автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Управление барабанными сушильными установками с расходящимися потоками теплоносителя

На правах рукописи

004603494

ТАХХАНДИРАР

УПРАВЛЕНИЕ БАРАБАННЫМИ СУШИЛЬНЫМИ УСТАНОВКАМИ С РАСХОДЯЩИМИСЯ ПОТОКАМИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ (на примере сушин технического углерода)

Специальность 05.13.Об - автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 3 СЕН 7ПЮ

Ярославль 2010

004608494

Работа выполнена на кафедре «Кибернетика» ГОУ ВПО «Ярославски государственный технический университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Цыганков Михаил Петрович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, доцент Лабутин Виктор Алексеевич;

кандидат технических наук, доцент Смирнов Николай Иванович

Ведущая организация ГОУ ВПО «Костромской государственный

технологический университет» (КГТУ), г.Кострома

Защита состоится 20 октября 2010 г. в 14 часов в аудитории 211-на заседании диссертационного совета Д 212.025.01 при Владимирском государ венком университете по адресу: 600000 г. Владимир, ул. Горького, д.87

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью) пр сим направлять по адресу: 600000 г. Владимир, ул. Горького, д.87, ВлГУ, учено секретарю диссертационного совета Макарову Р.И.

С диссертацией мо5кно ознакомиться в библиотеке Владимирского государс венного университета.

Автореферат разослан 6 сентября 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Макаров Р.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Крупнотоннажное промышленное производство технического углерода, широко используемого в шинной и резинотехнической промышленности, — современная высокоразвитая подотрасль нефтехимии.

Производство технического углерода включает процессы: получения аэрозоля технического углерода из углеводородного сырья в реакторах, выделения дисперсной углеродной фазы из аэрозоля в рукавных фильтрах, уплотнения и «мокрого» гранулирования выделенного пылевидного углерода с последующей сушкой влажных гранул.

Два последних процесса образуют относительно самостоятельную производственную подсистему, именуемую в промышленной практике обработкой.

Сушка - наиболее сложно управляемая стадия в технологической цепочке, важнейшая с точки зрения обеспечения устойчивости динамики переходных процессов и стабильности технологического режима. Характером ее проведения в существенной мере определяются: гранулометрический состав, содержание пыли, и ряд других важных для потребителя показателей.

Процесс сушки энергоемок, энергообеспечение осуществляется за счет сжигания природного газа. Уменьшение энергозатрат, требуемых для сушки, при сохранении или повышении показателей качества продукта - одна из важных отраслевых задач.

Основные усилия по поиску путей интенсификации и стабилизации процесса, поддерживаемые государственным финансированием исследовательских работ, были предприняты в конце 1970-х - середине 1980-х гг. На основе отраслевых исследований Осипова В.М., Рябинкова И.Г., Зайдмана И.Г. были разработаны теоретически е положения сушки технического углерода, опирающиеся на фундаментальные труды Лыкова A.B. Вопросы математического описания и оптимизации процесса, рассматривались в работах Волкова A.M.

Выполненные в этот период исследования нельзя считать завершенными с точки зрения их промышленного воплощения на уровне современных требований к качеству продукта и экономичности ведения процесса. В настоящее время предприятия вынуждены искать технико-экономические решения по повышению эффективности производства самостоятельно. Основной путь такого поиска - промышленный эксперимент. Наибольшие успехи в повышении эффективности производства на этом пути достигнуты Орловым В.Ю. На базе исследования влияния организации тепловых потоков теплоносителя на управление процессом Орловым В.Ю. и Комаровым А.М. решен ряд задач совершенствования систем автоматизации сушки технического углерода. Однако промышленное экспериментирование является весьма затратным и ограничивает возможности разработки систем управления перспективными технологиями сушки гранул, такими как сушка расходящимися потоками теплоносителя.

Анализ литературных данных по оптимизации и управлению сушкой сыпучих и гранулированных материалов приводит к заключению о целесообразности использования численного моделирования для решения задач, отражающих специфику взаимосвязи тепловых потоков сушки с возможностями автоматизированного управления ею. На эффективность такого подхода указывается в работах Рудобаш-ты С.П. и Малыгина С.Н.

Поэтому решаемая в диссертации задача повышения эффективности энергообеспечения сушки для используемых и перспективных технологий на основе совершенствования системы управления тепловыми потоками с использованием средств математического моделирования актуальна.

Цель работы

Разработка математических моделей и методов управления тепловыми потоками в процессах сушки технического углерода, обеспечивающих возможность использования перспективных технологий сушки, повышение качества продукта и экономических показателей процесса.

Для ее достижения решаются задачи: / анализа существующих схем организации и управления тепловыми потоками в

процессах сушки сыпучих материалов, ^ построения упрощенных математических моделей в частных производных для оценки идеальных профилей распределенного ввода теплоносителя и анализа ограничений на его реализацию, ^ построения ячеечных математических моделей сушки для уточненного расчета динамики изменения профилей температур, влажностей и массовых расходов по длине сушильного барабана,

разработки методов и схем управления расходящимися потоками теплоносителя.

Методы исследований

Для решения поставленных задач использовались методы системного анализа, математического моделирования, теории идентификации, математического программирования, численного и аналитического решения дифференциальных уравнений.

Научная новизна

В работе предложено разделение управления расходящимися потоками теплоносителя в зонах конвективного теплообмена постоянной и падающей скоростей сушки (зонах «высоких» и «низких» температур), решающее задачи уменьшения разрушения и уноса мелких фракций гранулированного материала и снижения энергозатрат на осуществление процесса в барабанных сушильных установках с внешним обогревом.

При их решении установлено что:

^ применяемая в отрасли схема управления статическими температурными профилями путем стабилизации соотношений расходов: топливного газа/воздуха на горение и грануляционной жидкости/топливного газа, - обеспечивает идеаль-

ность регулирования в статике только при правомерности допущения о конвективном характере сушки, не соблюдаемого в практике промышленной эксплуатации;

причина значительного уноса мелких фракций высушиваемых гранул и снижения эффективности использования энергообеспечения процесса заключается в неуправляемости зависимости параметров потока теплоносителя в зоне падающей скорости сушки от параметров этого потока в зоне постоянной скорости сушки

^ система несвязанного управления в комбинированной схеме газодинамики распределения потоков прямотока и противотока устойчива; Построены упрощенные математические модели в частных производных конвек-ивной сушки в барабанных сушилках, позволяющие получить аналитическую ценку начальных приближений температурных профилей и коэффициентов тепло-тдачи от сушильного агента к высушиваемому материалу; Построены уточненные математические модели статики сушки и предложен де-омпозиционный алгоритм идентификации их параметров, базирующийся на допу-(ении о слабом влиянии варьирования температурного профиля в барабане на тем-ературное поле в камере его внешнего обогрева;

Разработан метод расчета управления статикой сушки по уточненной модели, заключающийся в одномерном поиске таких значений расхода газа, выводимого из барабана со стороны прямотока и вводимого в барабан в направлении противотока, которые обеспечивают выполнение заданных краевых условий (значений критической влажности в сечении ввода газа в барабан и влажности загружаемых в барабан гранул).

Предложены ячеечные математические модели для расчета динамики изменения профилей температур, влажностей и массовых расходов по длине сушильного барабана, и показано численными экспериментами, что их использование для регулирования расчетного значения температуры в контрольном сечении по длине барабана улучшает качество регулирования температурного режима сушки.

