автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.01, диссертация на тему:Обоснование и выбор параметров термоагрегатов для разрушения прочных строительных материалов и конструкций



ДШШШБЛЕВ ЕГУБЕК CAOAKODII'J

ОБОСНОВАНИЕ II ОЫБОР ПАРАМЕТРОВ ТЕРМОАГРЕГАТОВ ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ПРОЧНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И КОНСТРУКЦИЙ

С5.05.0-1 - Дорожные и строительные машины 05.06.06 - Горные нашит-:

• Автореферат диссертация на соискание ученой степей:: кандидата технических наук

Алиаты у 199Г>г.

- ^

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

АЛМАТИНСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи удк 622.235 39

Работа выполнена на кафедре "Подъемно-транспортные машины и гидравлика " Казахского национального технического университета.

Научный руководите*:»: доктор технических наук,

профессор Дююкнулов С. А.

Научный консультант: кандидат технических наук,

доцент Пааетшш П. В.

0{ндш\д&!шо оппононти: доктор технических наук,

профессор Тургуибсеп В.В.

доктор технических наук, профессор Кхммов Ю.П.

Ведущая организация: Государственное ремонтно-строительное объединение. "Каэцвет-метремонт"

Защита состоится июня 1995 г. в 15-00 на еаседаник спе-циаливированного совета К 14.11.01 в Алыатинском аптомобилыю-дорожном институте по адресу: 480026 г.Алматы, проспект Раимбека, 165, аудитория N 1 кафедры "Строительные и дорожные машины".

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алматинского автомобильно-дорожного института.

Автореферат равосдан " ^(ЪЯ. 1995 г.

Ученый секретарь специализированного совета

М.С.Кульгильдинсв

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Актуальность работы. При проведении ремонта, демонтажа оборудования промышленных предприятий, ликвидации последствий зем-ютрясений возникает необходимость большого объема работ по разрушению бетонных и железобетонных конструкций, а также при выпол-юнии операций по разделке леток, шлаковиксв и подин металлурги-¡еских агрегатов и т.п.

Успешное решение этой задачи в большой степени зависит от |ффективнос.ти способов разрушения и применяемых технических :редств. Практика промышленного применения термического способа »азрушения искусственных минеральных сред показала, что наиболее [ерспективным является огнеструйный метод. Этот способ, оснований на использовании факела горелки, имеющего высокую температуру [ скорость потока газов, нашел широкое применение при добыче, пе-¡еработке блочного камня, бурении взрывных скважин в крепких гор-'ых породач и является наиболее эффективным. Инструмент для раз-¡ушения крепких пород обладает высокой стойкостью и надежностью виду отсутствия его контакта с разрушаемой поверхностью. Но при-:енение его для разрушения шлаков, бетонов, железобетонов и прочих строительных материалов требует дальнейшего совершенствования онструкции термоагрегатов и обоснования параметров.

Поэтому исследование процесса разрушения, разработка на этой снове инженерного метода расчета параметров термоагрегатов для азрушения шлаков, бетонов, железобетонов и других прочных мате-иалов является актуальной задачей.

Цель работы. Установление закономерностей процесса разруше-ия шлаков, бетонов и железобетонов газовыми струями и разработка етодов расчета параметров термоагрегатов.

Методы исследования. Для достижения цели использовались ме-оды термодинамики и теплопередачи, планирования экспериментов, атематической статистики и технико-экономического анализа.

Основные научные результаты, выносимые на защиту:

- теоретическая модель напряженного состояния прогретого лоя разрушаемого прочного материала;

- методика расчета основных параметров процесса разрушения рочных материалов и термоагрегата.

Научная новизна исследования определяется следующими -положе-иями:

- предложена математическая модель процесса разрушения прочных материалов высокотемпературным источником тепла, позволяющая расчитать скорость продольного перемещения рабочего органа термоагрегата в зависимости от физических свойств и параметров теплового потока;

- экспериментальным путем обоснованы параметры термоагрегатов 'в зависимости от теплофизических свойств прочных материалов и источника тепла, позволившие разработать оптимальные конструкции рабэчего органа и схемы компоновки термоагрегатов, снабженных системами дистанционного управления.

Практическая ценность работы. Разработана методика инженерного расчета термоагрегатов для разрушения шлаков, бетонов и железобетонов. Результаты работы внедрены в производство с экономическим эффектом 490 тысяч рублей (в ценах 1990г.). Предложен эффективный метод разработки прочных материалов, увеличивающий скорость разрушения в-7-10 раз и позволяющий механизировать трудоемкие процессы при разработке-шлаков, бетонов и железобетонов.

