автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Выбор рациональных параметров наборной матрицы торфяной формующей машины для получения энергоплотного окускованного топлива

На правах рукописи

ЕПИФАНЦЕВ Кирилл Валерьевич

ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ НАБОРНОЙ МАТРИЦЫ ТОРФЯНОЙ ФОРМУЮЩЕЙ МАШИНЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭНЕРГОПЛОТНОГО ОКУСКОВАННОГО ТОПЛИВА

Специальность 05.05.06 - Горные машины

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

6 ДЕК 2012

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2012

005056325

005056325

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреяедении высшего профессионального образования Национальном минерально-сырьевом университете «Горный».

Научный руководитель -доктор технических наук

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», кафедра горных транспортных машин, заведующий кафедрой

кандидат технических наук, ФГБОУ ВПО «Петербургский государственный университет путей сообщения», кафедра техносферной и экологической безопасности, доцент

Ведущая организация - ФГБОУ ВПО «Тверской государственный технический университет».

Защита состоится 25 декабря 2012 г. в 16 ч 30 мин на заседании диссертационного совета Д 212.224.07 при Национальном минерально-сырьевом университете «Горный» по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2, ауд.7212.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Национального минерально-сырьевого университета «Горный».

Автореферат разослан 23 ноября 2012 г.

Михайлов Александр Викторович

Официальные оппоненты.

Александров Виктор Иванович,

Хван Давид Николаевич,

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

диссертационного совета д-р техн. наук, профессор

ГАБОВ В.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Увеличение использования торфяных топливных ресурсов и повышение надежности топливообеспечения распределенной тепловой энергетики является одной из важнейших задач Энергетической стратегии России на период до 2030 года.

Существующее полевое производство формованного кускового торфа влажностью не более 45 % из торфяного сырья влажностью 82-89 %, а также производство прессованных торфяных брикетов и пеллет влажностью 16-20 % из фрезерного торфяного сырья влажностью не более 52 % является сильно зависимым от неблагоприятных метеорологических условий, и не обеспечивает качества и требований надежности поставок топлива потребителю.

Основным направлением развития торфяной промышленности является интенсификация технологических процессов, изменяющих физико-механические свойства торфяного сырья путем сложного комбинированного воздействия на него рабочими органами машин. Большой практический интерес представляют методы улучшения качества продукции, которые не усложняют в заметной степени технологический процесс и снижают энергоемкость производства. К их числу относится производство окускованного торфяного топлива методом экструзии (формования) в шнековой машине, из торфяного сырья пониженной влажности 63-65 % с последующей досушкой, что позволяет упростить способы добычи торфяного сырья, расширить сезон добычи, повысить надежность производства при снижении себестоимости продукции. Использование шнековых машин позволяет сделать процесс непрерывным, контролируемым, универсальным по видам готовых продуктов.

Исследования зависимости давления формования торфа пониженной влажности на пределе мягкопластичности от геометрических параметров фильер для шнековых машин является актуальной задачей на данном этапе развития техники и технологий добычи торфа на топливо, имеющей важное теоретическое и прикладное значение.

Значительный вклад в развитие теории экструзии внесли такие отечественные и зарубежные ученые как: В.Н. Афанасьев, Т.М.

Зубкова, В.Г. Короткое, А.П. Ильин, В.Ю. Полищук, В.Ю. Прокофьев, Н.П. Черняев, Chen Z., J. J. Benbow , J. Bridgwater, A.L. Gömze, D. Lutz, X. Zhou, Z. Li, J. - F. Steffe, D.J. Horrobin. Исследованию процессов окускования торфа и созданию средств механизации посвящены работы: Афанасьева А.Е., Воронкова Б.Б., Гамаюнова С.Н., Гревцева Н.В., Зюзина Б.Ф., Корчунова С.С., Опейко Ф.А., Самсонова J1.H., Силина В.А., Солопова С.Г., Суворова В.И., Терентьева A.A., Фомина В.К., Цветкова В.И., Чистого И.Н., и др.

Цель работы: Выявление закономерностей твердофазного формования торфяного сырья на пределе мягкопластичности (w = 61-64 %) через фильеры шнековой машины и обоснование геометрических параметров фильер матрицы при создании условий снижения сопротивления торфяной массы на входе в фильеру и уменьшения внутренних напряжений в материале при выходе торфяного куска из калибрующей части фильеры без дефектов его формы и качества поверхности.

Основная идея работы: Параметры фильер матрицы шнековой машины для получения энергоплотного и прочного окускованного торфяного топлива определяются реологическими характеристиками торфяного сырья заданной влажности и выбираются при рациональном соотношении длины фильеры к диаметру ее калибрующей части для каждого вида входной части фильеры.

Основные задачи исследования:

1. Выполнить анализ работы шнековой машины и обосновать конструкцию фильер матрицы для получения окускованного торфяного топлива с требуемыми механическими свойствами.

2.0ценить структурно-механические и реологические свойства торфяной массы при формовании на пределе мягкопластичности .

3.Провести исследования движения торфяной массы различной влажности при продавливании её через фильеры матрицы шнековой машины, и оценить влияние геометрических параметров фильер матрицы на усилие продавливания.

4. Обосновать параметры фильер матрицы шнековой машины, обеспечивающих течение и уплотнение торфяной массы на пределе

мягкопластичности с целью получения окускованного торфяного топлива с заданными характеристиками.

5. Провести лабораторные исследования полученного окускованного торфяного топлива с оценкой его эксплуатационных характеристик.

Методы исследования. В основу проведенных исследований положен системный подход к изучаемому объекту. При решении поставленных задач использовался комплексный метод исследования, включающий: анализ и обобщение результатов существующих методов окускования материалов, теоретический анализ процесса формования и экспериментальные исследования в лабораторных условиях. Для обработки экспериментальных данных используются методы математической статистики и программное обеспечение.

Научная новизна:

1. Предложен метод получения окускованного энергоплотного торфяного топлива способом холодного твердофазного формования диспергированной торфяной массы на пределе мягкопластичности (и>=61-64 %); при этом экспериментально подтверждено, что закономерности деформирорвания, реологические показатели и течение массы в фильере подчиняются закону Оствальда-де-Виля.

2. Разработана математическая модель процесса твердофазного формования через фильеру окускованного энергоплотного торфяного топлива из торфяной массы на пределе ее мягкопластичности (1^=61-64 %), позволяющая подобрать геометрические параметры фильер матрицы шнекового рабочего органа машины такими, чтобы обеспечить равномерную плотность куска с необходимой прочностью

Научные положения, выносимые на защиту:

1 .Осесимметричное твердофазное формование

диспергированной торфяной массы при предельном мягкопластичном равновесном напряженно-деформированном состоянии при влажности 61 - 64 % через фильеры матрицы, имеющие коническое сужение с углом входа, соответствующим углу внутреннего трения торфяной массы, приводит к уплотнению массы вдоль оси фильеры по степенному закону при дилатантном

поведении торфяной массы с ростом скорости сдвига, что обеспечивает получение плотного однородного по структуре куска.