На защиту выносятся:

^ выражения температурных профилей прямотока в условиях конвективного характера сушки гранул в барабанных сушильных установках, ^ математическая модель и метод расчета температурных профилей сушки в условиях прямоточно-противоточного движения теплоносителя, ^ ячеечная математическая модель для управления динамическими режимами сушки в условиях прямоточно-противоточного движения теплоносителя и декомпозиционный алгоритм идентификации ее коэффициентов. ^ метод раздельного управления параметрами газовых потоков в зонах постоянной и падающей скоростей сушки, фиксирующего положение точки критической влажности по длине барабана,

Практическая значимость

На базе разработанных методов и математических моделей созданы компьютерные информационные подсистемы для оценки не измеряемых непосредственно показателей качества сушки и переменных состояния (технологического режима) по длине сушильного барабана, предложены варианты схем и алгоритмов организации

тепловых потоков, управления этими потоками, автоматической стабилизации тех нологическшс режимов и показателей качества сушки.

Разработанное программное обеспечение использовано в ОАО «Ярославские технический углерод» для принятия решений по управлению потоками теплоноси теля в процессах сушки, в системах тренинга при обучения студентов в группах це левой подготовки специалистов в Ярославском государственном техническом у ни верситете (ЯГТУ) для ОАО «Ярославский технический углерод», а также в курсо вом и дипломном проектировании для специальности «Автоматизация технологиче ских процессов и производств» в ЯГТУ.

Апробация работы и публикации

Основные результаты и научные положения диссертации обсуждались и док ладывались на Международных научных конференциях:

"Математические методы в технике и технологиях": ММТТ-18, Казань 2005г ММТТ-20, Ярославль 2007;

Второй Международной научно-практической конференции «Современные энерго сберегающие тепловые технологии (сушка и тепловые процессы) СЭТТ-2005» Москва 2005.

Основные положения диссертации отражены в семи публикациях, из них одна статья в рецензируемом научном журнале, включенном в список ВАК РФ.

Структура и объем работы

Работа состоит из введения, пяти глав, 82-х рисунков и двух таблиц; объем ра боты составляет 161 страницу, в том числе 145 страниц основного текста, списо использованных источников, содержит 105 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформу лированы цели и задачи исследования, показаны его научная новизна и практиче екая значимость, дано краткое изложение работы.

В первой главе анализируются процессы и описываются задачи управлеш сушкой технического углерода, Исследуются тепловые потоки, возникающие в ре зультате конвективного теплообмена или (и) контактной передачи тепла к высуши ваемым материалам. Делается заключение о нецелесообразности применения аппа ратов интенсивной сушки (кипящего слоя и др.), так как они не обеспечивают со хранение гранулометрического состава в силу истирания при практически неуправ ляемом связыванием движения потока теплоносителя и высушиваемого материала.

Раздельное управление скоростями газового потока сушильного агента и пе ремещения высушиваемого материала обеспечиваются в барабанных сушильнь установках. Однако для наиболее перспективной схемы противоточно прямоточного движения теплоносителя в барабане системы управления расхода щимися тепловыми потоками, как и математические модели для оптимизации тако го управления, не разработаны. Традиционно используемые системы требуют со

вершенствования с целью приближения показателей интенсивности теплообмена в процессе сушки к показателям, характерным для рассмотренных методов конвективного теплопереноса.

Реализация известных вариантов регулирования температурного режима сушки наталкивается на трудности, связанные со значительной инерционностью соответствующих регулирующих каналов объекта. Делается вывод о целесообразности использования математической модели в контуре управления таким инерционным и трудно управляемым процессом как сушка.

На основашш выполненного анализа ставится задача исследования: на базе разработки, анализа и использования математических моделей построить схемы и определить методы управления распределением тепловых потоков в барабанных сушильных установках с внешним обогревом, обеспечивающие интенсификацию массо-теплообменных процессов, сокращение затрат на их осуществление, повышающие качество стабилизации технологического режима и позволяющие использовать для повышения эффективности процесса перспективные технологии сушки гранулированного технического углерода расходящимися тепловыми потоками сушильного агента.

Во второй главе рассматривается теория сушки гранулированных материалов, разрабатываются упрощенные математические модели тепло- и массообмена для исследования статики и динамики изменения температурных профилей по длине сушильного барабана при варьировании состояния поступающего в него потока влажного гранулированного технического углерода и управляющих воздействий. При разработке моделей принимаются упрощающие допущения: о режиме движения газа и высушиваемого материала по схеме идеального вытеснения, несжимаемости газа, малости контактной составляющей процесса теплопередачи.

На рис. 1 схематически изображена внутренняя полость барабана с выделенным элементарным объемом на участке длиной дх (вариант организации прямоточного движения потоков). Газ и гранулы условно изображены проходящими соответственно через верхний и нижний сегменты сечений барабана.

Ог %

77:

ТГ + 5ТГ вт + 8вг

А

у?

, Ггр+ЗТг,

РГ

Х=1

Рис. 1 - Фрагмент расчетной схемы сушильного барабана

СгОг^-а,(Тг-Тгр0)

(?ГР 8 гр

V?

сгТг

+1 =5сгрг-

и падающей скоростей сушки:

Динамика объекта в условиях сделанных допущений описывается дифференциальными уравнениями в частных производных, отражающими закономерности тепло- и массообмена, изменения теплосодержания, массы влаги и пара в выделенном на рисунке элементарном объеме, на участках постоянной: оОт _а](Тг-Т дх к>Х '

зт; а

дТ 8Т„

- СфУУ +«21 'г"1 гр/гр -Сгр ^

Огр^гр

сг - а2(Тг - Тгр)— '

м>

■-Бсг рп

где с,, Сгр - теплоемкости (кДж/кг-К), Т„ТФ Д^/Г^о - температуры (К) в начальном и текущем сечениях, Сг, - массовые расходы (кг/час) соответственно газа (теплоносителя) и гранул, X - теплота испарения грануляционной жидкости, (кДж/кг), ус - линейная скорость движения гранул, (м/час), удельная поверхность гранул, (мг'/кг), а!,а2 - коэффициенты теплоотдачи, (кДж/м2-час) на участках постоянной и падающей скоростей сушки, 5 — площадь поперечного сечения барабана (м2), -рг— плотность газа (кг/м3).

При расчете статики уравнения в частных производных преобразуются в обыкновенные дифференциальные уравнения, точные и упрощенные решения которых получаются аналитически. Для участка постоянной скорости сушки (Т^сог^) решение, приводимое к форме х=_/[Тг), имеет вид:

ОггЗ,

ш'-'гг Тгро+Л/Сг__

1

Тго+А/СгХ Т„

'г А1

Тг-Т,

грО

1грО+А/Сг ^КПгрЗ а для участка падающей скорости (Тгр=уаг) Ъ (Ь

1-:

1

,1п-

Тг+А/сг

1

1

сг),1 Тю+А/Сг Тг+Х/сг ТйтЯ/Сг'

'грО

Сгр ^гр

Тг= Ты - (Гф - Гфо), где а и Ъ- коэффициенты,

зависящие от параметров модели. Профили противотока в отличие от прямотока рассчитываются итеративно решением краевой задачи.

Выявляются условия идеальной стабилизации температурных профилей прямотока в статике, сводящиеся к стабилизации Тл и соотношения (О^Ст) и коррекции этого соотношения по результатам идентификации с^ и а2. Отмечается, что структурной организацией существующей схемы автоматизации эти условия выполняются при правомерности допущений о конвективном характере сушки.

В третьей главе рассматривается порядок идентификации щ и а2 и пример расчета температурных профилей в прямоточной схеме организации движения потока теплоносителя. Для оценивания неизвестных коэффициентов теплоотдачи уравнения статических температурных профилей приводятся к линейной по этим коэффициентам форме. Поэтому оказывается несложным решение задачи расчета оценок методом

наименьших квадратов по набору экспериментальных данных. Пример расчетного профиля температур во внутренней полости барабана показан на рис. 2.

Обосновывается целесообразность коррекции разработанных моделей сушки. Необходимость учета контактной составляющей устанавливается обнаруживаемым в условиях исходных допущений нарушением теплового баланса в камере обогрева сушильного барабана. Долю тепла, передаваемую через стенку барабана, удается оценить с учетом экспериментальных

и и и и а

Рис. 2 - Пример построения температурных профилей высушиваемого материала и теплоносителя во внутренней полости сушильного барабана

анных о температурах в этой камере, расходах топлива и воздуха на горение.

