом время обезвоживания битума сокращается в 1,5-1,8 раза, минимизируются изменения пенетрации при 0°С и 25°С на 3-5% (рис. 4 Б-В), температуры размягчения по «КиШ» на 0-1% (рис. 4 Г) и температуры хрупкости на 5-6 % (рис. 4 Д).

Следует отметить, что разработанный метод минимизации энергозатрат при сохранении качества битума за счет интенсификации процесса обезвоживания путем передачи колебаний «виброрешетки» битуму и повышения коэффициента теплоотдачи от нагревателей (при создании вынужденной конвекции) универсален и может использоваться с любыми системами нагрева битума (электрическими нагревателями, жаровыми трубами, масляными или паровыми регистрами), причем температура процесса «виброобезвоживания» не превышает 130°С.

Таким образом, экспериментально было подтверждено, что для минимизации энергозатрат при сохранении качества битума в процессе обезвоживания необходимо:

- минимизировать обводнение битума на этапе хранения, что в дальнейшем сократит длительность процесса обезвоживания;

- обеспечить теплоотдачу за счет вынужденной конвекции, например, путем введения «виброрешетки» в область нагрева битума и расположения нагревателей, что позволит интенсифицировать процесс обезвоживания битума и снизить его температуру до 130°С;

- повысить удельную мощность нагревателей при увеличении площади теплоотдающей поверхности, что обеспечит быстрый нагрев битума и дополнительно сократит длительность процесса обезвоживания.

Свой 'Дная КО HB КЦИЯ1

----

• • • - амплнтуаа колебаний 5 мм - - -амплитуда колебаний 10 м --амплитуда колебание 15 и

Частота колебаний, Гц

Не

2воб( иная СОН ВС ;ция

Частота колебаний, Гц

Ш &£И1 Я— --- --- ----

Своб щная KONS кция

• - амплитуда колебания 5 мм » • амплитуда колебаний 10 м — амплитуда колебаний 15 м

-амплитуда колебаний 5 мм -•мплятуаа колебаний 10« •• амплитуда колебаний 15 м

Частота колебаний, Гц

! sä

— —1 TTifT\ — —

Ис ;однь|н Бит м

Частота колебаний, Гц

— — 1 дная С0Н£€ ЩРЛ. — — —

►--- —- —,

Ис 1(ОДНЬ н бит м

• - • - амплитуда колебаний 5 мм -— - амплитуда колебаний 10 м —- амплитуда колебаний 15 м

Частота колебаний, Гц

Рис. 4. Энергозатраты и изменения качества битума при обезвоживании в физической модели котла при удельной мощности нагревателей 18,6 Вт/кг вынужденной конвекции

В третьей главе проведены расчеты и сравнительная оценка теоретических и реальных энергозатрат при обезвоживании битума в физической модели котла и установлена низкая точность классической методики расчета энергозатрат. Выполнен анализ работ С.С. Кутателадзе, Г.Н. Кружилина, Д.А. Лабунцова, A.A. Волошко, И.Н. Ильина, И.К Кикоина, М.А. Михеева, Е.И. Несиса, В.И. Толубинского, А.М. Кутепова, П.А. Павлова, В.П. Скри-пова, посвященных изучению процесса кипения, и на основе механизма кипения с учетом физической взаимосвязи влаги и пара с вязкой жидкостью получена математическая модель процесса обезвоживания вязкой жидкости.

При разработке математической модели учитывалось, что, проходя через шестеренчатый насос, вода в битуме дробится, перемешивается и почти равномерно распределяется по объему битума. При температуре обезвоживания плотности воды и битума отличаются незначительно и водные включения в расплавленном битуме, находясь во взвешенном состоянии, за счет сил поверхностного натяжения приобретают формы сфер (рис. 5).

Рис. 5. Водное включение в битуме

Известно, что на каждое водное включение в битуме действует давление, определяющееся суммой атмосферного, гидростатического и лапласов-ского давлений (рис. 6)

Рбв = Ратм + Ргидр + Рмш = Рвтм + РбТЬ + , Па, (1)

где Ратм, Па - атмосферное давление, действующее на поверхность битума;

Ргидр= Рб'ё'кв, Па - гидростатическое давление столба битума; Рлап ~ —, Па - лапласовское давление за счет кривизны по-

верхности на границе вода - битум;

рб, кг/м3 - плотность битума; g - 9,8 м/с2 - ускорение свободного падения;

he, м - высота столба битума;

авб, Па-с - коэффициент поверхностного натяжения на границе вода - битум;

1 ГЗпиГ

, м - начальный радиус водного включения;

тв0, кг - масса водного включения до первого вскипания; ре, кг/м3 - плотность воды.

Температура насыщения паров воды 1нас (температура кипения) определяется значением внешнего давления Р&г и начальными параметрами процесса обезвоживания битума

Сс=/(Р6*Л°С. (2)

Вокруг каждого водного включения имеется пограничный слой битума, через который тепло от «свободного» битума передается теплопроводностью, а нагрев «свободной» битумной массы от поверхности нагревателей осуществляется за счет конвекции (рис. 7).

Пограничный Спой Вода !

Теплопроводность '

■ !

Битум |

Конвективная |

теплоотдача I

I Ггг. !

I тэн | :

Рис. 7. Механизм передачи тепла в водное включение

Тогда тепловой поток к водному включению через пограничный слой битума определяется по формуле предложенной С.С. Кутателадзе

К К+ы

где Хб, Вт/м-°С - коэффициент теплопроводности битума;

А1, м - толщина пограничного слоя битума на поверхности водного включения;

ní 3(mg0 - i • Атв1)

Re =з-—-—, м - радиус водного включения после об-

V Лп-Ре

разования ¿-го парового пузыря;

те0, кг - начальная масса водного включения; 4 з

Ame¡= — 7t • Rom • рп, кг - масса воды для образования парового

пузыря отрывного радиуса Rom', i - номер вскипания;

Rom = 0,57325-в•л[авп/(ре -pn)g , м -радиус парового пузыря в момент отрыва (A.M. Кутепов, М.А. Михеев); в, рад - краевой угол смачивания;

0ет Н/м - поверхностное натяжение на границе вода - пар; ре, кг/м3 - плотность воды; р„, кг/м3 - плотность пара; g = 9,8 м/с2 - ускорение свободного падения;

А('б, °С - разность температур между «свободным» битумом снаружи пограничного слоя и температурой насыщения в водном включении

¿4=-—>°с> (4)

сб-тб

где Q'6, Дж - количество тепла на нагрев «свободного» битума; с6, Дж/кг-°С - коэффициент теплоемкости битума; тб, кг - масса «свободного» битума.

Количество тепла на нагрев «свободного» битума при образовании /-го парового пузыря, с учетом, что тепло выделяемое нагревателями расходуется также на нагрев пограничного слоя, кипение водных включений и компенсацию тепловых потерь, определяется

Q'ó^QÍ-íqL+QI+QL),^ (5)

где Q'H, Дж - количество тепла, воспринятое битумом от нагревателей,

QÍ = ocH-SH(tH-t6)t¡,J¡^, (6)

ан, Вт/м2-°С - коэффициент теплоотдачи от поверхности нагревателей к битуму;

SH, м2 - площадь поверхности нагревателей; (tH — ig), "С- температурный напор между поверхностью нагревателя и битумом (температура поверхности tH нагревателя в частности зависит от его мощности Р„ и площади поверхности SH)\

t¡, с - время образования /-го парового пузыря;

Q'6n, Дж - количество тепла на догрев битума в пограничном слое At'

до температуры (tHac + s ), 2

0^п=с6-тбп-А11б~0^1,Дж, (7)

тб„, кг - масса битума в пограничном слое;

Qln, Дж - количество тепла, затраченное на компенсацию тепловых потерь с поверхности котла,

ап, Вт/м2-°С - коэффициент теплоотдачи от поверхности котла к окружающей среде;

, м2 - площадь поверхности котла; ('и — О» _ температурный напор между поверхностью котла и окружающей средой;

0^пб, Дж - количество тепла, необходимое для образования в водном включении и выделении г'-го парового пузырька определяется

йпв=е;+е;+&+&+е;+. д*. (9)

где количество тепла, необходимое для расширения пара и создания ¡'-го парового пузыря начального радиуса Якр, определяется по формуле предложенной П.А. Павловым

^ \Рв Рп)

где АР1 = (рв/(рв - р^), Н/м2 - избыточное давление пара;

кр

П1 2 ' ^ипг „

Ккр =- . , м - начальный радиус г-го парового пузыря при

Г-Ыб'Рп

появлении на центре парообразования;

Iнас, °к - абсолютная температура насыщения; г, Дж/кг - теплота парообразования; Д^, °К - температурный напор; рт кг/м3 - плотность пара; рв, кг/м3 - плотность воды;

V = ^я ■ {Як^, м3 - объем г'-го парового пузыря начального радиуса Я'кр.

Количество тепла на испарение воды в г'-й паровой пузырь при его росте до отрывного радиуса Яот определяется

е;=ые-г-г, дж, (п)

где Ат'в = ~ (й^р ^ , кг - приращение массы г'-го парового

пузыря при изменении его радиуса от начального Якр до отрывного Кот.