Реализация работы. Создан опытно-промышленный термоагрегаа для разрушения шлаков, бетонов, который внедрен на Жамбылскоь фосфорном заводе.

Апробация работы. Результаты научно-исследовательской работ! доложены на:

- Республиканской научно-технической конференции "Актуаль-ныевопросы современной науки и техники" КазНТУ, г.Алматы,1994 г.;

- Республиканской научно-технической конференции молоды; ученых "Прочность материалов и конструкций на транспорте", АлИМТ Алматы, 1994 г.;

- юбилейной конференции КазНТУ "Информатика, управление, ро бототехника, машиностроение", г. Алматы, КазНТУ, 1994 г.;

- юбилейной конференции "Энергетика, связь и высшее образо вание в современных условиях", АЭИ, г.Алматы, 1994 г.;

- совместном заседании кафедры "Теплотехника и автоматизаци металлургических печей" /ТАМП/ и кафедры "Промышленная теплоэнер гетика" /ПТЭ/ Днепропетровского металлургического института 1990 г., г. Днепропетровск; „

- заседании кафедры "Металлургия тяжелых цветных металлов /ШСиСа/, г.Москва, 1990 г.;

- совместном заседании кафедры "Подъемно-транспортные машин к гидравлика" КазНТУ и кафедры "Строительные машины" ААДИ, г. Ал

латы, 1995 г.

Публикации. По результатам диссертационной работы опублико-5ано 8 печатных работ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов и приложений. Содержание работы галожено на 165 страницах машинописного текста, содержит 43 ри-:унка, 11 таблиц, 83 наименования литературы и 4 приложения. •

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе диссертации выполнен аналитический обзор ли-■ературы по существующим методам разрушения шлака, бетона, железобетона и других крепких материалов и поставлены задачи исследования.

В промышленности разрушение шлака, бетона и железобетона роизводится с помощью различных машин, работающих по принципу урения, разрушения, дробления и т.д. Однако эти машины в основ-ом механического действия, не удовлетворяют современным требовании из-за низкой производительности и экономичности, больших атрат физического труда и ведут к преждевременным потерям тру-оспособности обслуживающего персонала (силикоз, виброболезнь и .д.). Кроме этого, они работают очень ненадежно, сложны по конс-рукции и громоздки.

Дан анализ существующих методов бурения минеральных сред и, частности, при проходке леток в фосфорных рудотермических печах етодом "кислородного копья", газокислородной и термитно-кисло-эдной резки, которые в настоящее время не нашли широкого приме-эния в промышленности.

Наиболее перспективным методом разрушения прочных строитель-ж материалов является огнеструйный с применением термобуров ре-■сгивного типа модели ТБ-ЗЗ-К-1 и 0ШБ-50, разработанных в Казахс-эм политехническом институте. Опыт промышленного использования гих буров показал, что огнеструйный способ разрушения крепких зрод является наиболее перспективным по сравнению с ранее изустными способами, так как в экономическом отношении значительно { превосходит.

Дальнейшим совершенствованием конструкции термобура З-ЗЗ-К-1 является модель ТБ-40-К-1. В термобуре- ТВ-40-К-1 нес-

колько иначе решена система охлаждения. Камора сгорания на своей наружной поверхности имеет двухзаходную винтовую канавку для подачи и отвода охлаждающей воды. На кислородной магистрали термобура предусмотрен обратный клапан для предотвращения прорыва пламени из камеры сгорания при обратном ударе.

Большой вклад в развитие теории и практики применения термического способа разрушения минеральных сред, разработки конструкций термоинструментов внесли ученые России, Украины и Казахстана. Этому вопросу посвящены труды Вричкина A.B., Голдаева И.П., Дмитриева А.П., Москалева А.И., Полевичека Е.П., Моторненко А.П., Ка-линоваВ.А., Вобовича B.C., Поветкина В.В., Досумова К.В. и др. Ими выполнены значительные научные исследования теоретического и экспериментального характера с различными конструкциями рабочих органов. Анализ работ показывает, что рабочие органы для разрушения минеральных сред изучены недостаточно.