Схемой тепловых потоков, (принятой для варианта использования в модели асчетных соотношений для контактной составляющей), предусматривается нали-не тепловых потоков через стенку барабана к гранулам на участках переменной и остоянной скоростей сушки. Предлагается метод декомпозиционной идентифика-ии, коэффициентов теплопередачи на этих участках. Он базируется на допущении независимости температурного поля в камере обогрева от колебаний профиля емператур в барабане. Допущение обосновывается экспериментально зафиксиро-анным характером регулирования температур обогрева внешней стенки барабана.

Для участка падающей скорости сушки дополнительно снимается допущение б отсутствии влаги в высушиваемом материале, принятое с целью оценки первого 1. 'иближения температурных профилей. Хотя малость значений влагосодержания озволяет считать влияние его колебаний на температурный профиль несуществен-1М, ограничение конечной влажности материала остается одним из основных тре-ований к показателям качества ведения технологического процесса и характери-тикам, определяющим потребительские свойства продукта. Для расчета влажности ринято допущение о наличии сухого внешнего слоя гранулы, увеличивающегося

Заштрихованной области соответствует зона с критическим значением влажности. Вокруг влажной зоны располагается сухая сферическая оболочка, через которую под действием диффузии испаряющаяся влага из центра гранулы движется к верхним слоям на поверхность, достигнув которой, она удаляетсятся. Математическое описание этого процесса основано на уравнении теплопередачи через сферическую стенку, толщина которой меняется в зависимости от количества оставшейся в грануле влаги.

После введенных уточнений модели она становится адекватной с учетом включения в нее балансовых соотношений для камеры обогрева.

Поскольку полученные модели в частных производных сложны для анализа инамики, при решении задач стабилизации технологического режима, используют-я ячеечные математические модели. Для построения ячеечной модели предлагается хема и соотношения, аналогичные приведенной на рис. 1 и в гл. 2. Но эти соотно-ения записываются для конечного выделенного объема (значения Эх).Применение чеечной модели для участков постоянной и падающей скоростей сушки, позволяет есть продольное перемешивание в пределах газовой фазы и потока влажных гра-гл. Эти факторы игнорировались при оценке первого приближения статических емпературных профилей по исходным дифференциальным уравнениям модели идеального вытеснения.

о мере ее высыхания (рис. 3).

Рис. 3 - Распределение темпера-турно-влажностных полей в грануле на участке падающей скорости сушки

(Тв — температура влажного термометра, Тгр - температура поверхности гранулы, Тг - температура теплоносителя)

В четвертой главе анализируются переходные процессы, возникающие в промышленных системах автоматизации технологических процессов сушки технического углерода, выполняются численные эксперименты и выявляются особенности статики и динамики, важные для оптимизации управления этими технологическими процессами. На основе моделирования выявляются недостатки организации потоков теплоносителя с точки зрения инерционности регулирования и экономичности управления.

В каждом из рассмотренных вариантов действия глубоких возмущений по изменению расхода (в ХОВ) грануляционного раствора, возникших в процессах промышленного производства, качество регулирования температур (Тг отсоса и Тту из БСК) газов и гранул на выходе из барабана оказывается неудовлетворительным.

(рис. 4).

Во всех случаях наблюдается неточность компенсации влияния этих возмущений, с которой связано следующее за ними через интервал времени 12-17 мин отклонение температуры отводящихся из барабана влажных газов, и далее с дополнительным запаздыванием приблизительно 7-10 мин большое динамическое отклонение температуры гранул технического углерода. Форма выходного сигнала Гп,(0=(7ту(0) повторяет форму сигнала Гг(0= Тг отсоса(О) но амплитуда отклонений намного больше. Таким образом, используемое в практике промышленной эксплуатации решение по стабилизация Тг(!) путем комбинирования компенсации возмущения и коррекции остаточного отклонения по сигналу обратной связи недостаточно эффективно.

Предлагается структура управления с коррекцией задания регулятору расчетного значения Гграсч(0 промежуточной температуры газового потока по отклонению от задания температуры Гг(0 измеряемой на выходе барабана газового потока. Выполнен численный эксперимент, подтверждающий улучшение качества регулирования по предложенной схеме.

В пятой главе обосновывается выбор прямоточно-противоточной схемы движения теплоносителя, исследуются средства и методы организации расходящихся потоков теплоносителя, увеличивающие ресурсные возможности управления при фиксированном энергопотреблении, выполняется анализ процессов регулирования при организации расходящихся тепловых потоков (рис. 5). Динамика движения расходящихся газовых потоков моделируется системой двух взаимосвязанных пневматических емкостей (рис. 6) в предположении об идеальности газа. Система дифференциальных уравнений первого приближения приводится к описанию передаточных функций взаимосвязанных каналов объекта.

20:00 20:15 . 20:30 20:45 21:00

Вр»ыя

Рис. 4 - Регулирование температур после кратковременной остановки гранулятора

3

обметь постоянной I скости сушки

область падающей скорости сушки

N

Т'1" Г.1 ТгрО Сч . _^ 0,2 —г д,г,

т о

Для оценки устойчивости управления газодинамическим режимом расходящихся потоков теплоносителя с учетом их взаимного влияния друг на друга используется частотный критерий Найквиста.

Устанавливается, что перекрёстная связь слабо влияет на запас устойчивости, система устойчива в широком диапазоне изменения настроечных параметров регулятора и объекта.

Расчет температурных профилей сушки расходящимися потоками теплоносителя базируется на результатах моделирования гл. 3. Хотя изменения в модели по

отношению к описанию статики прямотока гл.З представляются незначительными, решение прямой задачи (построения профилей температур и расходов) существенно изменяется. Если в гл.З решалась задача Коши, то в модели прямоточно-противоточной сушки задается специфическая комбинация краевых условий, осложняющая поиск искомых распределений темпе-Рис. 5 - Прямоточно-противоточная схема сушки ратур и расходов брь бГ2 - расходы теплоносителей, двигающихся Т1

противотоком и прямотоком соответственно, Тг1к, Известными в естественной по-Тг2к, Ог1к, Ог2к- конечные температуры и расходы становке прямой задачи являются рас-теплоносителя, и - влагосодержание гранул) ходы "сухого" греющего газа Сгг(хп.) =

__Ог1(хп), "влево" и "вправо" Сг(хп+) =

р- ь к» Сг2(хл), в сечении х = хп критической

рП Г^ р,г р=0 влажности и его температура ТТ(хп), а ~" 2 также расходы сухой массы гранул

о

Но

X

и»

Р=0

Р.,

Рис. 6 - Схема распределения газовых потоков в сушильном барабане

С,р, и влаги Св(0) в их объеме на левом конце траектории (Зв(х). Правые концы траекторий: Тг(х)=Тт{Ь), Ггр(х)=Ггр(1), (7г(х) =Ог(Ь) и левый Гг(0) траектории

Тт(х), - свободны.

Однако допущение о фиксированном положении точки хп и критической влажности материала в ней приводит к необходимости решения задачи управления взамен поиска профилей по заданным входным значениям технологических переменных.

Действительно, изменение как бв(0), так и Сг? при закрепленных значениях СГ1(хп), <Зг2(Хп)> Тг(хп) приведет к смещению участка постоянной скорости сушки (точки х = Хп). Значит для стабилизации значения хп следует изменять какую-либо из переменных (7г1(хп), Ог2(х„), Гг(хп). Но это и соответствует задаче управления.

В силу сказанного эта задача ставится в общем виде при закреплении требуемых значений влажности Ых) гранул, их температуры Г,р(х) и температуры Тг(х)

газов на правом конце траектории ЩЬ) = изют, Тт(Ь)= Тт задан, =Ггр зада„. При задании ЩЬ) определятся конечное количество влаги в гранулах: О^Щ. Задача остается краевой по значению СБ(х)=Св(0) на левом конце траектории Ог(х) и требует для интегрирования (в направлении уменьшения аргумента х) задать начальное приближение Ог(1).