Количество тепла, необходимое для создания межфазной поверхности вода - пар, определяется по формуле предложенной В.П. Скриповым

Qi = oenSen = am-4/rRgm, Дж,

(12)

где Sen = 47rRom, m2 - площадь поверхности парового пузыря отрывного радиуса Rom.

Количество тепла для преодоления сил вязкости воды при росте парового пузыря определяется

Qa = Fem- Km = бя-

V 2 У

rje-v-Rom, Дж,

(13)

где Fem = бл"

' D Л от

V 2 У

7в ■ L>, Н - сила вязкого трения;

^ Rnr, ^

м - осредненныи радиус парового пузыря;

V У

>7в, Па-с - коэффициент динамической вязкости воды; / \

—— За, м/с - скорость расширения пузыря;

\Кт J

/?2 ~ 6 - коэффициент пропорциональности;

а, м2/с - температуропроводность воды;

Ля = св'А(/г)'(рв/рп) - число Якоба;

с„, Дж/кг-°С - теплоемкость воды. Количество тепла на преодоление сил вязкости битума при расширении водного включения в момент роста г'-го парового пузыря определяются

65 = Кт^б)' =

=6яг

^-opM + Rl-R^

, Дж, (14)

где Fw® = бл-

Т]б-о'в, Н - сила вязкого трения при

расширении водного включения в битуме;

, м - осредненный радиус водного включения;

м - приращение радиуса водного включения при образовании в нем г'-го парового пузыря отрывного радиуса

-^ОШ)

г)е, Па-с - коэффициент динамической вязкости битума;

i /

Ов = —2—-, м/с - средняя скорость роста радиуса водного вклю-^от

чения.

Количество тепла для увеличения межфазной поверхности вода (пар) - битум на площадь AS'e^g при каждом образовании i'-го парового пузыря определяется по формуле В.П. Скрипова

Qi = (7ф)б • ASiin)6 = ae(n)0-[-A7t{(R^ j+ Дж, (15)

где cre(n)6, Н/м - осредненный коэффициент поверхностного натяжения на границе вода (пар) - битум;

AS'e(nj6 = AS'e + Ssr¡, м2 - суммарное приращение площади поверхности водного включения и г'-го парового пузыря в момент отрыва;

AS'e = - {r^Jj, м2 - приращение площади поверхно-

сти водного включения в момент отрыва г'-го парового пузыря; ní , 13(me0 - i ■ Ат.Л

К„ = з-—-—, м - радиус водного включения после от-

e v Ап'Рв

рыва i-го парового пузыря.

Время образования и отделения от водного включения каждого г'-го парового пузыря определяется отношением количества тепла на образование z-ro парового пузыря к тепловому потоку в водное включение

Гг.=^,с. (16)

Общее время обезвоживания битума определяется суммарным временем образования всех г-х паровых пузырей в среднестатистическом водном включении до полного его испарения

/=1

где т;, с - время образование г'-го парового пузыря;

п — --количество паровых пузырей, образующихся в одном

водном включении.

Следовательно, энергозатраты на обезвоживание битума определяются мощностью нагревателей в котле и временем протекания процесса

воб=Рн-Тоб=Ри-£$Г>ЯХ- О»)

/=1 к'

Расчеты энергозатрат с использованием математической модели и сравнительная оценка расчетных энергозатрат с реальными энергозатратами при физическом моделировании процесса обезвоживания битума в котле показали, что при учете особенностей механизма кипения и физической взаимосвязи воды и пара с вязкой жидкостью точность энергетических расчетов существенно повышается.

В четвёртой главе на основе проведенных экспериментальных и теоретических исследований технологий и оборудования хранения и обезвоживания битума установлено, что для снижения энергозатрат при сохранении качества битума в процессе обезвоживания необходимо:

- минимизировать обводнение битума при его хранении, что может достигаться, например эксплуатацией наземных или модернизацией ямных битумохранилищ;

- интенсифицировать процесс обезвоживания битума за счет увеличения коэффициента теплоотдачи от нагревателей к битуму.

Поэтому на первом этапе разработаны конструкции ямного и трех наземных битумохранилищ, исключающих возможность обводнения битума грунтовыми водами при хранении, что позволяет в дальнейшем существенно снизить энергозатраты на подготовку битума при выпаривании влаги, а также сохранить его качество.

На втором этапе разработаны конструкции высокоэффективных энергосберегающих котла обезвоживания вязких жидкостей (рис. 8), агрегата обезвоживания вязких жидкостей (рис. 9), устройства обезвоживания битума (рис. 10) и роторного устройства обезвоживания вязких жидкостей (рис.

Рис. 8. Котел обезвоживания вязких жидкостей:

1 - теплоизолированная емкость; 2 - люк; 3, 4, 17, 18 - патрубки; 5 - нагревательные элементы; б - датчик уровня; 7 - датчик температуры; 8, 9 - кран; 10 - вибратор; 11 -камера сбора конденсата; 12 - холодильник; 13 - клапан; 14 - вентилятор; 15 - вибрирующая решетка; 16 - шток; 19 - трубопровод

Рис. 9. Агрегат обезвоживания вязких жидкостей:

1 - котел нагрева; 2 - дымоход; 3 - направляющие; 4 - схема движения топочных газов; 5 - топка; 6 - форсунка; 7 - дутьевой вентилятор; 8 - трубы нагрева; 9, 10 - расходно -приемные емкости; 11 - емкость сбора пены; 12- электронагреватели; 13 - система автоматического регулирования и контроля температуры; 14 - система автоматического контроля уровня; 15 - лоток обезвоживания; 16 - решетчатая перегородка; 17 - герметичные оребренные ТЭНы; 18 - калорифер; 19 - сетки; 20 - устройство распределения; 21 - слив; 22 - насос; 23-25 - трехходовые краны

Рис. 10. Устройство обезвоживания битума;

1 - емкость обезвоживания; 2 - люк; 3 - крышка; 4 - датчик уровня; 5, 18, 19 - нагреватели; б - пароотвод; 7 - конденсатор; 8 - охладитель; 9, 12, 20, 21 - патрубок; 10,13, 22, 23 - кран; 11 - трубопровод; 14 - вакуум насос;

15 - расходная емкость; 16 - стабилизатор расхода; 17 - приемная емкость; 24 - держатели; 25, 26 - бортики; 27 - лоток; 28 - оребренные ТЭНы; 29 - мачта; 30 - ИК - нагреватели

1 - каркас; 2 - двигатель; 3 - вал; 4 - система центрирующих подшипников; 5 - конический ротор; 6 - приемный лоток; 7 - устройство вертикального перемещения; 8 - дно; 9 - патрубок для слива обезвоженной вязкой жидкости; 10 - приемная емкость; 11 - приемный лоток выделенной влаги; 12 - патрубок для слива отделенной влаги;

13 - приемная емкость; 14 - регулируемое устройство ввода вязкой жидкости; 15 - трубопровод; 16 - вентильное устройство; 17 - напорная емкость; 18 - устройства регулировки по высоте; 19 - механические активаторы; 20 - проволочные ворсинки

Наиболее простым в изготовлении и эксплуатации является котел обезвоживания вязких жидкостей (рис. 8), позволяющий:

- снизить энергозатраты в 1,3-1,6 раза и сократить время обезвоживания вязких жидкостей;

- сохранить качество обезвоживаемой вязкой жидкости;

- улучшить экологию в рабочей зоне.

Минимизация энергозатрат при сохранении качества битума в процессе эксплуатации котла обезвоживания вязких жидкостей достигается за счет повышения коэффициента теплоотдачи от нагревателей к битуму при введения в котел в локальную область нагрева битума и расположения нагревателей «виброрешетки», создающей вынужденную конвекцию, а также принудительным отведением и улавливанием паров испаряющейся влаги.

Котел обезвоживания вязких жидкостей может быть реализован как в заводском исполнении, так и путем модернизации существующих котлов обезвоживания с различными системами нагрева (электрическими нагревателями, масляными или паровыми регистрами, жаровыми трубами), и полностью автоматизирован.

В пятой главе представлены результаты производственного внедрения, а также сравнительной оценки энергозатрат и изменения качества би-

тума при эксплуатации существующего котла обезвоживания и котла обезвоживания модернизированного установкой «виброрешетки».

На АБЗ ГУП РО «Целинское ДРСУ» (п. Целина) на основании патента РФ (положительное решение по заявке № 2010126645) разработана и установлена в существующий котел обезвоживания «виброрешетка», обеспечивающая интенсификацию процесса обезвоживания путем повышения коэффициента теплоотдачи от нагревателей к битуму при создании вынужденной конвекции.

Как показали результаты натурных исследований и сравнительной оценки, эксплуатация модернизированного котла обезвоживания позволила сократить энергозатраты (в среднем до 41 кВт-час на тонну обезвоживаемого битума) и время обезвоживания в 1,3-1,4 раза при сохранении качества битума (изменения пенетрации битума при 0°С и 25°С снизились на 4060%). Таким образом, цель диссертационной работы - минимизация энергозатрат при сохранении качества битума в процессе обезвоживания - выполнена.