В соответствии с поставленной целью работы решались следующие задачи:

- разработать математическую модель процесса разрушения (бурения) шлака, бетона и железобетона горелкой реактивного типа;

- установить основные зависимости параметров процессов разрушения и рабочего органа от теплофизических свойств минеральных сред и интенсивности теплового потока;

- разработать методику расчета параметров термоагрегатов;

- разработать, изготовить и испытать специальный термоагрегат для разрушения (бурения)4 шлаков,-бетонов, прочных материалов;

- отработать технологи» бурения прочных материалов и выбрать схемы компоновки термоагрегатов с дистанционным управлением.

Во второй главе изложены модели термического разрушения прочных материалов, обоснованы режимы и конструктивные параметры рабочего органа термоагрегатов.

Опыты проводились при внутрикамерных давлениях горелки от 0,5 до 3 МПа при разработке различных видов минеральных сред, с фиксированием времени бурения и объема выбуренного отверстия при расходах топлива до 100 кг/ч, что обеспечивало бурение шпуров диаметром от 0,04 до 0,1 м (40...100 мм).

В процессе проведения опытов также исследовалась оценка эффективности работы сопла горелки при различных углах его закрити-ческой части, которая оценивалась по объемной скорости разруше-

ния. Эксперименты проводились на стендовой установке в заводских условиях. Измерение объема разрушенной массы осуществлялось 'с одновременным контролем внутрикамерного давления, давления в магистралях, расхода топливных компонентов, температуры охлаждающей воды и силы тяги горелки.

На основе экспериментальных данных выявлена зависимость. относительного расхода топлива и коэффициента избытка окислителя от характеристической длины камеры сгорания.-

где Ук - объем камеры сгорания;

р - критическое сечение сопла. В процессе опытов исследовались центробежные форсунки, их оценка производилась по критерию распиливания. Качество- работы реальных камер сгорания оценивалось импульсным -коэффициентом.-

где уЗт и -"расчетные и экспериментальные значения импульса давления,являющегося комплексным показателем камеры сгорания.

Теоретический импульс давления определяется по формуле:

где Р - давление внутри камеры сгорания; <от - расход топлива.

Обоснованы диаметры критических сечений сопла, полученных при исследовании процесса разрушения прочных материалов путем вариации внутрикамерных давлений и расхода топлива.

Задача разрушения минеральных сред реактйвной газовой струей, имеющей высокую .температуру и скорость, осуществляющаяся методом плавления, заключалась в изучении распределения температур в расплаве, а также динамики плавления. За начало процесса принимался момент времени, когда температура поверхности была равна температуре плавления среды. Так как плавление ведется с одной стороны и коэффициент температуропроводности невелик, рассматриваемое тело можно представить как полубесконечное. Уравнение теплопроводности в данном случае

(1)

(2)

(3)

£7 = п о^хъвк).

V дуг / 1 '

Начальное и граничное условие соответственно по границам расплава (СА) (рис. 1)

= ,

ЭУ ' (5)

Здесь <7>0 - тепловой поток на границе АР:

Т =Т ; -Л

'(Х.О) '»/> >

(6)

Граничные условия расплава т—!—I—I—I—I—I—I—г

Рис. 1

Выражение для температурного поля с помощью функции Грина имеет вид:

Необходимо, чтобы в функцию Грина, которую'следует использовать в таком виде, в выражении (7) был исключен член, содержащий неизвестное значение температуры Т'(с,£ ) на границе СА (<Эбг/эУ() .С учетом этого функция б" принимает вид:

(8)

^ гу и у ^ ^ Г/ -(х-хр*

Подставив граничные условия из выражений (6) и (7) и сложив

первый член с последним, содержащим значение на границе АР, -после

преобразования имеем: •й

ЪХ'

(9)

£

3(1) ^[х&зру-= /

• / Г Л 5+ ' Х-зМ

Из этого следует, что первый член в выражении (9) равен нулю. На основе этого выражения температурное поле можно записать в виде . .

Т(*.ц ' V* ФЛМ'Н'И*' (И)

• Продифференцировав выражение, находящееся под знаком интеграла, и подставив граничное условие'по границе АР для определения , получим интегрально-дифференциальное уравнение:

^ у/^ " ^^ ■ - «»

- а.

В наших исследованиях интегральные выражения (11) и (12) в элементарных функциях могут быть рассчитаны приблизительно для частных случаев, численные значения же скорости б" изменя-

ются в больших интервалах для различных видов прочных материалов. Это обусловлено существенным разбросом значений теплофизических и механических характеристик исследуемых материалов.