При интегрировании от I до х„ вычисляются (по уравнениям участка падающей скорости сушки) критическое значение влажности; температура гранул (в том числе и в сечении ха, в котором она равна температуре влажного термометра Т^(хп)) и температура газов в сечении их ввода Тт(х„). В первом приближении значения Гг(.тп) и С/Кр(хп) = Ов(хпУ(Ов(хп)+Огр) могут не соответствовать друг другу. Для их согласо вания поиском по одной переменной (Ог(Ь)) в последовательных итерациях отыски ваются управляющие воздействия Тг(х„) и С?г2(хп), обеспечивающие стабилизацш положения сечения хп. Далее заданием начального приближения Ог](хп) определя ются начальные условия для интегрирования уравнений модели в направлении из менения аргумента от д:п до 0. В результате интегрирования вычисляются значения Гг(0) 6^(0), и 0В(0). Значение вв(0) в первом приближении может не совпадать действительной нагрузкой барабана по поступающей в него с гранулами влаге Подбором регулирующего воздействия Ог1(хп) это несоответствие устраняется.

Пример расчетных термовлажностных профилей сушки изображен на рис. 7

Согласно данным анали за этих профилей схем с прямоточно

противоточным движе нием теплоносителя по зволяет уменьшит энергозатраты за сче сокращения уноса гра нул. Действительно, зоне низких температур где гранулы наиболе склонны к разрушена обеспечивается мягки гидродинамический температурный режимь (невысокие расходы Сг и температуры 7'г тепло носителя). Схемы прямоточным и ироти воточным движение

т,с т

£30 МО № ЗМ 2М

10 11 12 13 14 « 15 17 1»

Рис. 7 - Расчетные термовлажностные профили сушки в условиях прямоточно противоточной организации движения тепловых потоков при Сг\Юа - 4, грануляционной жидкости Оа = 2850 кг/ч

теплоносителя не могут обеспечить такой режим.

Специфика стабилизации полученных температурных профилей сушки при ереходе к прямоточно-противоточной схеме заключается в существенном измене-ии динамических свойств объекта, связанных с возможностями раздельного фор-ирования регулирующих воздействий для зон постоянной и падающей скоростей ушки. Такие возможности в схемах однонаправленного движения газа в барабане ыли ограничены влиянием на температуры зон высоких и низких температур (ЗВТ ЗНТ) в камере обогрева барабана, формирующие тепловые потоки через стенку арабана в соответствующих зонах.

Взаимосвязанность воздействия на участки постоянной и падающей скоростей ушки при этом проявлялась влиянием газового потока в барабане на характер теп-ообмена. Газовый поток изменялся одновременно на обоих участках при варьиро-ании подачи природного газа на обогрев в ЗНТ или ЗВТ.

При прямоточно-противоточной схеме движения потоков газа в барабане казывается возможным формирование регулирующего воздействия по независи-юму малоинерционному (в этой схеме) каналу: расход газа на участок прямотока температура ТГ(Ь) газа (или гранул технического углерода) на вы-оде из барабана.

Каналы расход природного газа (<2гзнг) в ЗНТ -> Тг(1) (или в этой схеме -ляются более инерционными. Но инерционность канала Ог2(.хп) ТГ(Ь) при малых асходах газа С;2(х) на участке прямотока в комбинированной схеме прямоток-отивоток оказывается более высокой, чем Qгзнг -> Т,(П) в схеме прямотока.

Поэтому система автоматического регулирования стабилизации температурно-лажностного режима с комбинированием тепловых потоков в газовой фазе так же ак и для условий прямотока включает ячеечную модель описания динамики в амкнутый контур стабилизации температур газового потока и гранул на выходе из ушильного барабана. На рис. 8 представлен пример одной из возможных схем ав-оматического регулирования с применением математической модели в контуре ре-лирования.

Пунктирной линией и изображением рабочей станции условно представляется ормирование упреждающего воздействия на изменение соотношения прямото-а/противотока теплоносителя по расчетному значению температуры Тг в промежу-очном сечении хп? зоны падающей скорости сушки.

Экспериментальная проверка предложенного способа управления на промыш-енном оборудовании указывает на возможность сокращения расхода топлива на 5% (рис. 9).

Для поддержки принятия решений по управлению потоками теплоносителя в юцессах сушки с расходящимися потоками теплоносителя разработано программ-ое приложение, внедренное в ОАО «Ярославский технический углерод».

Рис. 8 - Схема автоматического регулиро- Рис. 9 — Пример снижения расхо-

вания с расчетной промежуточной регули- да топлива при управлении соот-

руемой величиной ношением расходящихся потоков

теплоносителя

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В работе показано, что расходящиеся потоки теплоносителя обеспечивают большую эффективность процессов сушки в барабанных сушильных установках, чем однонаправленные и предложено разделять управление потоками теплоносителя в зонах постоянной и падающей скоростей сушки, для уменьшения разрушения и уноса мелких фракций гранулированного материала.

^ Построена упрощенная математическая модель конвективной сушки в барабанных сушилках, позволяющая получить аналитическую оценку начальных приближений температурных профилей и коэффициентов теплоотдачи от сушильного агента к высушиваемому материалу.

^ Построена уточненная математическая модель статики сушки и разработан метод расчета управления по этой модели, заключающийся в решении краевой задачи вычисления температурно-влажностных профилей расходящихся потоков теплоносителя; экспериментально установлено, что предлагаемый способ управления расходящимися потоками теплоносителя позволяет сократить расход природного газа на сушку на 5-7%.

^ Предложены: ячеечная математическая модель для расчета динамики и схемы автоматического регулирования температурно-влажностного режима сушки для прямоточно-противоточной схемы распределения сушильного агента в барабане

^ На базе предложенных методов и математических моделей созданы компьютерные информационные подсистемы дня оценки не измеряемых непосредственно показателей качества сушки и переменных состояния (технологического режима) по длине сушильного барабана. Разработанное программное обеспечение использовано в ОАО ((Ярославский технический углерод» для принятия решений по управлению потоками теплоносителя в процессах сушки и проектирования перспективных автоматизированных технологий сушки гранулированного технического углерода, в системах тренинга при обучения студентов в группах целевой подготовки специа-

листов для ОАО «Ярославский технический углерод», а также в курсовом и дипломном проектировании для студентов специальности «Автоматизация технологических процессов и производств».

Содержание диссертации отражено в следующих работах:

По списку ВАК РФ

1. Чайкин О. М., Цыганков М.П., TahhanD. Управление процессом сушки гранул технического углерода с прямоточно-противоточным движением теплоносителя. Вестник Тамбовского государственного технического университета, 2008. Т. 14, №3. - С. 632-635. (Соискатель - 60%)

В других изданиях:

2. Цыганков М.П. Бойков С .Ю., Dirar Tahhan Математическое моделирование сушки технического углерода по схемам прямотока-противотока; Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. - 2006, том 49, вып. 10. - С.90-94. (Соискатель - 55%)

3. D. Tahhan Цыганков М.П. Чайкин О.М, Расчет переходных режимов сушки гранулированного углерода; Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. - 2008, Т. 51, №. 8, С. 55-57. (Соискатель - 80%)

4. D. Tahhan, Цыганков М.П., Чайкин О.М. Управление расходящимися потоками теплоносителя в сушильном барабане; Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. - 2008, Т. 51, вып. 8. - С. 77-78. (Соискатель - 40%)

5. Цыганков М.П Dirar Tahhan Системные аспекты математического моделирования процесса сушки технического углерода; ММТТ-18: Сб. трудов XVIII Международ, науч. конф. «Математические методы в технике и технологиях» В 10 т. / Под общ. ред. B.C. Балакирева. - Казань: изд-во Казанского гос. тех-нол. ун-та. 2005, Т. 10. Секция 13. - С.116-118. (Соискатель - 65%)