2.Экспериментально установлено, что твердофазное формование торфяной массы в шнековой машине через фильеры матрицы с коэффициентом живого сечения К( = 0,25, состоящие из входной конической формующей части и цилиндрической калибрующей части с коническим расширением на выходе, при отношениях длин калибрующей и формующей частей /к//в= 2 и длины калибрующей части к ее диаметру 1к/с1к=3, снижает внутренние напряжения в уплотненном материале при выходе из фильеры без дефектов формы и поверхности.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, содержащихся в диссертации, подтверждается сходимостью результатов теоретического анализа с результатами экспериментальных исследований и полупромышленных испытаний, а также применением современных измерительных средств. Организация экспериментальных исследований, обработка и анализ результатов, выполнялись на основе теории планирования полного факторного эксперимента, математического анализа и прикладной статистики.

Практическая значимость работы:

1. Предложенный метод выбора геометрических параметров рабочего канала фильер наборной матрицы шнековой машины позволяет разработать серию матриц дня выпуска . торфяной окускованной продукции различного назначения.

2. Разработан специальный поршневой реометр для изучения твердофазного формования сложно-дисперсных материалов.

Реализация результатов работы:

Определены рациональные конструктивные и геометрические параметры фильер наборной матрицы шнековой машины. Результаты исследований, были использованы компанией ОАО "Балткотломаш" при разработке и изготовлении опытно-промышленного образца шнекового формователя торфа по заказу ООО «Леноблторф», акт о внедрении от 25.05.2012 г.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на: Международном научно-техническом конгрессе

«Энергетика в глобальном мире» (Красноярск, 2010), XIIV Международном симпозиуме «Неделя горняка-2010» (Москва, 2010), 8 Международной научно-технической конференции «Наука-образованию, производству, экономике» (Минск, 2010), Международной конференции молодых ученых «Innovations in mineral industry» (Фрайберг, Германия, 2010), Международной конференции «Трансфер технологий - от идеи к прибыли» (Днепропетровск, 2010), ХГУ Международном симпозиуме «Проблемы геологии и освоения недр» (Томск, 2011).

Личный вклад автора. Сформулированы задачи исследований, разработана методика проведения экспериментов, создан лабораторный стенд и проведены экспериментальные исследования по оценке эффективности формования торфяного сырья влажностью 61-64 %, проведена лабораторная оценка эксплуатационных параметров окускованного торфяного топлива.

Автор выражает глубокую признательность: коллективу кафедры Машиностроения Горного университета, сотрудникам Фрайбергской горной Академии, а так же генеральному директору ОАО «Балткотломаш», к.т.н. Безруких В.Ю. за техническую помощь при проведении экспериментальных исследований.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 научных работ, в том числе 2 статьи в рецензируемых журналах перечня ВАК РФ, получена приоритетная справка на патент.

Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 138 наименований и 2 приложений. Работа изложена 145 страницах, содержит 11 таблиц, 63 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика работы, обосновывается актуальность темы диссертации.

В первой главе приведен анализ способов получения окускованного торфяного топлива и обзор существующего оборудования. Разработаны требования к продукции, исходя из параметров сырья и условий эксплуатации. Поставлены цели и задачи исследования.

Во второй главе приводится анализ критериев формуемости торфяной массы при пониженной влажности с учетом ее физико-механических свойств и геометрических параметров фильер матрицы.

В третьей главе описаны средства измерения, лабораторные установки и методики выполнения экспериментальных исследований.

В четвертой главе представлены результаты лабораторных исследований по оценке формуемости торфяного сырья с выбранными параметрами фильер матрицы и оценке эксплуатационных параметров окускованного торфяного топлива

В заключении приводятся основные результаты, полученные в ходе выполнения работы, выводы и рекомендации по их использованию.

ЗАЩИЩАЕМЫЕ НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

І.Осесимметричное твердофазное формование

диспергированной торфяной массы при предельном мягкопластичном равновесном напряженно-деформ ированном состоянии при влажности 61 - 64 % через фильеры матрицы, имеющие коническое сужение с углом входа, соответствующим углу внутреннего трения торфяной массы, приводит к уплотнению массы вдоль оси фильеры по степенному закону при дилатантном поведении торфяной массы с ростом скорости сдвига, что обеспечивает получение плотного однородного по структуре куска.

Исследования базировались на рассмотрении системы «перерабатываемый продукт - машина». Конструктивные, кинематические и динамические параметры механической части определяют условия деформации торфяной массы и её структурно -механические характеристики и качественные характеристики окускованного торфяного топлива. Нагрузки, действующие на рабочий орган шнековой машины, определяются производительностью машины, параметрами матрицы и свойствами торфяной массы.

Для оценки плотности и деформируемости торфяной массы используется показатель консистенции JL соответствующий диапазону изменения относительной влажности нетвердая ................................ wp< 28,8%;

Полутвердая......................... 28,8 ... 40,4%;

Тугопластичная............... 40,4 ... 52%;

Мягкопластичная.................. 52 ... 63,56%;

Текучепластичная................ 63,56 ... 75%;

Текучая................................. щ„ > 75%.

На основании теоретических значений предельной влажности wm=75 % соответствует влажности материала на пределе его текучести и влажности на пределе мягкопластичности w„ можно определить предельное мягкопластичное равновесное напряженно-деформированное состояние для торфяной системы. Эквивалентное значение относительной влажности w3KB (средняя гармоническая величина Ммр из wm и w,) составит:

w0Ke=Mx,p = 2w,„w,/(wm +wj= 2-75-52/(75 + 52) = 61,42 %. (1)

При диспергировании разрушение растительных остатков клеток высвобождает слабосвязанную воду, превращая ее в свободную. Это увеличивает пластичность торфяной массы при формовании и улучшает ее деформационные свойства.

Исследования проводились на образцах шейцериево-сфагнового торфа степенью разложения 25 % месторождения «Саккала» Ленинградской области. Торфяное сырье было подвергнуто дроблению, сепарации от древесных включений и диспергированию до уровня дисперсности, оцениваемой величиной условной удельной поверхности по С.Г. Солопову So = 500 м /кг. Эксперименты проводились на образцах торфа влажностью от 60,0 до 70,0 %.

В ходе экспериментов по определению предельного напряжения сдвига уплотненной давлением 20 кПа торфяной массы на коническом пенетрометре ELE International 24-054, отмечено, что значение предельного напряжения сдвига торфяной массы имеет максимум при влажности w = 63,56 %, что соответствует границе между мягкопластичной и текучепластичной консистенциями торфяной массы. Результаты эксперимента аппроксимированы

9

полиномом второй степени при достоверности аппроксимации Д2=0,860:

т = -0,1 426,4. (2)

Адгезия твердообразных торфяных масс реализуется на границе раздела двух разнородных твердых тел как молекулярная связь. Она обуславливается однородностью, механической прочностью структуры и консистенцией торфяной массы, и характеризует усилие взаимодействия между поверхностями рабочего органа и торфяной массой при нормальном отрыве или сдвиге.