Опыт показывает, что при тепловом воздействии высокотемпературной струей на поверхности твердого тела происходит повышение температуры и начинается интенсивное проникновение тепла вглубь материала.

Время, в течение которого необходимо воздействовать тепловым потоком постоянной мощности, чтобы расплавить поверхностный слой нагреваемого материала, определяется из следующего выражения:

где Я - коэффициент теплопроводности; удельный тепловой поток.; ТПЙ - температура плавления; о.-С/> - коэффициент температуропроводности; С - удельная теплоемкость; ^Р - плотность.

Из экспериментальных данных установлено, что тепловые

потоки, создаваемые на поверхности плавления огнеупорных материалов огнеструйными горелками, достаточны, а в некоторых случаях, например для шлака, значительно превышают температуру плавления.

Скорость продвижения зоны плавления можно записать в ви-

где - число Прандтля;

¿у- - местный коэффициент трения; Яг. - критерий Рейнольдса; Ки - теплопроводность материала;

- вязкость расплава; ¿¿с - скорость газа на внешней границе пограничного слоя; уУ^ - вязкость газа на внешней границе пограничного слоя; 7То - температура поверхности жидкого слоя; Л л ~ температура плавления; Iь. - энтальпия восстановления;

¿^ - энтальпия, соответствующая температуре газа на поверхности тела.

При этом поток тепла от газового слоя к расплаву при условии теплового баланса будет:

где /п - масса уносимого расплава; тЬ - теплота плавления; С~р - теплоемкость при постоянном давлении; То - начальная температура среды;

т Ср (- Т'У* теплота, потребная для нагрева тела с теплоемкостью Ср' от- начальной температуры Т0 до температуры плавления Тпл.

т -Т*.У теплота, поглощаемая расплавленным слоем с .теп-

лоемкостью при разности (Т* - Тпл) температур по-^

перек слоя.

Для отыскания математической зависимости, с помощью которой можно вычислить удельный тепловой поток, необходимый для расплавления материала, разделим выражение (15) на величину массы: -

(Ю)

Из уравнений (15) и (16) следует:

Тогда выражение для расчета потока тепла от газового слоя к эасплаву можно записать в виде:

где а^-- коэффициент Стантона;

„ ¿V, - массовая плотность газа.

Су и

Перемножая уравнения (14) и (17), подставляя значения из

(18) и Н из (16) и учитывая, .что ~ ^ » получим новое выражение для скорости плавления:

(19)

Исследования показывают. - что последнее выражение позволяет оценить способность материала к разрушению под воздействием тепловой газовой струи, а также определить величину-и параметры теплового потока для разрушения данного материала.-. Анализ, выражения

(19) показывает, что для интенсивного плавления целесообразно использовать такие газовые струи, где необходимый тепловой поток, передаваемый разрушаемому телу,. будет обеспечиваться при более низком потенциале энтальпий С1Г -■ 1*) и высоких скоростях газа. В частности, для шлака потенциал (1г - ) необходим такой, который обеспечивает перегрев расплава до температуры от 1500 до 1600

В третьей главе приведены результаты исследования параметров горелки, разработана конструкция термоагрегата и станции питания применительно к предприятиям стройиндустрии.

Большая теплопередающая способность факела и его кинетическая энергия быстро разрушают искусственную среду и выносят продукты расплава от места воздействия. Огнеструйный способ, применяемый в стройиндустрии при пробивке шлаковых леток фосфорных ру-дотермических печей, резке огнеупоров и монолитов, впервые рассматривается в настоящей работе.С этой целью в заводских условиях был разработан и изготовлен экспериментальный стационарный стенд со станцией питания и пультом управления.

Опыты показывают, что наиболее надежный путь для определения объема камеры сгорания различной длины с изменением в каждом

случае характеристической скорости С при условии Е = Рк / РКр.

Путем измерения получают кривые зависимости скорости от длины камеры I. и таким образом определяют оптимальную длину последней.

Изменение объема камеры сгорания производится с одновременным замером внутрикамерного давления, давления в магистралях, расхода топливных компонентов, охлаждающей воды и силы тяги. Для оптимальных значений характеристической длины камеры сгорания в испытываемом диапазоне внутрикамерных давлений найдены зависимости изменения относительного расхода топлива и коэффициента избытка окислителя. На основании полученных опытных данных можно сделать вывод, что для разрушения шлакового монолита целесообразнс применять более короткие камеры. При этом характеристическая длина, дающая максимум разрушения, находится в пределах от. 100 дс 250 мм' (рис. 2,3,4).