6. Цыганков М.П. Dirar Tahhan Математическое моделирование динамики процесса сушки технического углерода; Труды Второй Международной научно-практической конференции «Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и тепловые процессы)» СЭТТ-2005. Том 1. - М: Издательство ВИМ, 2005, С. 137-140. (Соискатель - 65%)

7. Чайкин О.М., Tahhan Dirai. Математическое описание тепловых режимов падающей скорости сушки гранул технического углерода; ММТТ-20: Сб. трудов XX Международной научной конференция «Математические методы в технике и технологиях» / Под общ. ред. B.C. Балакирева. - 2007, Том 5. С. 26-28. Ярославль: изд-во Ярославского гос. техн. ун-та. (Соискатель - 35%)

Печ. л. 1 Печать ризограф. Заказ 943. Тираж 100 экз. Отпечатано в типографии Ярославского государственного технического университета 150000 г. Ярославль, ул. Советская, 14а. Тел. 30-56-63

- К,-

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЗАДАЧ И ВОЗМОЖНОСТЕЙ АВТОМАТИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ

СУШКОЙ ГРАНУЛИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ.

1Л Общее описание объекта исследования и задач управления сушкой.

1.2 Основные варианты организации тепловых потоков при сушке сыпучих материалов.

1.3 Анализ методов и систем автоматического управления тепловыми потоками в процессах сушки сыпучих материалов.

1.4 Постановка задачи исследований.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА И АНАЛИЗ УПРОЩЕННЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ КОНВЕКТИВНОЙ СУШКИ ГРАНУЛИРОВАННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА.

2.1 Закономерности сушки гранул технического углерода и основные допущения математического моделирования.

2.2 Математическая модель сушки влажных гранул технического углерода при прямоточном движении гранул и газа.

2.2.1 Математическая модель сушки влажных гранул технического углерода при прямоточном движении гранул и газа.

2.2.2 Математическая модель сушки влажных гранул технического углерода при противоточном движении гранул и газа.

2.3 Условия идеальности распределения тепловых потоков при конвективной сушке.

ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КОНВЕКТИВНО-КОНТАКТНОЙ СУШКИ.

3.1 Идентификация коэффициентов теплоотдачи а] и «2 модели конвективной сушки.

3.2 Контактная составляющая теплообменных процессов и гермовлажностный режим на участке падающей скорости сушки.

3.3 Идентификации коэффициентов конвективно-контактной сушки.

3.4 Ячеечная модель динамики сушки.

3.4.1 Задачи описания динамики.

3.4.2 Участок постоянной скорости сушки.

3.4.3 Участок падающей скорости сушки.

ГЛАВА 4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА СУШКИ.

4.1 Анализ переходных режимов сушки в промышленных процессах.

4.2 Анализ результатов численных экспериментов.

4.3 Моделирование системы автоматического регулирования температурного режима.

4.4 Анализ результатов численных экспериментов по регулированию температурного режим.

ГЛАВА 5. УПРАВЛЕНИЕ ПРЯМОТОЧНО-ПРОТИВОТОЧНЫМ РЕЖИМОМ СУШКИ.

5.1 Математическое моделирование и организация управления процессом сушки с прямо гочно-противоточным движением теплоносителя.

5.2 Устойчивость регулирования распределения расходов греющего газа по прямоточно-проивоточной схеме.

5.3 Разработка системы автоматического регулирования.

Актуальноеi ь i емы

Крупнотоннажное промышленное производство технического углерода, широко используемого в шинной и резинотехнической промышленности, — современная высокоразвитая подотрасль нефтехимии.

Производство технического углерода включает процессы: получения аэрозоля технического углерода из углеводородного сырья в реакторах, выделения дисперсной углеродной фазы из аэрозоля в рукавных фильтрах, уплотнения и «мокрого» гранулирования выделенного пылевидного углерода с последующей сушкой влажных гранул.

Два последних процесса образуют относительно самостоятельную производственную подсисгему, именуемую в промышленной практике обработкой.

Сушка - наиболее сложно управляемая стадия в технологической цепочке, важнейшая с точки зрения обеспечения устойчивости динамики переходных процессов и стабильности технологического режима. Характером ее проведения в существенной мере определяются: гранулометрический состав, содержание пыли, и ряд других важных для потребителя показателей.

Процесс сушки энергоемок, энергообеспечение осуществляется за счет сжигания природного газа. Уменьшение энергозатрат, требуемых для сушки, при сохранении или повышении показателей качества продукта - одна из важных отраслевых задач.

Основные усилия по поиску путей интенсификации и стабилизации процесса, поддерживаемые государственным финансированием исследовательских работ, были предприняты в конце 1970-х - середине 1980-х гг. На основе отраслевых исследований Осипова В.М., Рябинкова И.Г., Зайдмана И.Г. были разработаны теоретические положения сушки технического углерода, опирающиеся на фундаментальные труды Лыкова A.B. Вопросы математического описания и оптимизации процесса, рассматривались в работах Волкова A.M.

Выполненные в этот период исследования нельзя считать завершенными с точки зрения их промышленного воплощения на уровне современных требований к качеству продукта и экономичности ведения процесса. В настоящее время предприятия вынуждены искать технико-экономические решения по повышению эффективности производства самостоятельно. Основной путь такого поиска — промышленный эксперимент. Наибольшие успехи в повышении эффективности производства на этом пути достигнуты Орловым В.Ю. На базе исследования влияния организации тепловых потоков теплоносителя на управление процессом Орловым В.Ю. и Комаровым A.M. решен ряд задач совершенствования систем автоматизации сушки технического углерода. Однако промышленное экспериментирование является весьма затратным и ограничивает возможности разработки систем управления перспективными технологиями сушки гранул, такими как сушка расходящимися потоками теплоносителя.

Анализ литературных данных по оптимизации и управлению сушкой сыпучих и гранулированных материалов приводит к заключению о целесообразности использования численного моделирования для решения задач, отражающих специфику взаимосвязи тепловых потоков сушки с возможностями автоматизированного управления ею. На эффективность такого подхода указывается в работах Рудобашты С.П. и Малыгина С.Н.

Поэтому решаемая в диссертации задача повышения эффективности энергообеспечения сушки для используемых и перспективных технологий на основе совершенствования системы управления тепловыми потоками с использованием средств математического моделирования актуальна. Цель работы

Разработка математических моделей и методов управления тепловыми потоками в процессах сушки технического углерода, обеспечивающих возможность использования перспективных технологий сушки, повышение качества продукта и экономических показателей процесса.

Для ее достижения решаются задачи:

V анализа существующих схем организации и управления тепловыми потоками в процессах сушки сыпучих материалов, ^ построения упрощенных математических моделей в частных производных для оценки идеальных профилей распределенного ввода теплоносителя и анализа ограничений на его реализацию, ^ построения ячеечных математических моделей сушки для уточненного расчета динамики изменения профилей температур, влажностей и массовых расходов по длине сушильного барабана, разработки методов и схем управления расходящимися потоками теплоносителя.

Методы исследований

Для решения поставленных задач использовались методы системного анализа, математического моделирования, теории идентификации, математического программирования, численного и аналитического решения дифференциальных уравнений.