Экономический эффект от внедрения «виброрешетки» в котел обезвоживания за счет снижения энергозатрат составляет 106247 руб./мес., а за счет сохранения качества битума в процессе обезвоживания -235000 руб./мес., что только на одном АБЗ производительностью 50 тонн/час позволит сэкономить в год более 2 700 000 руб.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Проведен анализ современного оборудования, применяемого для обезвоживания битума, и установлено, что для выпаривания влаги из битума в основном эксплуатируются котлы, при этом процесс обезвоживания битума в котлах характеризуется значительными энергозатратами и приводит к снижению качества битума.

2. Проведены натурные исследования процесса обезвоживания битума в котлах на АБЗ г. Каменск - Шахтинска, Аксая, Азова, Ростова-на-Дону, п. Целина и установлено, что процесс нагрева битума при обезвоживании происходит крайне неравномерно, а распределение температур во многом определяется режимом работы нагревателей. При этом увеличение обводненности битума приводит не только к росту энергозатрат на обезвоживание, но и снижению качества битума.

3. Методом физического моделирования проведены исследования процесса обезвоживания битума при статическом и динамическом режимах нагрева, а также разработаны методы минимизации энергозатрат при сохранении качества битума в процессе обезвоживания при свободной и вынужденной конвекциях.

4. Получена математическая модель процесса обезвоживания битума на основе механизма кипения с учетом физической взаимосвязи влаги и пара с вязкой жидкостью. Использование полученной математической модели позволяет повысить точность энергетических расчетов.

5. Разработаны конструкции устройств, минимизирующих энергозатраты и сохраняющих качество битума при обезвоживании, а также конструкции устройств, минимизирующих обводнение битума при хранении. На все разработанные конструкции получены патенты.

6. На АБЗ ГУП РО «Целинское ДРСУ» (п. Целина) на основании патента РФ (положительное решение по заявке № 2010126645) произведено внедрение устройства, минимизирующего энергозатраты при сохранении качества битума в процессе обезвоживания. Экономический эффект от внедрения устройства только на одном АБЗ производительностью 50 тонн/час составляет в год более 2 700 000 руб.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих

работах:

Публикации в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендуемых ВАК РФ

1. Мелихов, О.О. Минимизация энергозатрат при обезвоживании битума на АБЗ / О.О. Мелихов // Известия ОрёлГТУ. Серия «Строительство и реконструкция». - Орёл: ГТУ, 2009. - № 4/24 (572) 2009 (июль-август). - С. 65-70.

2. Мелихов, О.О. Снижение энергозатрат и сохранение качества битума при обезвоживании / О.О. Мелихов // Вестник ВолгГАСУ. Серия «Строительство и архитектура» - Волгоград: ВолгГАСУ, 2010. - Вып. 18 (37). - С. 93-97.

Патенты

3. Патент 66353 РФ, МПК Т01С 19/45. Устройство минимизации старения битума в рабочем котле / Ю.Я. Никулин, О.О. Мелихов, С.С. Саенко и др. - № 2707112636/22; заявл. 04.04.2007; опубл. 10.09.2007, Бюл. № 25.

4. Патент 70520 РФ, МПК Е01С 19/08. Устройство обезвоживания вязких жидкостей / Ю.Я. Никулин, А.Г. Сукиязов, О.О. Мелихов. - № 2007155719/22; заявл. 26.09.2007; опубл. 27.01.2008, Бюл. № 3.

5. Патент 2322477 РФ, МПК С10С 3/12, Е01С 19/08. Устройство минимизации старения битума в рабочем котле / Ю.Я. Никулин, С.К. Илиопо-лов, О.О. Мелихов и др. - № 2006139252/03; заявл. 07.11.2006; опубл. 20.04.2008, Бюл. №11.

6. Патент 77292 РФ, МПК Е01С 19/08. Наземное битумохранилище / Ю.Я. Никулин, О.О. Мелихов. - № 2008124351/22; заявл. 16.06.2008; опубл. 20.10.2008, Бюл. №29.

7. Патент 80463 РФ, МПК Е01С 19/08. Ямное битумохранилище / В.В. Шинтяпкин, О.О. Мелихов, Ю.Я. Никулин. - № 2008136235/22; заявл. 08.09.2008; опубл. 10.02.2009, Бюл. № 4.

8. Патент 2359080 РФ, МПК Е01С 19/08. Устройство обезвоживания битума / Ю.Я. Никулин, JI.B. Еремина, О.О. Мелихов и др. - № 2007143826/03; заявл. 26.11.2007; опубл. 20.06.2009, Бюл. № 17.

9. Патент 84016 РФ, МПК С10С 3/12, Е01С 19/08. Наземное битумо-хранилище / В.В. Шннтяпкин, О.О. Мелихов, Ю.Я. Никулин и др. - № 2009108937/22; заявл. 10.03.2009; опубл. 27.06.2009, Бюл. № 18.

10. Патент 84025 РФ МПК Е01С 19/08. Агрегат обезвоживания вязких жидкостей / Ю.Я. Никулин, О.О. Мелихов, С.С. Саенко и др. - № 2009103274/22; заявл. 02.02.2009; опубл. 27.06.2009, Бюл. № 18.

11. Патент 86196 РФ, МПК Е01С 19/08. Наземное битумохранилище / Ю.Я. Никулин, С.С. Саенко, О.О. Мелихов. - № 2009118791/22; заявл. 18.05.2009; опубл. 27.08.2009, Бюл. № 24.

12. Патент РФ (положительное решение по заявке № 2010126645), МПК Е01С 19/08. Котел обезвоживания вязких жидкостей / С.А. Метревели,' О.О. Мелихов, Ю.Я. Никулин.

Публикации в других научных изданиях

13. Никулин, Ю.Я. Устройство минимизации старения битума в рабочем котле / Ю.Я. Никулин, С.С. Саенко, О.О. Мелихов // «Строительство -2007»: Материалы Международной научно-практической конференции. -Ростов-на-Дону: РГСУ, 2007. - С. 24-26.

14. Мелихов, О.О. СВЧ - энергия в дорожном хозяйстве / О.О. Мелихов // Изв. Рост. гос. строит, ун-та, 2008. - № 12. - С. 375-376.

15. Никулин, Ю.Я. СВЧ - обезвоживание для наземных битумохрани-лищ / Ю.Я. Никулин, О.О. Мелихов // «Строительство - 2008»: Материалы Международной научно-практической конференции. - Ростов-на-Дону: РГСУ,2008.-С. 20-21.

16. Никулин, Ю.Я. Установка обезвоживания вязких жидкостей / Ю.Я. Никулин, А.Г. Сукиязов, О.О. Мелихов // «Строительство - 2008»: Материалы Международной научно-практической конференции. - Ростов-на-Дону: РГСУ, 2008. - С. 22-23.

17. Никулин, Ю.Я. Особенности обезвоживания битума / Ю.Я. Никулин, О.О. Мелихов // «Строительство - 2008»: Материалы Международной научно-практической конференции. - Ростов-на-Дону: РГСУ, 2008. - С. 2425.

18. Мелихов, О.О. Влияет ли обезвоживание на качество битума / О.О. Мелихов // Изв, Рост. гос. строит, ун-та, 2009. - № 13. - С. 290.

19. Илиополов, С.К. Влияние обезвоживания на качество битума / С.К. Илиополов, О.О. Мелихов // Строительство - 2009: Материалы юбилейной Международной научно-практической конференции. - Ростов-на-Дону: РГСУ, 2009.-С. 40-41.

20. Шинтяпкин, В.В. Модернизация ямных битумохранилищ / В.В Шинтяпкин, Ю.Я. Никулин, О.О. Мелихов // «Строительство - 2009»: Материалы юбилейной Международной научно-практической конференции. -Ростов-на-Дону: РГСУ, 2009. - С. 44-45.

21. Никулин, Ю.Я. Наземное битумохранилище с СВЧ - обезвоживанием / Ю.Я. Никулин, О.О. Мелихов // «Строительство - 2009»: Материалы

юбилейной Международной научно-практической конференции. - Ростов-на-Дону: РГСУ, 2009. - С. 46-47.

22. Никулин, Ю.Я. Агрегат обезвоживания вязких жидкостей / Ю.Я. Никулин, О.О. Мелихов, С.С. Саенко и др. // «Строительство - 2010»: Материалы Международной научно-практической конференции. - Ростов-на-Дону: РГСУ, 2010. - С. 33-34.

23. Метревели, С.А. Пути повышения производительности при заборе битума из приямка / С.А. Метревели, О.О. Мелихов // «Строительство -2010»: Материалы Международной научно-практической конференции. -Ростов-на-Дону: РГСУ, 2010. - С. 37-38.

24. Метревели, С.А. Снижение забора влаги с битумом из хранилища в приямок /' С.А. Метревели, О.О. Мелихов // «Строительство - 2010»: Материалы Международной научно-практической конференции. - Ростов-на-Дону: РГСУ, 2010. - С. 36-37.