На рис. 2 представлены экспериментальные зависимости оптимальной длины камеры сгорания от расхода топливных компонентов при различных коэффициентах избытка окислителя . Установлено, что при оптимальных = 0,65...0,7 рациональная длина камеры сгорания горелки лежит в пределах 150...200 мм.

На рис. 3 показаны зависимости рациональной длины камерь сгорания Ь и ее объема V" - Установленные оптимумы для Ь \ у находятся в пределах 0,15...О,2 м и от 40 до 50 см3 соответственно при Рг = 0,9...1,2 МПа.

На рис. 4 показаны экспериментальные кривые зависимости объемной скорости разрушения шлака и линейной скорости подач! термобура в шпур от длины камеры сгорания при расходе топлива 20 г/с. Из графика видно, что максимумы объемной скорости разрушения и линейной подачи термобура в шпур находятся в предела> длины камеры сгорания от 0,15 до 0,2 м.

Нами исследовались в основном односопловые и 3-х сопловые центробежные форсунки с диаметром сопловых отверстий от 0,0004 дс 0,0013 м (0,4.. .1,3 мм) при перепадах на форсунке от 0,5 дс 1,1 МПа.

Для расчета производительности форсунки и угла конусност! факела требуется учет потерь на трение и отклонение реальных условий движения жидкости в камере завихрения от идеальных. Пр] рассмотрении гёометрически подобных форсунок поправка на- трени* определяется только числом Не или отношением Л- =///?, ) ■

Зависимость относительного расхода топлива и коэффициента избытка окислителя от характеристической длины камеры сгорания

Изменение характеристической длины и объема камеры сгорания от внутрикамерного давления

{о,о /с<} го.о

Рис. 2

<5^ - экспер.; теоретич.

50

J_I_I_!_!,_

•б- & ¿£Ам%

, Рис. 3

1 - (5= 14,5 г/с;

2 - ©^ = 22,5 г/с .

Зависимость скорости разрушения образца от характеристическоой длины камеры при Рг = 25х105 н/м2; = 71.7 кг/ч

И

-

Ы

V

5-, о др

д,5 О*

/г?

1 -V/

¡0,0 15{0 30,»

Рис. 4

- эксперимент.

3,4 - теоретич.

Из экспериментальных данных следует, что оптимальные углы распиливания, не дававшие прогаров камер сгорания, для однострунных форсунок изменяются в диапазоне от 90 до 120°.

На основе исследований разработана новая модель термобуре ТБ-ЗЗ-К-У (ТБ - термобур, 33 - наружный диаметр рабочей штанги, Ь - кольцевая система охлаждения; У - улучшенный вариант). 0i представляет собой сварную конструкцию и состоит из штанги с ракетной горелкой, распределительной коробки и вентилей управлени? ( рис. 5). Горелка состоит' из камеры сгорания со сверхзвуковьа соплом и распределительной головки, в которой выполнена струйнш форсунка. К распределительной головке припаяны медные трубки, предназначенные для подачи керосина, кислорода и воды к горелк< термоагрегата из магистралей. Вода, керосин и кислород к термобуру подаются, соответственно, под давлением от 0,7 до 1,0 МПа, с 1,4 до 1,6 МПа, от 1,6 до 2,0 МПа.

Головка термобура ТВ-ЗЗ-К-У

1 - калибратор; 2 - наружный кожух-, 3 - камера сгорания

Как показывает практика, термоагрегат ТБ-ЗЗ-К-У дает большу эффективность при разрушении шлаковых леток рудотермических пече при монтажных и демонтажных строительных работах, ликвидации пос ледствий' землетрясений. В результате экспериментальных исследовг ний процесса бурения минеральных сред по предложенной методда найдены зависимости рационального использования разработанных не ми конструкций термоагрегатов. С этой целью были проведены опьи по определению производительности разрушения от диаметра и глуб! ны отверстий, а также скорости подачи термоагрегата в шпур.

Горелка ТБ-ЗЗ-К-У обеспечивала проходку шпура диаметром < 45 до 50 мм. Бурение проводилось в горизонтальном и вертикалью направлениях. Установлено, что скорость разрушения искусственна

инеральных сред падает с увеличением их толщины, а для этого, тобы увеличить скорость процесса разрушения, целесообразно повы-ать внутрикамерное давление. С ростом его увеличивается темпера-ура в камере сгорания, удельный вес и скорость газовой струи.