Научная новизна

В работе предложено разделение управления расходящимися потоками теплоносителя в зонах конвективного теплообмена постоянной и падающей скоростей сушки (зонах «высоких» и «низких» температур), решающее задачи уменьшения разрушения и уноса мелких фракций гранулированного материала и снижения энергозатрат на осуществление процесса в барабанных сушильных установках с внешним обогревом. При их решении установлено что: применяемая в отрасли схема управления статическими температурными профилями путем стабилизации соотношений расходов: топливного газа/воздуха на горение и грануляционной жидкости/топливного газа, -обеспечивает идеальность регулирования в статике только при правомерности допущения о конвективном характере сушки, не соблюдаемого в практике промышленной эксплуатации; причина значительного уноса мелких фракций высушиваемых гранул и снижения эффективности использования энергообеспечения процесса заключается в неуправляемости зависимости параметров потока теплоносителя в зоне падающей скорости сушки от параметров этого потока в зоне постоянной скорости сушки система несвязанного1 управления в комбинированной схеме газодинамики распределения потоков прямотока и противотока устойчива;

Построены упрощенные математические модели в частных производных конвективной сушки в барабанных сушилках, позволяющие получить аналитическую оценку начальных приближений температурных профилей и коэффициентов теплоотдачи от сушильного агента к высушиваемому материалу;

Построены уточненные математические модели статики сушки и предложен декомпозиционный алгоритм идентификации их параметров, базирующийся на допущении о слабом влиянии варьирования температурного профиля в барабане на температурное поле в камере его внешнего обогрева;

Разработан метод расчета управления статикой сушки по уточненной модели, заключающийся в одномерном поиске таких значений расхода газа, выводимого из барабана со стороны прямотока и вводимого в барабан в направлении противотока, которые обеспечивают выполнение заданных краевых условий (значений критической влажности в сечении ввода газа в барабан и влажности загружаемых в барабан гранул).

Предложены ячеечные математические модели для расчета динамики изменения профилей температур, влажностей и массовых расходов по длине сушильного барабана, и показано численными экспериментами, что их использование для регулирования расчетного значения температуры в контрольном сечении по длине барабана улучшает качество регулирования температурного режима сушки.

На защиту выносятся: выражения температурных профилей прямотока в условиях конвективного характера сушки гранул в барабанных сушильных установках, ^ математическая модель и метод расчета температурных профилей сушки в условиях прямоточно-противоточного движения теплоносителя, ^ ячеечная математическая модель для управления динамическими режимами сушки в условиях прямоточно-противоточного движения теплоносителя и декомпозиционный алгоритм идентификации ее коэффициентов. ^ метод раздельного управления параметрами газовых потоков в зонах постоянной и падающей скоростей сушки, фиксирующего положение точки критической влажности по длине барабана,

Практическая значимость

На базе разработанных методов и математических моделей созданы компьютерные информационные подсистемы для оценки не измеряемых непосредственно показателей качества сушки и переменных состояния (технологического режима) по длине сушильного барабана, предложены варианты схем и алгоритмов организации тепловых потоков, управления этими потоками, автоматической стабилизации технологических режимов и показателей качества сушки.

Разработанное программное обеспечение использовано в ОАО «Ярославский технический углерод» для принятия решений по управлению потоками теплоносителя в процессах сушки, в системах тренинга при обучения студен гов в группах целевой подготовки специалистов в Ярославском государственном техническом университете (ЯГТУ) для ОАО «Ярославский технический углерод», а также в курсовом и дипломном проектировании для специальности «Автоматизация технологических процессов и производств» в ЯГТУ. Апробация работы и публикации

Основные результаты и научные положения диссертации обсуждались и докладывались на Международных научных конференциях:

Математические методы в технике и технологиях": ММТТ-18, Казань 2005г; ММТТ-20, Ярославль 2007;

Второй Международной научно-практической конференции «Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и тепловые процессы) СЭТТ-2005», Москва 2005.

Основные положения диссертации отражены в 7 публикациях, из них одна статья в рецензируемом научном журнале, включенном в список ВАК РФ.

Структура и объем работы

Работа состоит из введения, пяти глав, 84 рисунков и двух таблиц, объем работы составляет 163 страницы, в том числе 145 страниц основного текста, список использованных источников, содержащего 105 наименований.

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи исследования, показаны его научная новизна и практическая значимость, дано краткое изложение работы.

В первой главе анализируются процессы и описываются задачи управления сушкой технического углерода. Исследуются тепловые потоки, возникающие в результате конвективного теплообмена или (и) контактной передачи тепла к высушиваемым материалам.

Рассматриваются существующие методы математического моделирования процесса и автоматизации управления им с точки зрения возможности и целесообразности их использования для повышения экономичности процесса и показателей качества высушиваемого материала.

Во второй главе рассматривается теория сушки гранулированных материалов, разрабатываются упрощенные математические модели тепло- и мас-сообмена для исследования статики и динамики изменения температурных профилей по длине сушильного барабана при варьировании состояния поступающего в него потока влажного гранулированного технического углерода и управляющих воздействий. Анализируются возможности реализации идеальных программ управления.

В третьей главе рассматривается порядок идентификации коэффициентов теплоотдачи в процессе сушки и пример расчета температурных профилей в прямоточной схеме организации движения потока теплоносителя, обосновывается целесообразность построения уточненных моделей и предлагается метод их декомпозиционной идентификации. Приводится пример идентификации и расчета температурных профилей в прямоточной схеме организации движения потока теплоносителя.

В четвертой главе анализируются переходные процессы, возникающие в промышленных системах автоматизации технологических процессов сушки технического углерода, выполняются численные эксперименты и выявляются особенности статики и динамики, важные для оптимизации управления технологическим процессом сушки. На основе моделирования выявляются недостатки организации потоков теплоносителя с точки зрения инерционности регулирования и экономичности управления.

В пятой главе обосновывается выбор прямоточно-противоточной схемы движеиия теплоносителя, исследуются средства и методы организации расходящихся потоков теплоносителя, увеличивающие ресурсные возможности управления при фиксированном энергопотреблении, выполняется анализ процессов регулирования при организации расходящихся тепловых потоков. Приводятся примеры использования предлагаемых методов для синтеза программ управления и построения систем регулирования процесса сушки в промышленности технического углерода.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ В работе показано, что расходящиеся потоки теплоносителя обеспечивают большую эффективность процессов сушки в барабанных сушильных установках, чем однонаправленные и предложено разделять управление потоками теплоносителя в зонах постоянной и падающей скоростей сушки, для уменьшения разрушения и уноса мелких фракций,гранулированного материала. Построена упрощенная математическая модель конвективной сушки в барабанных сушилках, позволяющая получить аналитическую оценку начальных приближений температурных профилей и коэффициентов теплоотдачи от сушильного агента к высушиваемому материалу. Построена уточненная математическая модель статики сушки и разработан метод расчета управления по этой модели, заключающийся в решении краевой задачи вычисления температурно-влажностных профилей расходящихся потоков теплоносителя; экспериментально установлено, что предлагаемый способ управления расходящимися потоками теплоносителя позволяет сократить расход природного газа на сушку на 5-7%. Предложены ячеечная математическая модель для расчета динамики и схемы автоматического регулирования температурно-влажностного режима сушки для прямоточно-противоточной схемы распределения сушильного агента в барабане На базе предложенных методов и математических моделей созданы компьютерные информационные подсистемы для оценки не измеряемых непосредственно показателей качества сушки и переменных состояния (технологического режима) по длине сушильного барабана. Разработанное программное обеспечение использовано в ОАО «Ярославский технический углерод» для принятия решений по управлению потоками теплоносителя в процессах сушки и проектирования перспективных автоматизированных технологий сушки гранулированного технического углерода, в системах тренинга при обучения студентов в группах целевой подготовки специалистов для ОАО «Ярославский технический углерод», а также в курсовом и дипломном проектировании для студентов специальности «Автоматизация технологических процессов и производств».

1. Орлов В.Ю., Комаров A.M., Ляпина J1.A. Производство и использование технического углерода для резин.- Ярославль: Издательство Александр Рут-ман, 2002.-512 с.

2. Технический углерод. Каталог. -М.,ЦНИИТЭнефтехим, 1984.-36с.

3. Зуев В.П., Михайлов В.В. Производство сажи. -М.,Химия,1970.- 318 с.

4. Печковская К.А. Сажа, как усилитель каучука, М., Химия, 1958, с. 216.

5. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии, М., Химия, 1971, с. 649.

6. Mujamdar, A.S. (1987). Handbook of industrial drying. Marcel Dekker Inc, New York, 227-241.

7. Шашкин А.И., Черных В.Б. Антипов С.Т., Шахов C.B. Математическое моделирование процесса вакуум-сублимационной сушки гранулиованного продукта во вращающемся барабане. Вестник ВГУ, Серия физика, математика. 2001, №2.

8. Хаустов И. П., Чигеткин В. И., Сажии Б. С, Панфилов M. Н. Сушильное оборудование с механическим перемешиванием и измельчением высушиваемого материала. — «Химическое и нефтяное Машиностроение:», 1968, № ю, с. 42—45.

9. Орлов В.Ю., Комаров A.M., Ляпина Л.А. Производство и использование технического углерода для резин.- Ярославль: Издательство Александр Ругман, 2002.-с. 344.

10. Орлов В.Ю., Комаров A.M., Ляпина Л.А. Производство и использование технического углерода для резин.- Ярославль: Издательство Александр Рутман, 2002.-с. 345.

11. Классен. П.В., Борисов В.М., Гришаев И.Г. Кинетика процесса гранулирования в аппаратах барабанного типа//Теоретические основы химической технологии.- 1976.- № 1.- С. 80-86.

12. Типовые методики расчета процессов гранулирования / П.В. Классен, И.Г. Гришаев, И.П. Шомин и др. М. - 89 с.

13. Waldie В., Wilkinson D. Моделирование распределения частиц по размерам в процессе гранулирования//Ро\\1;ес11'83: Part. Technol. Exhib. and Conf., Birmingham, 8-11 March, 1983. Rugby, 1983.- C. 49-62.

14. Комаров A.M. Математическая модель процесса мокрого гранулирования технического углерода как сегрегированной системы // Автоматизация производства технического углерода.- М., 1982. -С. 38-52.

15. Математическое моделирование процесса мокрого гранулирования технического углерода// A.M. Комаров, М.П. Цыганков //Автоматизированные и контрольно-измерительные приборы: Сб. науч. тр., 1975.- С. 18-21.

16. Магарил Р.З. Теоретические основы химических процессов переработки нефти. -М., Химия, 1985. -279с.

17. Сюняев З.И. Нефтяной углерод. -М., Химия, 1980. -272 с.

18. Лыков М. В., Сушка в химической промышленности, М., 1970

19. Кришер О., Научные основы техники сушки, пер. с нем., М., 1961

20. Касаткин А. Г., Основные процессы и аппараты химической технологии, 9 изд., М., 1973;

21. Герш С. Я., Глубокое охлаждение, 3 изд. ч. 1-2, М.- Л., 1957- 1960;

22. Гуйго Э. И., Журавская Н. К., Каухчешвили Э. И., Сублимационная сушка в пищевой промышленности, 2 изд., М., 1972.

23. Сушильное оборудование с механическим перемешиванием и измельj íчением высушиваемого, материала. — «Химическое и' нефтяное Машиностроение:», 1968, № 10, с. 42—45.

24. Сажин Б. С, Бабак А. М., Чувнило Е. А., Кочетов JI. М. Новые аппараты для конвективной, сушки дисперсных материалов. (Обзор зарубежных патентов). — «Химическое и нефтяное машиностроение»,Л970, № 3, с. 44—47.

25. Баумштейн И.П., Майзель Ю.А. Автоматизация процессов сушки в химической промышленности. М.: Химия, 1970, с. 230.

26. A.c. 1041840 СССР, МКИ F 26 В 21/06. Способ управления процессом сушки гранулированной сажи в барабане.

27. Комаров А.М., Фарунцев С.Д. Система автоматического регулирования заданной концентрации добавки в потоке жидкости // Нефтепереработка и нефтехимия.- 1986.- № 2.- С. 37-38.

28. Опыт работы конвективных сушилок гранулированного технического углерода. М.Н.Соков в кн: Совершенствование производства технического углерода. Сб.научн.трудов. М.ЦНИИТЭнефтехим,1979, с.34-39.

29. Плановский А.Н., Муштаев В.И., Ульянов В.М. Сушка дисперсных материалов в химической промышленности, М., Химия.

30. Рудобашта С.П. и др. Продольное перемешивание твёрдой фазы и тепломассообмен в непрерывно действующем аппарате с псевдоожиженным слоем // Промышленная теплотехника. 2002. Т.24. №1. С. 39-44.

31. Романков П. Г., Рашковская Н. Б., Сушка во взвешенном состоянии, 2 изд., Л., 1968

32. Лисовая Г. К., Ведерникова М. И. и др. Испытания опытно-промышленной трубы-сушилки для кремнефтористого натрия. — «Химическое и нефтяное машиностроение», 1969, № 5, с 39—49.

33. Лурье Л. М., Быховский Ю. А. Использование труб-сушилок в цветной металлургии. — «Промышленная энергетика», 1970, № 1, с. 47—50.

34. Баумштейн И.П., Майзель Ю.А. Автоматизация процессов сушки в химической промышленности. М.: Химия, 1970. - 232 с.

35. А.П. Гусев, В.А. Ольков. Способ автоматического управления процессом сушки сыпучих материалов/Всес. н.-и. и проект, ин-т асбест, пром-ти -Заявл. 11.02.80, № 288302.

36. A.c. 1129477 СССР, МКИ F 26 В 25/22. Способ автоматического управления процессом сушки.

37. Способ автоматического регулирования процесса сушки сыпучих материалов в барабанной сушилке/ В.И. Еремеев, О.Н. Лехапов, Р.Г. Каграма-нов; Авт.св. СССР кл. F 26 В 25/22, заявл. 15.01.79, № 2713210.

38. A.C. Меняйленко, В.А. Улышин, В.И. Бардамид. Способ автоматического регулирования процесса сушки сыпучих материалов/Ворошиловгр. фил. ин-та Гинроуглеавтоматизация Заявл. 11.06.89, № 3304550.

39. Патент № 3204341 США, 1965.

40. Патент № 3337965 США, 1967.

41. Патент № 3171639 США, 1965.

42. Авторское свидетельство №1193411 (СССР), 1984.

43. Комаров А. М. Автоматизация процессов мокрого гранулирования сажи за рубежом. Тематич. обзор. М.: ЦНИИТЭнефтехим. 1973. 34 с.

44. Комаров A.M., Рубан В.И. Применение позонного регулирования в автоматизации сушильных барабанов БСК-40 Н.Т.С. Производство шин, резинотехнических и асбестотехнических изделий. - М., ЦНИИТЭнефтехим, 1974, №12, с. 7-8.

45. A.c. 907370 СССР, МКИ F 26 В 21/06. Способ автоматического управления процессом сушки сыпучих материалов.

46. A.c. 1416833 СССР, МКИ F 26 В 25/22. Способ автоматического управления процессом сушки сыпучих материалов в барабанной сушильной установке.

47. A.c. 1310015 СССР, МКИ В 01 J 2/00. Способ управления процессом гранулирования порошкообразных материалов.

48. A.c. 1576820 СССР, МКИ F 26 В 25/22. Способ автоматического регулирования процесса сушки сыпучего материала.

49. Астоликин В.В., Керчериан В.А., Рудаков В.А. О существовании и единственности решений при расчете материальных балансов химико-технологических систем//Теоретические основы химической технологии.-1987.-№ 1.-С. 137-141.

50. Автоматизация процессов сушки в промышленности и сельском хозяйстве/Под. ред. М.А. Берлинера. М.: МАШГИЗ, 1963.- 292 с.

51. Патент США № 3.328ЛЗ1,1967.

52. Патент США № 3.238.634, 1966.

53. A.c. 1044931 СССР, МКИ F 26 В 25/22. Способ автоматического регулирования процесса сушки.

54. Автоматизация производства технического углерода / Всесоюзный научно исследовательский институт технического углерода Химия, М., 1983.