25. Мелихов, О.О. Снижение энергозатрат при обезвоживании битума / О.О. Мелихов // Изв. Рост. гос. строит, ун-та, 2010. -№ 13. - С.___. (в печати).

Подписано в печать 14.09.10.

Формат 60x84 /16. Бумага писчая. Ризограф.

Уч. - изд. л. 1,7. Тираж 100 экз. Заказ 704.

Редакционно-издательский центр

Ростовского государственного строительного университета 344022, Ростов - на - Дону, ул. Социалистическая, 162.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Мелихов, Олег Олегович

ВВЕДЕНИЕ.

ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Анализ оборудования используемого для обезвоживания битума на АБЗ.

1.2. Натурные исследования процесса обезвоживания битума в котле на АБЗ.

1.2.1. Методика проведения натурных исследований.

1.2.2. Разработка аппаратуры и измерение динамики температурных полей процесса обезвоживания битума.

1.2.3. Анализ энергозатрат при существующей технологии обезвоживания битума.

1.2.4. Оценка изменения качества битума при обезвоживании.

1.3. Цель и задачи исследования.

ГЛАВА II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОБЕЗВОЖИВАНИЯ БИТУМА В ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ КОТЛА.

2.1. Разработка физической модели котла обезвоживания.

2.2. Экспериментальные исследования процесса обезвоживания битума в физической модели котла.

2.2.1. Экспериментальные исследования динамики энергозатрат и изменения качества битума при статическом режиме нагрева.

2.2.2. Экспериментальные исследования динамики энергозатрат и изменения качества битума при динамическом режиме нагрева.

ГЛАВА III. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ И ОЦЕНКА ЭНЕРГОЗАТРАТ ПРОЦЕССА ОБЕЗВОЖИВАНИЯ БИТУМА.

3.1. Оценка энергозатрат при обезвоживании битума в физической модели котла по классической методике.

3.2. Математическая модель процесса обезвоживания битума на основе механизма кипения с учетом физической взаимосвязи влаги и пара с вязкой жидкостью.

3.2.1. Механизм процесса кипения и его математическое описание

3.2.2. Особенности математической модели процесса обезвоживания битума.

3.3. Расчет энергозатрат при обезвоживании битума в физической модели котла с использованием математической модели.

ГЛАВА IV. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ПРИ РАЗРАБОТКЕ УСТРОЙСТВ, МИНИМИЗИРУЮЩИХ ЭНЕРГОЗАТРАТЫ ПРИ СОХРАНЕНИИ КАЧЕСТВА БИТУМА.

4.1. Устройства минимизации энергозатрат при сохранении качества битума в процессе обезвоживания.

4.1.1. Котел обезвоживания вязких жидкостей.

4.1.2. Агрегат обезвоживания вязких жидкостей.

4.1.3. Устройство обезвоживания битума.

4.1.4. Роторное устройство обезвоживания вязких жидкостей.

4.2. Устройства минимизации обводнения битума при хранении.

4.2.1. Ямное битумохранилище.

4.2.2. Наземное битумохранилище.

4.2.3. Наземное битумохранилище.

4.2.4. Наземное битумохранилище с СВЧ - обезвоживанием.

ГЛАВА V. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ВНЕДРЕНИЯ И ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ.

5.1. Практическое использование результатов исследования.

5.2. Экономический эффект от внедрения результатов исследования.

Введение 2010 год, диссертация по строительству, Мелихов, Олег Олегович

Россия располагает огромным неиспользуемым потенциалом энергосбережения, который сопоставим с приростом производства всех первичных энергетических ресурсов, вследствие чего снижение энергозатрат и повышение энергетической эффективности крайне важны и определены Президентом Российской Федерации в качестве одного из приоритетных направлений инновационного развития страны.

Цель работы - разработка методов и устройств, минимизирующих энергозатраты при сохранении качества битума в процессе его обезвоживания.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- произвести натурные исследования процесса обезвоживания битума;

- исследовать динамику энергозатрат и изменения качества битума при обезвоживании методом физического моделирования;

- разработать математическую модель процесса обезвоживания битума на основе механизма кипения и с учетом физической взаимосвязи влаги и пара с вязкой жидкостью;

- разработать методы минимизации энергозатрат при сохранении качества битума в процессе обезвоживания при статическом (свободной конвекции) и динамическом (вынужденной конвекции) режимах нагрева;

- разработать устройства минимизации энергозатрат при сохранении качества битума в процессе обезвоживания, а также минимизации обводнения битума при хранении;

- выполнить производственное внедрение устройства, обеспечивающего минимизацию энергозатрат при сохранении качества битума в процессе обезвоживания, и оценить его экономическую эффективность.

Научная новизна работы состоит в том, что:

Практическое значение работы:

- выполнены расчёты экономического эффекта, согласно которым внедрение устройства, минимизирующего энергозатраты при сохранении качества битума в процессе обезвоживания, позволит только на одном асфальтобетонном заводе (АБЗ) производительностью 50 тонн/час сэкономить в год более 2 700 ООО руб.;

- получены патенты РФ № 66353 от 10.09.2007 г., РФ № 70520 от

27.01.2008 г., РФ № 2322477 от 20.04.2008 г., РФ № 77292 от 20.10.2008 г., РФ № 80463 от 10.02.2009 г., РФ № 2359080 от 20.06.2009 г., РФ № 84016 от

27.06.2009 г., РФ № 84025 от 27.06.2009 г., РФ № 86196 от 27.08.2009 г., РФ (положительное решение по заявке № 2010126645).

На защиту выносятся:

- методика проведения и результаты натурных экспериментальных исследований процесса обезвоживания битума на асфальтобетонных заводах;

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на международных научно-практических конференциях «Строительство» (г. Ростов-на-Дону, 2008 г., 2009 г., 2010 г.), а также в 10 патентах.

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в следующих работах:

Публикации в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендуемых ВАК РФ

1. Мелихов, О.О. Минимизация энергозатрат при обезвоживании битума на АБЗ / О.О. Мелихов // Известия ОрёлГТУ. Серия «Строительство и реконструкция». - Орёл: ГТУ, 2009. - №4/24 (572) 2009 (июль-август). - С. 65-69.

2. Мелихов, О.О. Снижение энергозатрат и сохранение качества битума при обезвоживании / О.О. Мелихов // Вестник ВолгГАСУ. Серия «Строительство и архитектура». - Волгоград: ВолгГАСУ, 2010. - Вып. 18 (37). - С. 93-97.

Патенты

3. Патент 66353 РФ, МПК ТОЮ 19/45. Устройство минимизации старения битума в рабочем котле / Никулин Ю.Я., Мелихов О.О., Саенко С.С., Шамраев Г.Л. № 2707112636/22; заявл. 04.04.2007; опубл. 10.09.2007, Бюл. № 25.

4. Патент 70520 РФ, МПК Е01С 19/08. Устройство обезвоживания вязких жидкостей / Никулин Ю.Я., Сукиязов А.Г., Мелихов О.О. № 2007155719/22; заявл. 26.09.2007; опубл. 27.01.2008, Бюл. № 3.

5. Патент 2322477 РФ, МПК С10С 3/12, Е01С 19/08. Устройство минимизации старения битума в рабочем котле / Никулин Ю.Я., Илиополов С.К., Мелихов О.О., Саенко С.С., Ростовский государственный строительный университет. № 2006139252/03; заявл. 07.11.2006; опубл. 20.04.2008, Бюл. № И.

6. Патент 77292 РФ, МПК Е01С 19/08. Наземное битумохранилище / Никулин Ю.Я., Мелихов О.О. № 2008124351/22; заявл. 16.06.2008; опубл. 20.10.2008, Бюл. №29.

7. Патент 80463 РФ, МПК Е01С 19/08. Ямное битумохранилище / Шинтяпкин В.В., Мелихов О.О., Никулин Ю.Я. № 2008136235/22; заявл. 08.09.2008; опубл. 10.02.2009, Бюл. № 4.

8. Патент 2359080 РФ, МПК Е01С 19/08. Устройство обезвоживания битума / Никулин Ю.Я., Еремина JI.B., Мелихов О.О., Саенко С.С., Гутикова Л.И., Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ростовский государственный строительный университет» (РГСУ). № 2007143826/03; заявл. 26.11.2007; опубл. 20.06.2009, Бюл. № 17.

9. Патент 84016 РФ, МПК С10С 3/12, Е01С 19/08. Наземное битумохранилище / Шинтяпкин В.В., Мелихов О.О., Никулин Ю.Я., Рожков A.B. № 2009108937/22; заявл. 10.03.2009; опубл. 27.06.2009, Бюл. № 18.

10. Патент 84025 РФ МПК Е01С 19/08. Агрегат обезвоживания вязких жидкостей / Никулин Ю.Я. Мелихов О.О., Саенко С.С., Гутикова Л.И. № 2009103274/22; заявл. 02.02.2009; опубл. 27.06.2009, Бюл. № 18.

11. Патент 86196 РФ, МПК Е01С 19/08. Наземное битумохранилище / Никулин Ю.Я., Саенко С.С., Мелихов О.О. № 2009118791/22; заявл. 18.05.2009; опубл. 27.08.2009, Бюл. № 24.