Как показали исследования, проведенные нами, конструктивные зменения параметров горелки помимо производительности повысили и лубину бурения с 0,15 до 1 м (150 ...1000 мм) и более. Экспери-енты проводились при изменении внутрикаыерного давления, в диа-азоне от 0,5 до 3,0 МПа. (

Опыты осуществлялись непосредственно на действующих рудотер-ических печах. При бурении шлаковых дюз рудотермических печей ервоначально наблюдается поступление теплового потока, внутрь лака до тех пор, пока поверхность не достигнет температуры плав-ения. Расплав шлака из отверстия выбрасывается пучком. Установ- • ено, что при направлении термоагрегата по оси бурения исключает-" я возможность прогорания медного корпуса дюз даже в случае каса-ия дюзы факелом термоагрегата на непродолжительное время, так ак факел имеет нейтральный, характер.

Полученные результаты по определению технологических пара-етров термоагрегата позволили в заводских условиях разработать и спытать экспериментальную модель манипулятора с дистанционным правлением рабчим органом. Предложенная конструкция манипулятора пневматическим приводом рекомендована к внедрению для проходки еток рудотермических печей и шлаковых монолитов в широком диапа-оне скоростей.

В четвертой главе представлены перспективы применения терми-еского способа для различных целей металлургического, химическо-э производства, при ликвидации последствий землетрясений и дру-их экологических катастроф, а также дано экономическое обоснова-ие и эффективность применения способа.

Производились опыты по обогреву головной части слитков и ра-эгреву чугуна с помощью огнеструйных горелок. Предварительные асчеты, при обогреве головной части слитка реактивными горелками зли экономию средств на одну тонну стали 3,5 рубля (в ценах 1990 .). Эксперименты по разогреву чугуна проводились на действующей агранке производительностью 3 тонны чугуна в час. Температура адкого чугуна повышалась на от 100 до 150 °С без заметного изменил химического состава и механических свойств.

Установлено также, что реактивная горелка является средством для разогрева больших пространств, выложенных футеровкой, где в течение от 10 до 15 минут поднимается температура до di 800 до S00 °С. Следовательно, можно будет успешно применять термоагрегаты для разогрева доломитовой кладки кислородных конверторов, для повышения стойкости которых требуется большая скорость разогрева.

В работе приведены основные показатели по отбработке бетонов и железобетонов существующими способами. Данные получены из сравнения имеющихся данных для ранее применявшихся способов с данными опытных и промышленных испытаний огнеструйного способа при форсированном режиме работы горелки. Предварительные эксперименты и результаты внедрения термического способа при разрушении мартеновских шлаковых монолитов показали его высокую эффективность по сравнению с другими известными. Расчет по данным опытных испытаний, проведенных • на Жамбылском производственном объединении "Химпром", показал экономическую эффективность в условиях одного завода в сумме 490 тысяч рублей (в ценах 19S0 года).

ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Разработана математическая модель процесса разрушения крепких строительных материалов, которая показывает, что скорость линейного перемещения зоны плавления зависит от теплофизических свойств породы и величины теплового потока горелки.

2. Экспериментальным путем с использованием разработанных термоагрегатов получены зависимости скорости бурения крепких строительных материалов от диаметра и длины отверстий, установлено, что скорость бурения зависит от геометрических и режимных параметров горелки.

3. Установлены рациональные режимы работы горелки термоагрегата при коэффициенте избытка окислителя 0,6-0,7 и внутрикамерном давлении 0,7-0,9 МПа.

4. Анализ теоретических зависимостей для определения скорости плавления материалов показывает, что необходимый тепловой поток, передаваемый разрушаемому телу, будет обеспечиваться при более низком потенциале энтальпий и высоких скоростях газа.

5. Экспериментально установлено, что при оптимальных значениях коэффициента избытка окислителя ы. =0,6. ..0,7 рациональная длина камеры сгорания горелки лежит в пределах 0,15...0,2 м,

при которой имеют место максимальные скорости объемного и линейного разрушения материала.

6. Экспериментально найдены рациональные геометрические параметры камеры сгорания /_, , V > причем эти параметры обеспечиваются при внутрикамерных давлениях Pz = 0,9...1,2 МПа, при которых интенсивно начинает плавиться разрушаемый материал; дальнейшее увеличение внутрикамерных давлений ведет к усложнению оборудования и систем питания топливными компонентами.