Связь сил внешнего трения и адгезии в торфяной массе определяется уравнением Дерягина:

+ (3)

где / - истинный коэффициент внешнего трения; Рк - сила, нормальная к поверхности сдвига (усилие контакта), Н; р^ - сила отрыва, Н; - площадь контакта, м2.

Исследования адгезии торфяной массы на адгезиометре Б.А. Николаева показали, что адгезия торфяной массы к стали при влажности 63,56 % имеет выраженный минимум. Экстремальный характер изменения Ртр в зависимости от влажности объясняется следующим образом. При влажности менее 61,43 % увеличение Др происходит за счет механического сцепления частиц. По мере увеличения влажности коэффициент внутреннего трения уменьшается в результате смазывающего действия адсорбированной влаги. Увеличение коэффициента внутреннего трения в области 63,56 % вызвано действием капиллярно-адсорбционных сил, приводящих к росту когезионного сцепления.

Необходимые требования к процессу формования: развитие в торфяной массе пластических деформаций; - сохранение формы куска для проведения последующих технологических операций: транспортировки и сушки;

отсутствие макродефектов в сформованном куске, снижающих его механическую прочность и ухудшающих товарный вид.

Функционирование одношнекового экструдера можно дифференцировать на две подсистемы:

генератор давления: система шнек-цилиндр; • потребитель давления: все сопротивления, которые материал должен преодолеть после выхода из шнека.

Шнек сжимает массу до точки накопления, после которой, возникает возможность создать давление, необходимое для прохода массы через фильеры матрицы. Только при балансе с обеих сторон точки накопления, масса выходит из фильер матрицы.

Основные требования к формующей части фильеры:

• одинаковая скорость массы по всему сечению (баланс потока);

• точность геометрии канала, качество поверхности канала;

• оптимальное гидравлическое сопротивление;

• отсутствие флуктуации массы на рабочих режимах;

• минимальная коррозия и абразивный износ;

• удобство установки, разборки и чистки фильеры, безопасность.

Основные задачи калибрующей части фильеры:

• обеспечить точность размеров сечения куска; обеспечить отсутствие дефектов формы;

• снять внутренние напряжения в материале; получить поверхность куска требуемого качества.

В общем случае канал фильеры состоит из: формующей части /в, калибрующей части /к с зоной понижения давления /п.

Изменение параметров матрицы для увеличения или уменьшения достигаемого в ней давления на материал:

• изменение соотношения длины фильер матрицы к поперечному сечению суммарной площади фильер (степень формования);

• изменение формы входного отверстия фильер матрицы; изменения степени формования посредством изменения поперечного сечения фильер матрицы.

При осесимметричном формовании материал продавливается шнеком через фильеры матрицы, переходя от большого диаметра шнека к малым диаметрам фильер матрицы. Внутренняя поверхность сужения фильеры определяет величину энергетических затрат. Выбор рациональной поверхности сужения рассмотрен в качестве детерминированной однокритериальной задачи. В работе были рассмотрены три формы выполнения сужения входной части фильер: цилиндрическая, коническая и плавная (рис. 1).

Рис. 1. Профиль вставных фильер наборной матрицы Коническая форма была образована с учетом угла внутреннего трения торфяной массы (р=35°.

Вытесняемый материал в канале фильеры ведет себя как неньютоновская жидкость, и его поведение может быть описано моделью степенного закона Оствальда-де Виля

х — ку" , (4)

где т - напряжение сдвига на цилиндрической поверхности, Па; к- показатель консистенции, Па с"; у- градиент скорости сдвига с" ; п- показатель нелинейности, индекс течения.

Реологические характеристики торфяной массы оценивались на разработанном поршневом реометре диаметром 32 мм и длиной 300 мм, установленном на универсальной машине 2лУюкЛ1ое11 Z\00, путем продавливания торфяной массы через фильеры с длиной калибрующей части 40, 40 и 60 мм и диаметром 16 мм в диапазоне нагрузок - от 1600 Н до 9000 Н, скорости 0,0125 м/с и температуре

л

о Р,

О ............ —► Гг ,„,„:..,......

В Р, ^

: V

4 к—.

Рис. 2. Экспериментальная установка: схема поршневого реометра Общее давление при формовании складывается из давления в зоне нагнетания Р\ и давления в зоне продавливания Р2 (рис.2)

Давление Р] отражает эффект геометрии на входе в фильеры. В фильере поток массы движется как твердая пробка, окруженная тонким слоем влаги, отделяющей ее от стенки. Касательное напряжение, является функцией скорости массы при снижении давления Р2 по длине фильеры.

В экспериментах при влажности торфяного сырья от 60 до 70 % получены линейные зависимости напряжения сдвига в фильере Тф от нормального напряжения на входе в фильеру ор (рис. 4).

и=60 %

о1. . ,...,..

1 2 Л Л 5 6 7 » Я

Нормальное напряжение, МПа

Рис. 4. Результаты реометрии в случае упрочнения структуры среды при длине калибрующей части фильеры 20; 40 и 60 мм

На основе полученных данных определена зависимость

предельного напряжения сдвига массы от скорости сдвига (рис. 5).

%

МПа 1,0

0,8

0,6

0.4

19 20 21 22 7ь.с Рис. 5. Изменение предельного напряжения сдвига от скорости сдвига торфяной массы (¿4=16 мм; ы=63,65 %; /к=20; 40 и 60 мм) При твердофазном формовании торфяной массы в мягкопластичном равновесном напряженно-деформированном

состоянии (^=61 - 64 %) через фильеру с коническим сужением (ф=35°) экспериментально определены константы степенного уравнения (4) к =0,08 и «=2,915, что свидетельствует о нелинейном упрочнением структуры небингамовского пластического тела и его дилатантном поведении при п> 1 с ростом скорости сдвига.

2.Экспериментально установлено, что твердофазное формование торфяной массы в шнековой машине через фильеры матрицы с коэффициентом живого сечения К/= 0,25, состоящие из входной конической формующей части и цилиндрической калибрующей части с коническим расширением на выходе, при отношениях длин калибрующей и формующей частей /,//„= 2 и длины калибрующей части к ее диаметру 1/(1к=3, снижает внутренние напряжения в уплотненном материале при выходе из фильеры без дефектов формы и поверхности.

Для определения соотношения параметров фильеры использовалось модель Бенбоу-Бриджуотера (5), основанная на предположении о пластической деформации во входе в фильеры и потоке пробки материала в калибрующей части фильеры

где Рх - давление в зоне нагнетания, Па; Р2 - давление в зоне продавливания, Па; с0 - одноосное напряжение текучести на входе в канал фильеры, Па; vcp - средняя скорость течения массы в формующем канале, м/с; а - фактор развития скорости на входе в фильеру Па м" ; ^о - диаметр поршня (шнека), м; Тф - напряжение сдвига в массе у стенки формующего канала, Па; р - доля пристеночного скольжения от средней скорости течения массы Па м" ; 4 - длина формующего канала фильеры, м; dK - диаметр формующего канала фильеры, м; кф - экспериментальный коэффициент, учитывающий влияние формы входной части фильеры.