12. Патент РФ (положительное решение по заявке № 2010126645), МПК Е01С 19/08. Котел обезвоживания вязких жидкостей / С.А. Метревели, О.О. Мелихов, Ю.Я. Никулин.

Публикации в других научных изданиях

13. Никулин, Ю.Я. Устройство минимизации старения битума в рабочем котле / Ю.Я. Никулин, С.С. Саенко, О.О. Мелихов // «Строительство

- 2007»: Материалы Международной научно-практической конференции. -Ростов-на-Дону: РГСУ, 2007. - С. 24-26.

14. Мелихов, О.О. СВЧ - энергия в дорожном хозяйстве / О.О. Мелихов // Изв. Рост. гос. строит, ун-та, 2008. - № 12 - С. 375-376.

15. Никулин, Ю.Я. Особенности обезвоживания битума / Ю.Я. Никулин, О.О. Мелихов // «Строительство - 2008»: Материалы Международной научно-практической конференции. - Ростов-на-Дону: РГСУ, 2008. - С. 24-25.

16. Никулин, Ю.Я. СВЧ - обезвоживание для наземных битумохранилищ / Ю.Я. Никулин, О.О. Мелихов // «Строительство - 2008»: Материалы Международной научно-практической конференции. - Ростов-на-Дону: РГСУ, 2008. - С. 20-21.

17. Никулин, Ю.Я. Установка обезвоживания вязких жидкостей / Ю.Я. Никулин, А.Г. Сукиязов, О.О. Мелихов // «Строительство - 2008»: Материалы Международной научно-практической конференции. - Ростов-на-Дону: РГСУ, 2008. - С. 22-23.

18. Илиополов, С.К. Влияние обезвоживания на качество битума / С.К. Илиополов, О.О. Мелихов // Строительство - 2009: Материалы юбилейной Международной научно-практической конференции. - Ростов-на-Дону: РГСУ, 2009.-С. 40-41.

19. Мелихов, О.О. Влияет ли обезвоживание на качество битума / О.О. Мелихов // Изв. Рост. гос. строит, ун-та, 2009. - № 13 - С. 290.

20. Никулин, Ю.Я. Наземное битумохранилище с СВЧ обезвоживанием / Ю.Я. Никулин, О.О. Мелихов // «Строительство - 2009»: Материалы юбилейной Международной научно-практической конференции.

- Ростов-на-Дону: РГСУ, 2009. - С. 46-47.

21. Шинтяпкин, В.В. Модернизация ямных битумохранилищ / В.В Шинтяпкин, Ю.Я. Никулин, О.О. Мелихов // «Строительство - 2009»: Материалы юбилейной Международной научно-практической конференции. - Ростов-на-Дону: РГСУ, 2009. - С. 44-45.

22. Мелихов, О.О. Снижение энергозатрат при обезвоживании битума О.О. Мелихов // Изв. Рост. гос. строит, ун-та, 2010. - № 13. - С.. (в печати).

23. Метревели, С.А. Снижение забора влаги с битумом из хранилища в приямок / С.А. Метревели, О.О. Мелихов // «Строительство - 2010»: Материалы Международной научно-практической конференции. - Ростов-на-Дону: РГСУ, 2010. - С. 36-37.

24. Метревели, С.А. Пути повышения производительности при заборе битума из приямка / С.А. Метревели, О.О. Мелихов // «Строительство -2010»: Материалы Международной научно-практической конференции. -Ростов-на-Дону: РГСУ, 2010. - С. 37-38.

25. Никулин, Ю.Я. Агрегат обезвоживания вязких жидкостей / Ю.Я. Никулин, О.О. Мелихов, С.С. Саенко и др. // «Строительство - 2010»: Материалы Международной научно-практической конференции. - Ростов-на-Дону: РГСУ, 2010. - С. 33-34.

ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ d— диаметр, м. / — длина, м. h - высота, м.

AI-толщина пограничного слоя, м. R - радиус, м. S — площадь, м2. V- объём, м3. т — масса, кг. Р - давление, Па.

АР - избыточное давление пара, Н/м . t - температура, °С, °К.

At - температурный напор, °С.

-плотность, кг/м3. а - поверхностное натяжение, Н/м. г - удельная теплота парообразования, Дж/кг. а - температуропроводность, м2/с. а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2-°С).

Я - коэффициент теплопроводности, Вт/(м-°С).

Fem - сила вязкого трения, Н. ц — коэффициент динамической вязкости, Па-с.

Q - количество тепла, Дж, Вт-час.

W- теп л опой поток, Вт.

Rn - электрическое сопротивление, Ом.

UH — напряжение, В.

1Н - сила тока , А.

Рн - мощность нагревателей, Вт, кВт. и — скорость, м/с. g - ускорение силы тяжести, м/с2, т, - время с, час. от - частота отрыва паровых пузырей, с"1. О— краевой угол смачивания, рад. с • А/ £> . За ----— - число Якоба.

Г Рп

Заключение диссертация на тему "Минимизация энергозатрат и сохранение качества битума при обезвоживании"

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Проведен анализ современного оборудования применяемого для обезвоживания битума и установлено, что для выпаривания влаги из битума в основном эксплуатируются котлы, при этом процесс обезвоживания битума в котлах характеризуется значительными энергозатратами и приводит к снижению качества битума.

2. Проведены натурные исследования процесса обезвоживания битума в котлах на АБЗ г. Каменск - Шахтинска, г. Аксая, г. Азова, г. Ростова-на-Дону, п. Целина, и установлено, что процесс нагрева битума при обезвоживании происходит крайне неравномерно, а распределение температур и во многом определяется режимом работы нагревателей. При этом увеличение обводненности битума приводит не только росту энергозатрат на обезвоживание, но и снижению качества битума.

включения.

Достигнув отрывного радиуса Rom паровой пузырь за счет архимедовой силы выделяется из водного включения в битум, при этом создается новая межфазная поверхность вода (пар) — битум. Количество тепла для увеличения межфазной поверхности вода (пар) - битум на площадь АSle^6 при каждом отрыве /-го парового пузыря определяется

06 = сг.(„)б • ASi(n)6 = °-в(п)б ' 1 - {к 1) + 4яЯ1 j, Дж, где ов(П)б, Н/м - осредненный коэффициент поверхностного натяжения на границе вода (пар) - битум; в(п)б = ^в + , м2 - суммарное приращение площади поверхности водного включения и /-го парового пузыря в момент отрыва;

АSle = -An J - J j, m2 - приращение площади поверхности водного включения в момент отрыва /-го парового пузыря; п/ 3(тв0 - i ■ Атв1)

Кв =зI-—-, м - радиус водного включения после

4л- • рв в образования /-го парового пузыря.

После отделения парового пузыря водное включение уменьшается в объеме и за счет внешнего давления приобретает сферическую форму. Затем процесс вскипания повторяется (рис 3.7).

Битум

Пар (а.) Вода(К)

Пар (РЦ Вода

Пар (И™)^ /ПаР (КО Вода (К,) / Вода (ГС.) О

Рис. 3.7. Механизм вскипания водного включения в битуме

Суммарная тепловая энергия необходимая для образования в водном включении и выделения одного /'-го парового пузырька определяется пб=е; + + вз+а+<2\ + & >

Тогда время образования каждого /'-го парового пузыря определяется отношением количества тепла на /-ое вскипание к тепловому потоку в водное включение г' " W • а общее время обезвоживания битума определяется суммарным временем всех вскипаний среднестатистического водного включения до полного его испарения об 1 где г,, с - время образования /'-го парового пузыря; п = т вО

А т количество вскипании водного включения. в\

Таким образом, энергозатраты на обезвоживание битума определяются произведением мощности нагревателей в котле на время протекания процесса

3.3. Расчет энергозатрат при обезвоживании битума в физической модели котла с использованием математической модели

Для проверки работоспособности методики расчета, заложенной в математической модели процесса обезвоживания битума с учетом особенностей механизма кипения и физической взаимосвязи воды и пара с вязкой жидкостью, в Microsoft Excel была разработана программа, реализующая данную методику расчета. Пример использовании программы для расчета энергозатрат на обезвоживание битума с обводненностью 5% в физической модели котла при мощности нагревателей 56 Вт приведен в таблице 3.2.

Результаты расчета энергозатрат и сравнительная оценка расчетных и реальных энергозатрат при обезвоживании битума с обводненностью 1%, 5%, 7% при мощности нагревателей 56 Вт, 108 Вт, 180 Вт, 240 Вт в физической модели котла с использованием разработанной программы расчета приведены в таблице 3.3.

Из таблицы 3.3 следует, что использование предлагаемой в математической модели методики повышает точность расчета энергозатрат на обезвоживание битума в котле в среднем с 27% до 5%, что позволяет порекомендовать ее в качестве основы для создания нормативной документации для расчета энергозатрат при обезвоживании.