7. На основе теоретических и экспериментальных исследований предложена конструкция термоагрегата и станции питания для разрушения прочных материалов (шлаков, бетонов, огнеупоров и железобетонов) , прошедшая опытно-промышленные испытания на Намбылском фосфорном заводе при проходке шлаковых леток.

8. Предложенная азтором конструкция пневматического бурового манипулятора с рабочий органом - огнеструйной горелкой позволила обеспечить скорость бурения крепких минеральных сред в широком диапазоне, значительно сократить время бурения.

9. Экономический эффект от применения термоагрегатов с манипулятором составил 490 тысяч рублей (в ценах 1990 г.), а возможность его применения для ликвидации последствий землетрясений имеет социальную и народно-хозяйственную значимость.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Калинов В.А., Джилкибаев Е.С. Разработка инструментов для разрушения искусственных минеральных сред. Технические науки, Алма-Ата, 1975, вып. 16, с. 103-105.

2. Бектурсунов Ш.Ш., Темирбеков Т.Т., Джилкибаев Е.С. Об опыте разделки леток рудотермических печей огневым методом. Фосфорная промышленность. Москва, 1975, вып. 4 /19/, с. 40-41.

3. Джиенкулов С.А., Джилкибаев Е.С. Разработка рабочего органа термобура для бурения леток рудотермических печей. Журнал "Энергетика и топливные ресурсы Казахстана"! Алматы, 1994, п 4, с. 50.

4. Джилкибаев Е.С. Разрушение искусственных минеральных сред огнеструйным методом. Журнал "Энергетика и топливные ресурсы Казахстана". Алматы, 1994, N 4, с. 49.

5. Дяшлкибаев Е.С. Выбор параметров огнеструйных термоинструментов для разрушения шлаков и бетонов. КазгосИНТИ, г.Алматы, 1995, с.З.

"БерЬс турдз г i цурылыс материалдары шн конструкцияларын бузу ушн цолданылатын термоагре гаттардьщ лайщты napaMeTpjKpi талдау жэне от негчздеу" диссертациялык; жушс 05,05.04 "Жол жене к,урылнс машналары" жэне 05.05.06 - "Tay машиналары" маш дыгы бойынша техника гшымыныц кандидаты деген гылыми дэрежэ ъ ушш жазылган. Жумысты орындаган йьщыбаез Егубек Сападулы.

Бул диссертациялык; жушс угындыру жэш берге турдагi дурьи материалдары мен конструкцияларын бузу ушш цолданылатын терме агрегаттардыц лайыцты параметрлерш талдау кэнэ нэггздеуге api ган.

Манипулятордьщ тихмдх конструктив^ параызтрлер1 табылды.

Берхк цурылыс материалдарын допару процесс шщ балдыту тэ-сипнщ математикалыц моде л i усьшылып, те рмоагрз гаттардьщ атк;а] тыц конструктив^ параметрлершщ Экспэришнтальды едтстемест дамьшылда, цопару процесс i парада трлерхнщ экспериментальды б: ланыстылыгы анш;талш,рудотершяльщ пепзтердщ'вфштерхн бургы-лайтын ыанипулятордыц ти1мд1 конструктив^ парамзтрлерг табыл, Кондыргылар eHflipicTiK байцаулардан »tti.

SUMMARY

"The baais and choice of parameters of thermoagaregates to troy firm building materials and constructions"

Dissertation was done on speciality 05.05.04.- " Road and building tilnes" and 05.05.06. - "Mining machines" to get the Degree of lldat of Technical sciences. The Thesis was done by Dzhllklbaev bek Safakovlch.

The Thesis Is about basis and choice therraoaggregates to destroy n building materials and construction.

The mathematical model of destruction process of firm building erlals was suggested, using the methods melting. The Method of erimental working out of structural parameters of thermoaggregates developed.-Experimental dependences of parameters destruction cess were received. Rational structural parameters of manipulator boring bars in the ore thermic furnaces were determined, danisms were carried out production tests.

Подписано d печать 19.05.95

Тираже 100 экз.

Объем 1,0 уч. - изд.л.

'Еорпат G0:;01'i I/IG Бумага типограйскт" • Заказ 249

Отпечатано на роталринто Алпаигнского энергетического тстлтутл, г.Алшти, уч. &ытурс:шоЕа, I2G.