Анализ уравнения (5) показывает, что первоначальная оценка напряжений, существующих в системе вытеснения после остановки поршня, может быть получена, приравнивая v к нулю, а именно,

р = р\+рг = 2(<т0 + a vJlnf ^ + А(тф + /3Кр

L "l- J

п

\v*k /

(5)

Рф = 2(оь) In[D0/dK] к ф + 4(тф)[1к/еУ.

(6)

Это предполагает допущение, что взаимодействие между материалом и поверхностью фильеры при динамических условиях сохранены и в статическом случае. Экспериментальный коэффициент /гф=0,82 учитывает форму сужения входной части фильеры.

По полученным кривым нагрузки от смещения поршня, пример которых показан на рис. 6, получены значения давления, и определена область сжатия при увеличении нормального напряжения по экспоненте. Вторая область пластического потока начинается при максимальном нормальном напряжении.

8000

5 -1000

0 ПО 100 150

Стандаргжш перем«щение ы тп>

Рис. 6. Кривые нагрузки от смещения поршня при длине калибрующей части фильеры 20, 40 и 60 мм Показателем работы экструдера является его эффективность -отношение производительности к мощности. Основной характеристикой фильер является коэффициент гидравлического сопротивления течению материала Кг (безразмерный коэффициент).

В экспериментах на поршневом реометре получено, что давление формования Р (МГІа) торфяной массы влажностью 63,56 % через фильеру зависит от длины калибрующей части фильеры /к (от 40 до 60 мм) и формы входной части фильеры, определяемой коэффициентом гидравлического сопротивления Кг (от 41 до 63). С помощью полного факторного эксперимента получена математическая модель изменения давления формования Р от параметров фильеры в натуральном виде, все члены которой значимы, а сама модель проверена на адекватность по критерию Фишера (-Ррасч=0,51 </гтабл=3,8)

Р = 26,4 + ОД/ф - 0,05 Кт. (7)

По полученным данным построена поверхность отклика (рис.7).

Коэффициент гидравлического ' 63,0 40 Длина калибрующей сопротивления части фильеры, мы

Рис. 7. Зависимость усилия при формовании торфяного сырья от геометрических параметров фильер матрицы Для оценки процесса переработки (перемешивания) торфяной массы при движении через фильеру проведен анализ деформации сдвига по сечению канала фильеры, с учетом полученного в экспериментах значения индекса течения п (рис. 8).

Рис. 8. Диаграммы изменения деформации сдвига по радиусу канала фильеры. Суммарная степень механической переработки торфяной массы определяется деформацией сдвига с учетом скольжения г, и зависит от размеров входной и калибрующей частей фильеры

Ф ак (п+1) ЙК

В экспериментах на поршневом реометре сила вытеснения торфяной массы регистрировалась как функция времени и перемещения поршня.

Тест вытеснения длился 10 с, чтобы гарантировать, что было получено устойчивое состояние формования. В этом исследовании было найдено, что зависимость полного давления вытеснения от соотношения /к/й?к линейна (рис. 9).

МПа

30 25 20

1 2 3 /,/</.

Рис. 9. Давление вытеснения при разных соотношениях 4/<4 для массы

влажностью 63,56 %

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования влияния геометрических параметров формующих элементов на технологические характеристики процесса формования и качество получаемых изделий позволили предложить следующий геометрический профиль фильер матрицы.

В рабочем участке создается основное противодавление со стороны сужающегося конического канала. Полный угол раскрытия конуса находится в пределах 35 град. Высота конуса составляет /в = 2с1к. Калибрующий участок придает куску окончательную форму поперечного сечения и выполнен в форме цилиндра с соотношением высоты к диаметру /к/с4 = 3. Расширяющийся участок обеспечивает плавное снятие упругих деформаций и исключает образование поверхностных и внутренних трещин в выходящих из фильеры кусках. Выполненный в виде расширяющегося конуса с полным углом раскрытия порядка 2 этот участок имеет длину /„ = 0,5 с/к.

Отношение суммы диаметров калибрующего участка ¿4 к диаметру шнека Д> характеризует степень сжатия материала в

1 ......... \ .. .. \ 2

-ЭР-■ --------------- 3

рабочем канале фильер матрицы, определяемый коэффициентом живого сечения Kf По результатам экспериментов удовлетворительное формование торфяной массы происходит при Kj-0,25.

Производительность фильеры сечением / (м2) по сырым изделиям

ЯфФ Р, (9)

где v — средняя скорость формования, м/с; р — плотность окускованного торфа на выходе из фильеры (в зависимости от влажности торфа р = 1200-1500 кг/м3).

Удельная энергоемкость формования торфяной массы (w=63,56 %) на поршневом реометре составила 2,78 кВт-ч/т. Мощность на формование торфяной массы через фильеру матрицы

= + = + + (10)

Таким образом, выбранные геометрические параметры фильер матрицы шнековой машины позволяют получить бездефектное окускованное торфяное топливо диаметром 14 мм (рис. 10, 11) с усредненными эксплуатационными характеристиками при окончательной влажности 40 %: плотность куска - 1050 кг/ м3; прочность на сжатие - 2 МПа; крошимость - 99 %; водопоглощаемость за 24 ч в воде - 50 %.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является законченной научно-квалификационной работой, в которой на основе выполненных исследований изложены научно обоснованные технические решения, имеющие существенное значение для развития страны - осуществления метода твердофазного формования торфяной массы пониженной влажности с получением окускованного торфяного топлива за счет определения рациональных параметров фильер наборной матрицы шнековой машины.

Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Развит метод твердофазного формования торфяной массы пониженной влажности для получения окускованного торфяного топлива на основе выбора консистенции формуемой массы и условий ее формования. Выбранный размер торфяного топлива расширяет эксплуатационные возможности его использования.

2. Аналитические исследования разработанной схемы наборной матрицы позволили определить её конструктивные параметры исходя из условий работы и налагаемых ограничений: значение угла конуса сужения фильер составило 35°. Получены зависимости сопротивления матрицы от конструктивных параметров фильер, введён коэффициент, учитывающий геометрическую форму сужения, что позволяет за счёт сглаживания колебаний давления в предматричной зоне снизить энергоёмкость формования на 18 %.

3. Экспериментально установлено, что реологические свойства торфяной массы при влажности 61-64 % близки к реологическим свойствам небингамовского пластического тела с нелинейным упрочнением структуры материала и его дилатантном поведении при п>\.