Библиография Мелихов, Олег Олегович, диссертация по теме Строительные материалы и изделия

1. Андросов, A.A. Асфальтобетонные заводы / A.A. Андросов, И.А. Засов, Г.Г. Зеличенок. - М.: Транспорт, 1986. - 273 с.

2. Антик, И.В. Электротехнический справочник / И.В. Антик; Под ред. И.В.Антик // В 3-х т. Т. 1. - 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1980.-520 с.

3. Афган, Н. Перегрев кипящих жидкостей / Н. Афган. М.: Энергия, 1979.-80 с.

4. Безродный, М.К. О влиянии сжимаемости паровой фазы на критерий устойчивости парового кипения в большом объеме / М.К. Безродный // Кипение и конденсация: Сборник научных трудов. Рига: РПИ, 1982. -№6. - С. 59-67.

5. Бойко, Л.Д. Теплоотдача при конденсации пара в трубе / Л.Д Бойко, Г.Н. Кружилин // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт: изд-во АН СССР, 1966. — № 5. — С, 113-128.

6. Васьковский, В.В. Можно ли хранить битум / В.В. Васьковский, C.B. Порадек // «Наука и техника в дорожной отрасли». № 1, 2005. - С. 18.

7. Вейцман, М.И. Битумные базы и цехи / М.И. Вейцман, Б.Н. Соловьев. М.: Транспорт, 1976. - 104 с.

8. Вейцман, М.И. Строительство автомобильных дорог. Часть III. Производственные предприятия и карьеры / М.И. Вейцман, А.Я. Волков, Е.Ф. Левицкий. М.: Автотрансиздат, 1961. - С. 196-216.

9. Волошко, A.A. О скорости роста паровых пузырей на поверхности нагрева / A.A. Волошко // ИФЖ, 1974. т. XXVI. - № 4. - С. 744-746.

10. Гайдаров, Ш.А. К вопросу о скорости роста парового пузырька на поверхности нагрева при кипении / Ш.А. Гайдаров, К.С. Казиев // Кипение и конденсация: Межвузовский сборник научных трудов. -Рига: РПИ, 1983. №7. - С. 34-62.

11. ГОСТ 11501-78. Битумы нефтяные. Методы определения глубины проникания иглы. Введ. 1.01.80. - М.: Стандартинформ, 2005. - 6с.

12. ГОСТ 11506-73. Битумы нефтяные. Метод определения температуры размягчения по кольцу и шару. Введ. 1.07.74. - М.: Издательство стандартов, 2000. - 6с.

13. ГОСТ 16121-86. Реле слаботочные электромагнитные. Общие технические условия. Взамен ГОСТ 16121-79; Введ. 01.07.87. - М.: Изд-во стандартов, 1997. - 56с.

14. ГОСТ 22245-90. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия. Взамен ГОСТ 22245-76; Введ. 12.02.90. - М.: Изд-во стандартов, 1990. - 9с.

15. ГОСТ 2477-65. Нефть и нефтепродукты. Метод определения содержания воды. Введ. 01.01.1966. - М.: Стандартинформ, 2005. -6с.

16. Гривцов, В.П. Методика измерения и расчета температурных полей в зоне роста парового пузырька / В.П. Гривцов, М.Ю. Костина // Кипение и конденсация: Межвузовский сборник научных трудов. Рига: РПИ, 1989.-№13.-С. 39-47.

17. Гун, Р.Б. Нефтяные битумы: Уч. пособие для рабочего образования / Р.Б. Гун. -М.: Химия, 1989. С. 5-35.

18. Гурбанов, И.М. Современное битумное оборудование отечественных и зарубежных асфальтосмесительных установок: Обзор / И.М. Гурбанов, В. А. Тимофеев, И.И. Давитнидзе, В. А. Тихомирова. М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1974.-С. 13-59.

19. Иванов, H.H. Строительство автомобильных дорог. Часть II. / H.H. Иванов и др.; Под общ. ред. H.H. Иванова. М.: Транспорт, 1969. - С. 288-303.

20. Илиополов, С.К. Влияние обезвоживания на качество битума / С.К. Илиополов, О.О. Мелихов // Строительство 2009: Материалы юбилейной Международной научно-практической конференции. -Ростов-на-Дону: РГСУ, 2009. - С. 40-41.

21. Илиополов, С.К. Низкотемпературная технология подготовки битума на АБЗ / С.К. Илиополов, Ю.Я. Никулин //Дороги России XXI века, 2003. -№ 8-С. 63-68.

22. Илиополов, С.К. Органические вяжущие для дорожного строительства: Учеб. пособие для вузов по специальности «Автомобильные дороги и аэродромы» / С.К. Илиополов, И.В. Мардиросова, Е.В. Углова, O.K. Безродный. Р/нД: Юг, 2003. - С. 6-228.

23. Ильин, И.Н. Изучение развития паровых пузырьков в перегретой жидкости на основе анализа характеристических времен / И.Н. Ильин, В.П. Гривцов // Кипение и конденсация: Межвузовский сборник научных трудов. Рига: РПИ, 1980. - №4. - С. 77-86.

24. Ильин, И.Н. К исследованию кипения жидкостей фазово-контрастным методом / И.Н. Ильин, В.Ф. Присняков, Ю.В. Наврузов и др. // Кипение и конденсация: Межвузовский сборник научных трудов. Рига: РПИ, 1977.-№1.-С. 63-72.

25. Ильин, И.Н. Начало кипения жидкостей / И.Н. Ильин, В.П. Гривцов, У.О. Саука // Кипение и конденсация: Межвузовский сборник научных трудов. Рига: РПИ, 1981. - №5. - С. 93-117.

26. Инструкция по устройству покрытий и оснований из щебеночных, гравийных и песчаных материалов, обработанных органическими вяжущими: ВСН 123-77. Взамен ВСН 123-65. - Введ. 01.03.78г. -М.: Транспорт, 1978.-48 с.

27. Карташевский, А.И. Улучшение коллоидной стабильности битумов / А.И. Карташевский, Э.С. Тетельбаум, Э.П. Кузнецова // Нефтепереработка и нефтехимия. М., 1975. - №10 - С.12-13.

28. Кейльман, В.А. Пути повышения качества и снижения стоимости нежёстких дорожных одежд юга РСФСР / В.А. Кейльман и др. Под общ. ред. В.А. Кейльмана. -Р/нД: Типография им. Калинина, 1966. С. 153-184.

29. Кикоин, И.К. Молекулярная физика / И.К. Кикоин, А.К. Кикоин. М.: Физматгиз, 1963. - 500 с.

30. Кирпичев, М.В. Теплопередача: Учебник для вузов / М.В. Кирпичев, М.А. Михеев, JI.C. Эйгенсон. М.: Госэнергоиздат, 1940. - 292 с.

31. Кичигин, М.А. Теплообменные аппараты и выпарные установки / М.А. Кичигин, Г.Н. Костенко. — М.: Госэнергоиздат, 1955. — 392с.

32. Колбановская, A.C. Дорожные битумы / A.C. Колбановская, В.В. Михайлов. М.: Транспорт, 1973. - С. 1-264.

33. Колышев, В.И. Асфальтобетонные и цементобетонные заводы дорожного строительства: Учеб. пособие для подготовки машинистовасфальтобетонных и цементобетонных заводов / В.И. Колышев и др. Под общ. ред. В.И. Колышева. М.: Транспорт, 1976. - С. 24-80.

34. Колышев, В.И. Асфальтобетонные и цементобетонные заводы: Справочник / В.И Колышев. М.: Транспорт, 1982. - 197 с.

35. Кружилин, Г.Н. Исследование теплового пограничного слоя / Г.Н. Кружилин. ЖТФ, 1936. - т. 6. - Вып. 3, - С. 561-570.

36. Кружилин, Г.Н. Теория подобия и тепловое моделирование / Г. Н. Кружилин // АН СССР, Отд-ние физико-техн. проблем энергетики. -М.: Наука, 1987.- 165 с.

37. Кружилин, Г.Н. Теплоотдача от горизонтальной плиты к кипящей жидкости / Г.Н. Кружилин // Докл. АН СССР: изд-во АН СССР, 1947. -58, №8.-С. 1657-1660.

38. Кутателадзе, С.С. Вопросы теплообмена при изменении агрегатного состояния вещества: сб. статей / С.С. Кутателадзе. М.: Госэнергоиздат, 1953.-208с.

39. Кутателадзе, С.С. Основы моделирования теплопередачи при изменении агрегатного состояния вещества / С.С. Кутателадзе // Материалы к совещанию по моделированию тепловых устройств. М.: Госэнергоиздат, 1938. - С. 49-54.

40. Кутателадзе, С.С. Основы теории теплообмена / С.С. Кутателадзе. -изд. 5-е перераб. и доп. М.: Атомиздат, 1979. - 416 с.

41. Кутателадзе, С.С. Справочник по теплопередаче / С.С. Кутателадзе, В.М. Борищанский. -М.: ГосЭнергоИздат, 1958.-417 с.

42. Кутателадзе, С.С. Теплопередача при конденсации и кипении / С.С. Кутателадзе. М.: Машгиз, 1952. - 232 с.