55. Лыков A.B. Теория сушки, М., Энергия, с. 230.

56. Лыков A.B. Теоретические основы строительной теплофизики. Из-во АН БССР, Минск, 1961.

57. Лыков A.B. Теория сушки. Изд. 2-е,перер.и доп.М.: Энергия. 1968 472 с.

58. Лыков A.B. Теория сушки. М. Л.: Гоэнергоиздат. 1950. 416с.

59. Лыков А. В. Теория сушки. М-Л., ГЭИ, 1968. Гл. I, II, III, IV, с. 7 167.

60. Чижевский А.Ф. Сушка керамических материалов и изделий. М.: Изд-во литературы по строительству. 1971. 169с.

61. Чуфаровский А.И., Макаров М.М., Боровков С.М. Метод изучения кинетики и динамики сушки// Сб. науч. тр. / Ярославский технологический институт. Ярославль, 1972. - Вып. 2. - С. 201-204.

62. Казанский М.Ф. Анализ форм связи и.состояния влаги, поглощенной дисперсным телом с помощью кинетических кривых сушки,- ДАН СССР, 1960, с. 130

63. Плановский А. Н., Муштаев В. И. Ульянов В. М. Сушка дисперсных материалов в химической промышленности. -М.: Химия, 1979

64. Процессы получения технического' углерода на высокопроизводительном оборудовании, его свойства и применение: Под ред. В.Ф.Суровкина, Г.В.Сажина, А.В.Рогова. Сб. научн. трудов,- М.: ЦНИИТЭнефтехим, стр 67-90

65. Цыганков М.П., Комаров A.M., Жубрев Г.И. Опыт и перспективы централизации автоматизированного управления технологией основного производства в промышленности технического углерода. Тематический обзор. -М., ЦИИТЭнефтехим, 1985. -60с.

66. Комаров A.M. Волков A.M. Горюнов Г.Л. Математическое моделирование процесса мокрого гранулирования сажи-"Автоматизация и контрольно-измерительные приборы", М, ЦНИИТЭ нефтехим, 1975, №1,с. 18-21

67. Pel eg М., Normand М. Simulation of size reduction and enlargement processes by a modified version of the beta distribution function //AIChE Journal-1986, № 11. P. 1928-1930.

68. Александрова С.Г. Экспериментальные исследования коэффициента пористости формирующей решетки гранулятора лопастного типа//Машины и технологические переработки каучуков, полимеров и резиновых смесей: сб.-Ярославль, 1972. С. 155-158.

69. Tegerschiold М., Ilmoni А,- Amer. Inst. Mining Metallurgy Eng. Proceeding of the blast furnace and coke ovens raw materials conference, 1950, No.9 p. 18.

70. Tarjan E. Der Einfluss von Bewegungskraften auf die Granulation, Aufbereitungstechnik, 1966, Nr.l, S. 28-32.

71. Вилесов Н.Г. и др. Процессы гранулирования в промышленности. -М.:Техника, 1976, с.28.

72. Красников В.В., Данилов В.А.-Инженерно-физический журнал, 1966, т.Н, X 4, с.482

73. Аналитическое исследование процессов гранулирования с учетом тепломассообмена // Теоретические основы химической технологии. 1988.- № З.-С. 325-330.

74. Минаев Г.А., Першин В.Ф. Моделирование процесса гранулирования методом окатывания// Теоретические основы химической технологии.- 1990.-№ 1.- С. 91-97.

75. Capes С. The correlation of agglomerate strength with size. //Powder Tech-nol.- 1972, №2. P. 119-125.

76. Классен П.В., Шаповалова О.Г. Анализ скорости роста частиц в процессе гранулирования //Теоретические основы химической технологии.-1978.-№2,-С. 310-312.

77. Mann U. Analysis of continuous spouted-bed granulation. //Ind. and Eng. Chem. Process Des. And Develop 1978, № 1. - P. 103-106.

78. Methrotra V., Feuerstenau D. Use of residence time distribution information and the batch pelletization equation to describe an open-circuit continuous palletizing device. //Ind. and Eng. Chem. Res 1989, № 11. - P. 1740-1741.

79. Мячин М.Г., Цыганков М.П. Моделирование сушильного барабана в производстве технического углерода//Математические методы в технике и технологиях: Сб. тр. / Новгородский Государственный Университет — Великий Новгород, 1999. С. 99-101.

80. Мячин М.Г. Моделирование процесса сушки в производстве технического углерода Вестник Ярославского государственного технического университета, Выпуск1 Ярославль: Изд-во-ЯГТУ, 1998.

81. Мячин М.Г. Моделирование сушильного барабана в производстве технического углерода "Математические методы в технике и технологиях" (ММТТ-12). Сборник тезисов докладов 12 Международной научной конференции. Великий Новгород Том 1. 1999.

82. В.Б., Соловьева С.А. Моделирование кинетики сушки полидисперсных частиц различной формы (одиночная частица)//Процессы в зернистых средах.- Иваново, 1989.- С. 58-62.

83. Ортега Дж., Пул У. Введение в численные методы решения дифференциальных уравнений.-М.:Наука,1986.

84. Цыганков М.П. Бойков С .Ю., Dirar Talihan Математическое моделирование сушки технического углерода по схемам прямотока-противотока Известия ВУЗов. Химия и химическая технология, 2006, том 49, вып. 10. С.90-94

85. Novitskii, V. S. & Gryznov, V. V. (1976). Method of analytical calculation of the operation cost of a drum atmospheric dryer. Chem. & Pet.Eng., 12(7-8), 624-627.

86. N. Kasiri, M. A. Hasanzadeh and M.Moghadam Mathematical modeling and computer simulation of a drum dryer. Iranian Journal of Science & Technology, Transaction B, Vol. 28, No. B6, The Islamic Republic of Iran, 2004

87. Rodrigues, G., Vasseur, J. & Courtois, F. (1996). Design and control of drum dryers for the food industry, Parti: Set-up of a moisture sensor and an inductive heater. Journal of Food Engineering, 28, 271-282.

88. Trey bal, R. (1980). Mass transfer operations. McGraw-Hill Ltd.

89. Vasseur, J., Abchir, F. & Trystram, G. (1997). Modeling of drum dryer. ENS1AA-1 Ave des olympiades 91305 MASSY-FRANCE Drying, 121-129.

90. Rodrigues, G., Vasseur, J. & Courtois, F. (1996). Design and control of drum dryers for the food industry, Part 2: Automatic control. Journal of Food Engineering, 30, 171-183.

91. Волков A.M. Оптимизация процесса сушки гранул технического углерода, предотвращающего их разрушение // Автоматизация производства технического углерода. Сб. научных трудов. М.: ЦНИИТЭнефтехим., 1982.-с. 61-65.

92. Долииский A.A., Иваницкий Г.К. Оптимизация процессов распылительной сушки. Киев: Наукова думка. 1984. 320с.

93. Рудобашта С.П., Кузьмина Н.В., Малыгин E.H. Оптимизация двух-контурпой сушильной установки для порошкообразных полимерных материалов // Промышленная теплотехника. 1988. Т. 10. №2. С. 72-75.

94. Рудобашта С.П., Кузьмина Н.В., Малыгин E.H. Математическое моделирование и оптимизация конвективной сушки // Теор. основы хим. технологии. 1989. Т. 23. №3. С. 325-330.

95. Данилов O.JI. и др. Энергосбережение в сушильных установках // Промышленная энергетика. 1990. №10. С. 45-47.

96. Ивановский В. И. Технический углерод. Процессы и аппараты. / В. И. Ивановский Омск: ОАО «Техуглерод», 2004, 228 с.

97. Орлов В.Ю., Комаров A.M. Обработка технического углерода.- Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2001. 44 с.

98. Гофман В.Э., Хомоненко А.Д. Delphi 5.- СПб.: БХВ Петербург, 2001.-800 с.