4. Определены рациональные геометрические соотношения параметров фильер наборной матрицы с коэффициентом живого сечения 0,25 и отношениях длин калибрующей и формующей частей фильеры /к//в=2 и длины калибрующей части к ее диаметру lK/dK=3, что способствует уплотнению торфяной массы при входе в фильеру, и снижает внутренние напряжения в уплотненном материале при выходе из калибрующей части без дефектов формы и поверхности.

5. Определены усредненные эксплуатационные характеристики получаемого окускованного энергоплотного торфяного топлива диаметром 14 мм при w=40 %: плотность куска - 1050 кг/м3; прочность на сжатие - 2 МПа; крошимость - 99 %; водопоглощаемость за 24 ч — 50 %.

6. Разработана конструкция поршневого реометра, который позволяет моделировать твердофазное формование сложно-дисперсных материалов при продавливании через фильеры.

7. Результаты диссертационной работы использованы на ОАО «Бапткотломаш» при создании опытно-промышленного образца шнековой машины для получения окускованного торфяного топлива (акт внедрения от 25.05.2012).

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих наиболее значимых работах:

1. Епифанцев К.В. Требования к торфяному сырью для производства окускованного топлива / A.B. Михайлов, Э.А. Кремчеев, A.B. Большунов, К.В. Епифанцев // Горный информационно-аналитический бюллетень. М., №4, 2012. С. 59-63.

2. Епифанцев К.В. Обоснование геометрических параметров фильер матрицы торфяной формующей машины / Горное оборудование и электромеханика. М., 2012, №8. С. 40-44.

3. Епифанцев К.В. Практическое применение шнекового экструдера для формования торфа / К.В. Епифанцев, A.B. Михайлов // Труды XIV международного симпозиума «Проблемы геологии и освоения недр». - Томск, т.2, НИТПУ, 2010. С. 279-281.

4. Епифанцев К.В. Исследование линии по гранулированию торфа с месторождения «Балашов Лог» // Сб. тез. докл. I Междунар. научно-технического конгресса «Энергетика в глобальном мире». -Красноярск, 2010, С. 338-339.

5. Епифанцев К.В. Изучение конструктивных особенностей грануляторов с целью выбора машины для производства торфяного топлива / Труды VII Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии и экономика в машиностроении». - Томск, НИТПУ, 2010. С. 518-520.

6. Епифанцев К.В. Применение пресса «Tinius Olsen» для изучения прочностных характеристик топливных гранул, произведённых на машине для холодного окускования топлива II Научные труды Всероссийского конкурса НИР студентов и аспирантов в области наук о Земле. - Томск, НИТПУ, 2011. С. 279282.

Рис. 10. Твердофазное формование торфяного сырья на лабораторном прессе Р2УМ8с1

- 2

РИЦ Горного университета. 21.11.2012. 3.795 Т. 100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 .Торфяное окускованное топливо для распределённой энергетики.

1.2.Анализ характеристик торфяного сырья.

1.3.Анализ геометрических и эксплуатационных параметров окускованного торфяного топлива.

1.3.1. Обоснование рациональной формы и размеров торфяного куска.

1.3.2. Согласование размеров торфяной окускованной топливной продукции.

1.3.3. Эксплуатационные требования.

1.4.Анализ шнековых машин для производства окускованного торфяного топлива.

1.4.1. Мобильные шнековые машины для производства окускованного торфяного топлива.

1.4.2. Стационарные шнековые машины для производства окускованного торфяного топлива.

1.5.Формующие матрицы шнековых машин для производства окускованного торфяного топлива.

1.6.Выводы по главе и постановка задач исследования.

2. АНАЛИЗ ПРОЦЕССА РАБОТЫ ФОРМУЮЩИХ МАТРИЦ ШНЕКОВОЙ МАШИНЫ

2.1.Анализ механико-технологической системы - шнековый нагнетатель-матрица.

2.2.Обоснование процесса окускования торфяного материала методом твердофазного формования.

2.2.1. Анализ движения торфяной массы при формовании в шнековой машине.

2.2.2. Критерии формуемости торфяной массы.

2.2.3. Реология твердофазного формования торфяной массы.

2.3.Обоснование размерных параметров формующих матриц шнековой машины.

2.3.1. Обоснование угла сужения конуса входной части фильеры.

2.3.2. Обоснование калибрующей части фильеры.

2.4.Анализ расходных и энергетических параметров формования.

2.5.Выводы по главе.

3. ПРОГРАММА И METO ДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1.Программа экспериментальных исследований.

3.2.Выбор и подготовка торфяного сырья для исследований.

3.3.Методика определения реологических показателей торфяной массы. .85 3.4.Описание лабораторных установок.

3.5.Методика определения эксплуатационных характеристик окускованного торфяного топлива.

3.6.Методика обработки результатов экспериметнов.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ И АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1.Результаты исследования физико-механических свойств исходной торфяной массы.

4.2.Результаты исследования твердофазного формования торфяной массы на поршневом реометре.

4.3.Выбор параметров фильеры.

4.4. Анализ результатов экспериментальной проверки получения окускованного торфяного топлива.

4.5.Оценка эксплуатационных свойств торфяного окускованного топлива.

4.6.Выводы по главе.

Актуальность работы. Увеличение использования торфяных топливных ресурсов и повышение надежности топливообеспечения распределенной тепловой энергетики является одной из важнейших задач Энергетической стратегии России на период до 2030 года.

Существующее полевое производство формованного кускового торфа влажностью не более 45 % из торфяного сырья влажностью 82-84 %, а также производство прессованных торфяных брикетов и пеллет влажностью 16-20 % из фрезерного торфяного сырья влажностью не более 52 % является сильно зависимым от неблагоприятных метеорологических условий.

Основным направлением развития торфяной промышленности является интенсификация технологических процессов, изменяющих физико-механические свойства торфяного сырья путем сложного комбинированного воздействия на него рабочими органами машин. Большой практический интерес представляют методы улучшения качества продукции, которые не усложняют технологический процесс и снижают энергоемкость производства. К их числу относится производство окускованного торфяного топлива методом экструзии (формования) в шнековой машине, из торфяного сырья пониженной влажности 61-64 % с последующей досушкой, что позволяет упростить способы добычи торфяного сырья, расширить сезон добычи, повысить надежность производства при снижении себестоимости продукции. Использование шнековых машин позволяет сделать процесс непрерывным, контролируемым, универсальным по видам готовых продуктов.

Исследования зависимости давления формования торфа пониженной влажности на пределе мягкопластичности от геометрических параметров фильер для шнековых машин является актуальной задачей на данном этапе развития техники и технологий добычи торфа на топливо, имеющей важное теоретическое и прикладное значение. Значительный вклад в развитие теории экструзии внесли такие зарубежные и отечественные ученые как: Chen Z., J. J. Benbow , J. Bridgwater, A.L. Gömze, D. Lutz, X. Zhou, Z. Li, J. F. Steffe, D.J.