43. Кутепов, A.M. Гидродинамика и теплообмен при парообразовании: Учеб. пособие для втузов / A.M. Кутепов, JI.C. Стерман, Н.Г. Стюшин. 3-е изд., - испр. - М.: Высш. шк., 1986. - 448 с.

44. Лабунцов, Д.А. Приближенная теория теплообмена при развитом пузырьковом кипении / Д.А. Лабунцов // Изв. АН СССР: Энергетика и транспорт, 1963. -№ 1. С. 58-71.

45. Лабунцов, Д.А. Современные представления о механизме пузырькового кипения жидкостей / Д.А. Лабунцов // В кн.: Теплообмен и физическая газодинамика. М.:, 1974. - С. 98-115.

46. Маленков, И.Г. Механизм влияния сжимаемости легкой фазы на критическую тепловую нагрузку при кипении в условиях свободной конвекции / И.Г. Маленков // Кипение и конденсация: Межвузовский сборник научных трудов. Рига: РПИ, 1980. - №4. - С. 40-45.

47. Марков, И.И. О влиянии вибрации на пузыреобразующее действие пор / И.И. Марков // Кипение и конденсация: Межвузовский сборник научных трудов. Рига: РПИ, 1980. - №4. - С. 33-39.

48. Марков, И.И. О времени жизни поры как потенциального центра кипения / И.И. Марков // Кипение и конденсация: Межвузовский сборник научных трудов. Рига: РПИ, 1979. - №3. - С. 17-25.

49. Марков, И.И. О Максимальном размере парового пузыря / И.И. Марков // Кипение и конденсация: Межвузовский сборник научных трудов. -Рига: РПИ, 1983. №7. - С. 23-33.

50. Мелихов, О.О. Влияет ли обезвоживание на качество битума / О.О. Мелихов // Изв. Рост. гос. строит, ун-та, 2009. № 13. — С. 290.

51. Мелихов, О.О. Минимизация энергозатрат при обезвоживании битума на АБЗ / О.О. Мелихов // Известия ОрёлГТУ. Серия «Строительство иреконструкция». Орёл: ГТУ, 2009. - №4/24 (572) 2009 (июль-август). - С. 65-70.

52. Мелихов, О.О. СВЧ энергия в дорожном хозяйстве / О.О. Мелихов // Изв. Рост. гос. строит, ун-та, 2008. -№ 12. - С. 375-376.

53. Мелихов, О.О. Снижение энергозатрат и сохранение качества битума при обезвоживании / О.О. Мелихов // Вестник ВолгГАСУ. Серия «Строительство и архитектура» Волгоград: ВолгГАСУ, 2010. - Вып. 18 (37).-С. 93-97.

54. Мелихов, О.О. Снижение энергозатрат при обезвоживании битума /

55. О.О. Мелихов // Изв. Рост. гос. строит, ун-та, 2010. № 13. - С. (впечати).

56. Методические рекомендации по внедрению наиболее рациональных и безопасных способов разогрева битума на строительных объектах. Союздорнии. -М.:, 1971.-С. 5-14.

57. Методические рекомендации по нормированию расхода топлива для приготовления асфальтобетонной смеси. Союздорнии. М.:, 1982. С. 29.

58. Метревели, С.А. Пути повышения производительности при заборе битума из приямка / С.А. Метревели, О.О. Мелихов // «Строительство -2010»: Материалы Международной научно-практической конференции. Ростов-на-Дону: РГСУ, 2010. - С. 37-38.

59. Метревели, С.А. Снижение забора влаги с битумом из хранилища в приямок / С.А. Метревели, О.О. Мелихов // «Строительство 2010»: Материалы Международной научно-практической конференции. -Ростов-на-Дону: РГСУ, 2010. - С. 36-37.

60. Михеев, М.А. Основы теплопередачи / М.А. Михеев. 3-е изд., перераб. - М.: Государственное энергетическое издательство, 1956. -392 с.

61. Мокрушин, С.А. Кризис теплообмена при кипении жидкости в большом объеме / С.А. Мокрушин // Кипение и конденсация: Межвузовский сборник научных трудов. Рига: РПИ, 1984. - №8. - С. 94-96.

62. Несис, Е.И. Кипение жидкости на вибрирующем нагревателе / Е.И. Несис, Л.М. Кульгина // Кипение и конденсация: Межвузовский сборник научных трудов. Рига: РПИ, 1979. - №3. - С. 13-16.

63. Несис, Е.И. Пульсация температуры нагревателя при кипении с недогревом на одиночном центре / Е.И. Несис, И.С. Сологуб // Кипение и конденсация: Межвузовский сборник научных трудов. Рига: РПИ, 1984.-№8.-С. 5-13.

64. Низиков, В.И. Стальные битумохранилища // Наука и техника в дорожной отрасли. М.: Дороги, 2000. - №3. - С. 36.

65. Никольский, Б.П. Справочник химика / Б.П. Никольский, О.Н. Григорьев, М.Е. Позин и др.; Под ред. Б.П. Никольского //Т. 1. 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Госхимиздат, 1963. - 1072 с.

66. Никулин, Ю.Я. Агрегат обезвоживания вязких жидкостей / Ю.Я. Никулин, О.О. Мелихов, С.С. Саенко и др. // «Строительство 2010»: Материалы Международной научно-практической конференции. -Ростов-на-Дону: РГСУ, 2010. - С. 33-34.

67. Никулин, Ю.Я. Наземное битумохранилище с СВЧ обезвоживанием / Ю.Я. Никулин, О.О. Мелихов // «Строительство - 2009»: Материалы юбилейной Международной научно-практической конференции. -Ростов-на-Дону: РГСУ, 2009. - С. 46^17.

68. Никулин, Ю.Я. Особенности обезвоживания битума / Ю.Я. Никулин, О.О. Мелихов // «Строительство 2008»: Материалы Международной научно-практической конференции. - Ростов-на-Дону: РГСУ, 2008. -С. 24-25.

69. Никулин, Ю.Я. СВЧ обезвоживание для наземных битумохранилищ / Ю.Я. Никулин, O.Ö. Мелихов // «Строительство - 2008»: Материалы Международной научно-практической конференции. - Ростов-на-Дону: РГСУ, 2008. - С. 20-21.

70. Никулин, Ю.Я. Установка обезвоживания вязких жидкостей / Ю.Я. Никулин, А.Г. Сукиязов, О.О. Мелихов // «Строительство 2008»: Материалы Международной научно-практической конференции. -Ростов-на-Дону: РГСУ, 2008. - С. 22-23.

71. Никулин, Ю.Я. Устройство минимизации старения битума в рабочем котле / Ю.Я. Никулин, С.С. Саенко, О.О. Мелихов // «Строительство -2007»: Материалы Международной научно-практической конференции. Ростов-на-Дону: РГСУ, 2007. - С. 24-26.

72. Новиков, А.Н. Установки для приготовления асфальтобетонных смесей: Учебник для проф. техн. училищ / А.Н Новиков. - М.: Высшая школа, 1977. - 232 с.

73. Новый метод тепловой обработки битумов. Обзорная информация. М.: ПИК ВНИТИ, 1965. С. 3 - 23.

74. Павленко, А.Н. Исследование кризиса теплоотдачи при нестационарном тепловыделении / А.Н. Павленко, В.Ю. Чехович // Кипение и конденсация (Гидродинамика и теплообмен): Сборник научных трудов. Новосибирск: Институт теплофизики СО АН СССР, 1986.-С. 66-85.

75. Павлов П.А. Динамика вскипания сильно перегретых жидкостей / П.А. Павлов. Свердловск: УрО АН СССР, 1988. - 244с.

76. Патент 2184186 РФ, МПК Е 01 С 19/08, С 10 С 3/12. Установка обезвоживания битума / Ю.Я. Никулин, Н.В. Кузнецов, Л.И. Гутикова. -заявл. 22.06.2000.

77. Патент 2230850 РФ; МПК Е 01 С 19/08, С 10 СЗ/12. Низкотемпературная установка обезвоживания битума сиспользованием СВЧ энергии / И.М. Чекрыгина, А.Д. Еремин, Г.В. Лузгин, Ю.Я. Никулин и др. - заявл. 04.05.2001.

78. Патент 2236495 РФ, МПК7 Е 01 С 19/08, С 10 СЗ/12. Установка обезвоживания битума с динамической лотковой системой / Ю.Я. Никулин, С.К. Илиополов, А.Г. Сукиязов и др. заявл. 25.02.2003.

79. Патент 2265690 РФ, МПКЗ Е 01 С 19/08. Установка обезвоживания битума на мармитных плитах / Ю.Я. Никулин, С.Г. Гутиков, А.И. Плотников. заявл. 27.07.2004.

80. Патент 2322477 РФ, МПК С10С 3/12, Е01С 19/08. Устройство минимизации старения битума в рабочем котле / Ю.Я. Никулин, С.К. Илиополов, О.О. Мелихов и др. № 2006139252/03; заявл. 07.11.2006; опубл. 20.04.2008, Бюл. №11.