Horrobin, B.H. Афанасьев, Т.М. Зубкова, В.Г. Коротков, А.П. Ильин, В.Ю. Полищук, В.Ю. Прокофьев, Н.П. Черняев. Исследованию процессов окускования торфа и созданию средств механизации посвящены работы: Афанасьева А.Е., Воронкова Б.Б., Гамаюнова С.Н., Гревцева Н.В., Зюзина Б.Ф., Корчунова С.С., Опейко Ф.А., Самсонова Л.Н., Силина В.А., Солопова С.Г., Суворова В.И., Терентьева A.A., Фомина В.К., Цветкова В.И., Чистого И.Н., и др.

Цель работы: Выявление закономерностей твердофазного формования торфяного сырья на пределе мягкопластичности {w = 61-64 %) через фильеры шнековой машины и обоснование геометрических параметров фильер матрицы при создании условий снижения сопротивления торфяной массы на входе в фильеру и уменьшения внутренних напряжений в материале при выходе торфяного куска из калибрующей части фильеры без дефектов его формы и качества поверхности.

Основная идея работы: Параметры фильер матрицы шнековой машины для получения энергоплотного и прочного окускованного торфяного топлива выбираются на основе реологических характеристик торфяного сырья заданной влажности при различных формах входной части фильеры и рациональных соотношениях длины к диаметру ее калибрующей части.

Основные задачи исследования:

1. Выполнить анализ работы шнековой машины и обосновать конструкцию фильер матрицы для получения окускованного торфяного топлива с требуемыми механическими свойствами.

2. Оценить структурно-механические и реологические свойства торфяной массы при формовании на пределе мягкопластичности .

3. Провести исследования движения торфяной массы различной влажности при продавливании её через фильеры матрицы шнековой машины, и оценить влияние геометрических параметров фильер матрицы на усилие продавливания.

4. Обосновать параметры фильер матрицы шнековой машины, обеспечивающих течение и уплотнение торфяной массы на пределе мягкопластичности с целью получения окускованного торфяного топлива с заданными характеристиками.

5. Провести лабораторные исследования полученного окускованного торфяного топлива с оценкой его эксплуатационных характеристик.

Методы исследования. В основу проведенных исследований положен системный подход к изучаемому объекту. При решении поставленных задач использовался комплексный метод исследования, включающий: анализ и обобщение результатов существующих методов окускования материалов, теоретический анализ процесса формования и экспериментальные исследования в лабораторных условиях. Для обработки экспериментальных данных используются методы математической статистики и программное обеспечение.

Научная новизна:

1 .На основании проведенных исследований, обобщения и анализа обоснован метод получения окускованного торфяного топлива способом холодного твердофазного формования диспергированной торфяной массы на пределе мягкопластичности = 61-64 %); установлено, что закономерности кинетики деформации, реологические показатели и течение массы в фильере подчиняются закону Оствальда-де-Виля.

2.Разработана математическая модель процесса твердофазного формования окускованного энергоплотного торфяного топлива с равномерной плотностью куска без внешних дефектов и необходимой прочностью из торфяной массы на пределе мягкопластичности (\¥ = 61-64 %) с учетом геометрических параметров фильер матрицы шнекового рабочего органа машины

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Осесимметричное твердофазное формование диспергированной торфяной массы при предельном мягкопластичном равновесном напряженнодеформированном состоянии при влажности 61 - 64 % через фильеры матрицы, имеющие коническое сужение с углом входа соответствующим углу внутреннего трения торфяной массы, равного 35 приводит к уплотнению массы вдоль оси фильеры по степенному закону при дилатантном поведении с ростом скорости сдвига, что обеспечивает получение плотного однородного по структуре куска.

2. Экспериментально установлено, что твердофазное формование торфяной массы в шнековой машине через фильеры матрицы с коэффициентом живого сечения КГ = 0,25, состоящие из входной конической формующей части и цилиндрической калибрующей части с коническим расширением на выходе, при отношениях длин калибрующей и формующей части 1к/1в= 2 и длины калибрующей части к ее диаметру 1к/с1к=3, снижает внутренние напряжения в уплотненном материале при выходе из фильеры без дефектов формы и поверхности.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, содержащихся в диссертации, подтверждается сходимостью результатов теоретического анализа с результатами экспериментальных исследований и полупромышленных испытаний. Организация экспериментальных исследований, обработка и анализ результатов, выполнялись на основе теории планирования полного факторного эксперимента, математического анализа.

Практическая значимость работы:

1. Предложенный метод выбора геометрических параметров рабочего канала фильер матрицы шнековой машины позволяет разработать серию матриц дня выпуска торфяной окускованной продукции различного назначения.

2. Разработан специальный поршневой реометр для изучения твердофазного формования сложно-дисперсных материалов.

Реализация результатов работы: Определены рациональные конструктивные и геометрические параметры фильер матрицы шнековой машины. Результаты исследований, были использованы компанией ОАО

Балткотломаш" при разработке и изготовлении опытно-промышленного образца шнекового формователя торфа по заказу ООО «Леноблторф», акт о внедрении от 25.05.2012 г.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на: Международном научно-техническом конгрессе «Энергетика в глобальном мире» (Красноярск, 2010), XIIV Международном симпозиуме «Неделя горняка-2010» (Москва, 2010), 8 Международной научно-технической конференции «Наука-образованию, производству, экономике» (Минск, 2010), Международной конференции молодых ученых «Innovations in mineral industry» (Фрайберг, Германия, 2010), Международной конференции «Трансфер технологий - от идеи к прибыли» (Днепропетровск, 2010), XIV Международном симпозиуме «Проблемы геологии и освоения недр» (Томск, 2011).

Личный вклад автора. Сформулированы задачи исследований, разработана методика проведения экспериментов, создан лабораторный стенд и проведены экспериментальные исследования по оценке эффективности формования торфяного сырья влажностью 61-64 %, проведена лабораторная оценка эксплуатационных параметров окускованного торфяного топлива.

Автор выражает глубокую признательность: коллективу кафедры Машиностроения Горного университета, сотрудникам Фрайбергской горной Академии, а так же генеральному директору ОАО «Балткотломаш», к.т.н. Безруких В.Ю. за техническую помощь при проведении экспериментальных исследований.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 научных работ, в том числе 2 статьи в рецензируемых журналах перечня ВАК РФ, получена приоритетная справка на патент.

Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 138 наименований и 2 приложений. Работа изложена 145 страницах, содержит 11 таблиц, 63 рисунка.

Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Развит метод твердофазного формования для получения окускованного торфяного топлива на основе выбора консистенции формуемых торфяных масс и условий их продавливания. Выбранный размер торфяного топлива расширяет эксплуатационные возможности его использования.

2. Аналитические исследования разработанной схемы фильеры матрицы позволили определить её конструктивные параметры исходя из условий работы и налагаемых ограничений: значение угла конуса сужения составило 35. Получены зависимости сопротивления фильеры от конструктивных параметров, введён коэффициент, учитывающий геометрическую форму сужения, что позволяет за счёт сглаживания колебаний давления в предматричной зоне снизить энергоёмкость формования на 18 %.

3. Экспериментально установлено, что реологические свойства торфяной массы при влажности 61-64 % близки к реологическим свойствам неньютоновской жидкости с нелинейным упрочнением структуры материала и его дилатантном поведении при п>1.

4. Определены рациональные геометрические соотношения параметров фильеры при отношениях длин калибрующей и формующей части /к//в=2 и длины калибрующей части к ее диаметру 1к/с1к=3, что способствует уплотнению торфяной массы при входе в фильеру, и снижает внутренние напряжения в уплотненном материале при выходе из калибрующей части без дефектов формы и поверхности.

5. Определены усредненные эксплуатационные характеристики полученного окускованного торфяного топлива диаметром 16 мм при влажности 40 %: плотность куска - 1050 кг/ м3; прочность на сжатие - 2 МПа; крошимость - 99 %; водопоглощаемость за 24 ч - 50%.

6. Разработана конструкция поршневого реометра, который позволяет моделировать твердофазное формование шнеком обрабатываемого материала при продавливании через фильеры. С его помощью можно проводить исследования по определению реологических параметров при твердофазном формовании сложно-дисперсных материалов.

7. Результаты диссертационной работы использованы на ОАО «Балткотломаш» при создании опытно-промышленного образца шнековой машины для твердофазного формования торфа (акт внедрения от 25.05.2012).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является законченной научно-квалификационной работой, в которой на основе выполненных исследований изложено научно обоснованное решение актуальной научно-технической задачи имеющей существенное значение для торфяной отрасли - осуществления метода полужесткого формования торфяной массы пониженной влажности с получением окускованного торфяного топлива за счет определения рациональных параметром фильер матрицы шнековой машины.

1. Энергетическая стратегия России на период до 2030 года // Прил. к обществ.-дел. журн. "Энергетическая политика". М.: ГУ ИЭС, 2010. - 184 с.

2. Государственный баланс запасов полезных ископаемых Российской Федерации на 01.01.2011. Вып. 96. Торф: Сводные данные / Российский федеральный геологический фонд М., 2011. 146 с.

3. Селеннов В.Г., Михайлов A.B., Ямпольский А.Л. Торфяное топливо/ Торф и бизнес. 2009, №3(17). С. 15-25

4. Селеннов В.Г., Михайлов A.B. Торф в малой энергетике. //Академия энергетики, 2009. №1 (27). С. 48-56.

5. Михайлов A.B., Кремчеев Э.А. Нагорнов Д.О., Епифанцев К.В. Новые технологии добычи торфа. // Народное хозяйство республики Коми, 2010, т. 19. с. 262-266.

6. Башмаков И. А. Повышение энергоэффективности в системах теплоснабжения. 4.1. Проблемы российских систем теплоснабжения // Энергосбережение. 2010. №2. С 46-51.

7. Михайлов A.B. Распределенная энергетика на торфяном топливе. Материалы Всероссийского торфяного форума. Тверская область, Эммаус, 2728 апреля 2011.- Тверской ИнноЦентр, 2011.-С. 154-161.

8. Волков A.B., Пухова О.В., Ковальчук Ю.Л. Предпосылки производства мелкокускового торфа для местной энергетики. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал) 2004. № 7. С. 207-209.

9. Раковский В.Е., Раковская М.А. Разделение торфа механическими методами / Тр. Института торфа АН БССР. 1951,- Вып. 1. - С. 112-121.

10. ГОСТ Р 51062-2011 "Торф кусковой топливный для коммунально-бытовых нужд. Технические условия". М., Стандартинформ, 2011. С. 6.

11. ГОСТ Р 54248 2010 «Брикеты и пеллеты (гранулы) для коммунально-бытовых нужд. Технические условия". М., Стандартинформ, 2012. С. 8.

12. Требования к торфяному сырью для производства окускованного топлива/ A.B. Михайлов, A.B. Большунов, Э.А. Кремчеев, К.В. Епифанцев/ Горный информационно-аналитический бюллетень. № 4/2012. С. 59-63

13. Кужман Г.И. Теоретические основы и процесс получения мелкокускового торфяного топлива для энергохимического использования. М,-Л., 1961.

14. Справочник по торфу / Под ред. Лазарева A.B. и Корчунова С.С. М., Недра, 1982.-760 с.

15. Раковский В.Е. Ривкина Х.И. О природе механической прочности кускового торфа// Торфяная промышленность, 1950, №1. С.29-30.

16. Лиштван И.И., Терентьев A.A., Базин Е.Т. Физико-химические основы технологии торфяного производства. М.: Наука и техника, 1983. - 232 с.

17. Терентьев A.A. Управление структурообразованием в торфяных системах при получении бытового топлива. Автореферат дис.докт. техн. наук. Минск, 1989.-45 с.

18. Богатов Б. А. Управление процессом разработки торфяных месторождений. Мн.: Выш. шк., 1985. - 168 с.

19. Технология и комплексная механизация разработки торфяных месторождений / А.Е. Афанасьев, Л.М. Малков, В.И. Смирнов и др. Учеб. пос. для вузов. М., Недра, 1987.311 с.

20. Quality guidelines for fuel peat: fuel classification and quality assurance, sampling and analysis of properties. NT Envir. 009, Nordic Innovation Centre, Approved 2005-11. p. 24.

21. Транспортер шнековый. URL: http ://www. soy uz-online.ru/transportershnek.html (дата обращения: 21.09.2011).

22. Sod Peat Cutters. URL: http://www.suokone.com/en/products/ meripeateq-2/sod-peat-production-2/sod-peat-cutters.html (дата обращения: 18.18.2011).

23. Торнер P.B., Акутин М.С. Оборудование заводов по переработке пластмасс. М.: Химия, 1986.- 400 с.

24. The STEELE 25А Series: Smaller machines designed for low volume, stiff extrusion of a wide range of products. URL: http ://www .jcsteele.com/machinery/extrusion/extruders-and-pug-sealers/25-series/(flaTa обращения: 18.11.2011).

25. Combined de-airing extrusion machines FUTURA II PZG/ E URL:http://www.haendle.com/english/products/formgeben-und-extrudieren/vaku-umaggregate-futura-ii-kopie-l/(flaTa обращения: 12.10.2011).

26. Гранулятор для переработки торфа в топливные гранулы URL: http://www.teko-makiz.ru/products/granul/granull .html (дата обращения: 11.06.2011).

27. Микаэли В. Экструзионные головки для пластмасс и резины: Конструкции и технические расчеты/Пер. с англ. яз.; Под ред. В.П. Володина.-СПб.: Профессия, 2007. 427 с.

28. Басов Н.И., Брагинский В.А., Казанков Ю.В. Расчет и конструирование формующего инструмента для изготовления изделий из полимерных материалов: Учебник для вузов. М.: Химия, 1991. - 352 с.

29. Михайлов A.B. Щеточные торфяные машины. ВНИИТП, СПб., 1994. - 170 с.