81. Патент 2359080 РФ, МПК Е01С 19/08. Устройство обезвоживания битума / Ю.Я. Никулин, Л.В. Еремина, О.О. Мелихов и др. № 2007143826/03; заявл. 26.11.2007; опубл. 20.06.2009, Бюл. № 17.

82. Патент 66353 РФ, МПК ТОЮ 19/45. Устройство минимизации старения битума в рабочем котле / Ю.Я. Никулин, О.О. Мелихов, С.С. Саенко и др. № 2707112636/22; заявл. 04.04.2007; опубл. 10.09.2007, Бюл. № 25.

83. Патент 70520 РФ, МПК Е01С 19/08. Устройство обезвоживания вязких жидкостей / Ю.Я. Никулин, А.Г. Сукиязов, О.О. Мелихов. № 2007155719/22; заявл. 26.09.2007; опубл. 27.01.2008, Бюл. № 3.

84. Патент 77292 РФ, МПК Е01С 19/08. Наземное битумохранилище / Ю.Я. Никулин, О.О. Мелихов. № 2008124351/22; заявл. 16.06.2008; опубл. 20.10.2008, Бюл. № 29.

85. Патент 80463 РФ, МПК Е01С 19/08. Ямное битумохранилище / В.В. Шинтяпкин, О.О. Мелихов, Ю.Я. Никулин. № 2008136235/22; заявл. 08.09.2008; опубл. 10.02.2009, Бюл. № 4.

86. Патент 84016 РФ, МПК С10С 3/12, Е01С 19/08. Наземное битумохранилище / В.В. Шинтяпкин, О.О. Мелихов, Ю.Я. Никулин и др. № 2009108937/22; заявл. 10.03.2009; опубл. 27.06.2009, Бюл. № 18.

87. Патент 84025 РФ МПК Е01С 19/08. Агрегат обезвоживания вязких жидкостей / Ю.Я. Никулин, О.О. Мелихов, С.С. Саенко и др. № 2009103274/22; заявл. 02.02.2009; опубл. 27.06.2009, Бюл. № 18.

88. Патент 86196 РФ, МПК Е01С 19/08. Наземное битумохранилище / Ю.Я. Никулин, С.С. Саенко, О.О. Мелихов. № 2009118791/22; заявл. 18.05.2009; опубл. 27.08.2009, Бюл. № 24.

89. Патент РФ (положительное решение по заявке № 2010126645), МПК Е01С 19/08. Котел обезвоживания вязких жидкостей / С.А. Метревели, О.О. Мелихов, Ю.Я. Никулин.

90. Печеный, Б.Г. Битумы и битумные композиции / Б.Г. Печеный. М.: Химия, 1990.-256 с.

91. Печеный, Б.Г. Долговечность битумных и битумоминеральных покрытий / Б.Г. Печеный. М.: Стройиздат, 1981. - С. 6-57.

92. Печеный, Б.Г. Об изменении состава и свойств битумов в процессе их старения при различных температурах / Б.Г. Печеный, Е.П. Железко // Нефтепереработка и нефтехимия: Реф. сб. М.,1975. - №8. - С. 10-13.

93. Порадек, C.B. Как взять битум из хранилища / C.B. Порадек // «Наука и техника в дорожной отрасли», 2003. № 3 — С. 28-29.

94. Порадек, C.B. Каким ' быть хранилищу битума / C.B. Порадек II «Автомобильные дороги», 1999. № 2 - С. 6-7.

95. Портнягин, В.Д. Особенности подготовки битумов и приготовления асфальтобетонных смесей: Учеб. пособие / В.Д. Портнягин. М: ИПК Минавтодора РСФСРГ1988. - С. 7- 74.

96. Портнягин, В.Д. Улучшение организации хранения и подготовки дорожных битумов / В.Д. Портнягин, В.А. Кошелев, В.Н. Овсянников и др. // Автомобильные дороги, № 10- 11, 1994. С. 22 - 26.

97. Присняков, В.Ф. Устойчивость парогазовых пузырей в жидкости и элементарная теория катастроф / В.Ф. Присняков, О.В. Теряев // Кипение и конденсация: Межвузовский сборник научных трудов. -Рига: РПИ, 1989. №13. - С. 16 - 26.

98. Русанов, А.И. Фазовые равновесия и поверхностные явления / А.И. Русанов. Л.: Химия., 1967. - 388 с.

99. Руссов, Д.Б. Инициирование вскипания различных жидкостей неоднородными электрическими полями / Д.Г. Русов // Кипение и конденсация: Межвузовский сборник научных трудов. — Рига: РПИ,1987.-№11.-С. 49-60.

100. Руссов, Д.Б. Модель процесса вскипания диэлектрических жидкостей в сильном импульсном электрическом поле / Д.Г. Русов // Кипение и конденсация: Межвузовский сборник научных трудов. Рига: РПИ,1988.-№12.-С. 57-63.

101. Саенко, С.С. Методы минимизации старения битума в рабочем котле асфальтобетонного завода при приготовлении асфальтобетонной смеси: Дисс. канд. техн. наук /С.С. Саенко, РГСУ. Ростов-на-Дону, 2008.- 185 с.

102. Самхан, И.И. О некоторых закономерностях фазовых переходов / И.И. Самхан // Кипение и конденсация: Межвузовский сборник научных трудов. Рига: РПИ, 1986. - №10. - С. 83-89.

103. Ситникова, Н.В. Об определении отрывных размеров паровых пузырей / И.В. Ситникова, В.Ф. Присняков // Кипение и конденсация: Межвузовский сборник научных трудов. Рига: РПИ, 1985. - №9. - С. 5-11.

104. Скрипов, В.П. Теплофизические свойства жидкостей в метостабильном состоянии: Справочник / В.П. Скрипов, E.H. Синицын, П.А. Павлов и др. М.: Атомиздат., 1980. - 208 с.

105. Тимофеев, В.А. Оборудование асфальтобетонных заводов и эмульсионных баз / В.А. Тимофеев, A.A. Васильев, И.А. Васильев и др. М.: Машиностроение, 1989. - С. 134-172.

106. Тимофеев, В.А. Отечественное технологическое оборудование асфальтобетонных заводов: Обзорн. информация. / В.А. Тимофеев. -М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1978. С. 10-30.

107. Тимофеев, В.А. Технологическое оборудование асфальтобетонных заводов. / В.А. Тимофеев, A.A. Васильев, И.А. Васильев и др. М.: Машиностроение, 1981.-255 с.

108. Толубинский, В.И. Теплообмен при кипении / В.И. Толубинский. -Киев: Наукова думка, 1980. 316 с.

109. Толубинский, В.И. Теплоотдача при кипении в условиях свободной конвекции: «Труды Института теплоэнергетики АН УССР» / В.И. Толубинский. Киев:, 1950. - № 2 - С. 19-29.

110. Тракслер, Р.Н. Реология и реологические модификаторы (за исключением эластомеров): структура и время // Битумные материалы (асфальты, смолы, пеки) / Под ред. Хойберга А.Дж. М.: Химия, 1961. -С. 136-140.

111. Уонг, X. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров: Справочник: Пер. с англ. В.В. Яковлева, В.И. Колядина М.: Атомиздат, 1979. - 216 с.

112. Фисенко, В.В. Влияние растворенного газа на пузырьковое кипение и критические нагрузки / В.В. Фисенко, В.Н. Бараненко, JI.A. Белов и др. // Кипение и конденсация: Межвузовский сборник научных трудов. -Рига: РПИ, 1985. №9. - С. 23 - 29.

113. Чернобай, В.А. К вобросу о границах области кризиса теплоотдачи, связанного с переходом от пузырькового кипения к пленочному / В.А. Чернобай // Кипение и конденсация: Межвузовский сборник научных трудов. Рига: РПИ, 1984. - №8. - С. 78-86.

114. Чечеткин, A.B. Теплотехника: Учеб. для хим. технол. спец. ВУЗов / A.B. Чечеткин, H.A. Занемонец. - М.: Высш. шк., 1986. - 343 с.

115. Чуканов, В.Н. Кинетика вскипания перегретой воды / В.Н. Чуканов, А.Н. Скрябин // Кипение и конденсация: Межвузовский сборник научных трудов. Рига: РПИ, 1978. - №5 С. 57-61.

116. Шинтяпкин, В.В. Модернизация ямных битумохранилищ / В.В Шинтяпкин, Ю.Я. Никулин, О.О. Мелихов // «Строительство 2009»: Материалы юбилейной Международной научно-практической конференции. - Ростов-на-Дону: РГСУ, 2009. - С. 44-45.

117. Эйгенсон, JI.C. Моделирование / JI.C. Эйгенсон. М.: Советская наука, 1952.-372с.

118. Юмашев, В.М. Горе битумное / В.М. Юмашев, JI. Гохман // Автомобильные дороги, 2002 № 12 - С. 35.

119. Subbotin, V. I. Some problems on pool boiling heat transfer / V. I. Subbotin, D.N. Sorokin, A.A. Tsiganok // Heat Transfer. In: Heat Transfer Conference, Paris -Versailles, 1970. - Vol. 5, pap. В 1.9.

Похожие работы

Строительство
05.23.00