30. Extrusion in Ceramics. Series: Engineering Materials and Processes. Händle, Frank (Ed.). 1st Corrected ed. 2007. Corr. 2nd printing 2009, 2007, XI, 413 p.

31. Круглицкий H.H .Физико-химические основы регулирования свойств дисперсий глинистых материалов.-Киев: Наукова думка, 1968. -320 с.

32. Ильин А.П., Прокофьев В.Ю. Физико-химическая механика в технологии катализаторов и сорбентов: Монография/ Иван. гос. хим.-технол. ун-т. Иваново, 2004. 316 с.

33. Зябицкий А. Теоретические основы формования волокон. М.: Химия, 1979. 504 с.

34. Дейли Дж., Харлеман Д. Механика жидкости. М.: Энергия, 1971. -480 с.

35. Роуч П. Вычислительная гидродинамика. М.: Мир, 1980. 616 с.

36. Котельников Г.А., Патанов В.А. Формование катализаторов// В сб.: Научные основы производства катализаторов. Новосибирск: Наука, 1982. 37-60 с.

37. Круглицкий H.H. Основы физико-химической механики: Ч. 1.Киев: Вища школа, 1975. -268 с.

38. Ребиндер П.А. Избранные труды. Поверхностные явления вдисперсных системах. Коллоидная химия. М.: Наука, 1978. -368 с.

39. Пивинский Ю.Е. Реология в технологии керамики и огнеупоров. Основные положения и реологические модели// Огнеупоры. 1994.№3. С. 7-15.

40. Литвинов В.Г. Движение нелинейно-вязкой жидкости. М.: Наука, 1982. 376 с.

41. Урьев Н.Б. Сверхтекучесть высококонцентрированных дисперсных систем и методы ее достижения// Журн. Всесоюз. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева. 1989. Т. 24, №2. С. 54-61.

42. Benbow J.J., Jazayeri S.H., Bridgwater J. The flow of pastes through dies of complicated geometry//Powder Technology. 1991. 65. P.393-401.

43. Benbow J.J., Lawsow T.A., Oxley E.W., Bridgwater J. Prediction of paste extrusion pressure // Ceramic Bull. 1989. Vol. 68, No 10. P. 1821-1824.

44. Benbow J.J., Oxley E.W., Bridgwater J. The extrusion mechanics ofpastes n the influence of paste formulation on extrusion parameters //Chem. Eng. Sci. 1987. V. 42. P. 2151-2162.

45. Nath Das R., Madhusoodana C. D., Okada K. Rheological studies oncordierite honeycomb extrusion // J. European Ceramic Society. 2002.Vol. 22, 16. P. 2893-2900.

46. Bates A. J. D., Bridgwater J. The radial flow of pastes and gels //Chem. Engineering Sci. 2000. Vol. 55, 15. P. 3003-3012.

47. Burbidge A. S., Bridgwater J. The single screw extrusion of pastes //Chem. Engineering Sci. 1995. Vol. 50, 16. P. 2531-2543.

48. Domanti A. T. J., Horrobin D. J., Bridgwater J.An investigation offracture criteria for predicting surface fracture in paste extrusion //Intern. J. Mechanical Sci. 2002. Vol. 44, 7. P. 1381-1410.

49. Chou S., Sydow K., Martin P. J. at al.Stress relaxation in the extrusionof pastes // J. European Ceramic Society. 2003. Vol. 23, 5. P. 637-646.

50. Zhang G., Wang Y., Ma J.Bingham plastic fluid flow model for ceramic tape casting // Materials Science and Engineering. 2002. Vol.337, 1-2. P. 274280.

51. Kwan C.-T., Hsu Y.-C.An analysis of pseudo equal-cross-section lateralextrusion through a curved channel // J. Materials Processing Tech. 2002. Vol. 122, 2-3. P. 260-265.

52. Aydin I., Biglari F. R., Briscoe B. J. at al.Physical and numericalmodelling of ram extrusion of paste materials: conical die entry case / / Computational Materials Sci. 2000. Vol. 18, 2. P. 141-155.

53. Ozkan N., Oysu C., Briscoe B. J., Aydin I.Rheological analysis of ceramic pastes // J. European Ceramic Society. 1999. Vol. 19, 16. P.2883-2891.

54. Briscoe В. J., Ozkan N.Characterization of Ceramic Pastes by an Indentation Hardness Test// J. European Ceramic Society. 1997. Vol. 17, 14. P. 16751683..

55. Вирясов Т.П., Лиштван И.И., Терентьев A.A. и др. Исследование основных реологических свойств вторфоминеральных смесей/ /Доклад ыА НБССР .-1977 ,-Т .XX L-№6 .-С .532-534 .

56. Воларович М.П. ,Чураев Н.В. Современное состояние и методы физики и физико-химии торфа .-Л. ,1963 .-3 2с ,

57. Круглицкий Н.Н. Основы физико-химической механики: Ч. 2.Киев: Вища школа, 1975. -268 с.

58. Лиштван И.И. Микро- и макрореология дисперсных систем.-Минск, 1975.-39 с .

59. Лиштван ИИ, Базин Е.Т., Попов М.В. Курс физики торфа .-ч Л.Калинин ,1977 .-7 7с .

60. Лиштван И.И., Базин Е.Т., Попов М.В. Курс физики торфа, -ч .2 .Калинин ,1978 .-103с .

61. Лиштван ИИ, Король Н.Т. Основные свойства торфа и методы их определения .-Минск :Наук аитехника .-1975 .-319с .

62. Лиштван И.И. ,Тычина В.А. ,Терентьев А.А . Реологические свойства торфоминеральных смесей и их формуемость/ /Коллоид, журнал .1979 ,-Т .XL 1-№6 .-С .1190-1193 .

63. Овчаренко Ф.Д. Исследовани явобласт ифизико-химическо й механик идисперси йглинисты хминералов .-Киев :Науков а думка ,1965 .-178с .

64. Овчаренко Ф.Д., Ничипоренко С.П., Круглицкий Н.Н. Исследования в области физико-химической механики дисперсий глинистых минералов .-Киев :Науков адумка ,1965 .-8 7с .

65. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика дисперсных структур :сб .статей .-М. :Наука ,1966 .-40 Ос .

66. Ребиндер П.А., Сегалова Е.Е. Исследование упруго пластично-вязких свойств структурированных дисперсных систем /Докл .А НСССР .-1950 .-Т .71 .-№1 .-С .85-86 .

67. Мачихин Ю.А., Мачихин СА.Инженерная реология пищевых материалов ,-М. '.Легкая и пищевая пром-ть ,1981.- 215с .

68. Назаров Н.И., Азаров Б.М., Горюнов А.Д .и др. Расчет оптимальных параметров прессовой матрицы с учетом изменения реологических характеристик макаронного теста // Известия ВУЗов СССР, Пищевая технология .-1971 .-№6 .- С .147-150 .

69. Ильин А.П. Разработка научных основ и технологии формованных катализаторов и сорбентов: Дисс. докт. техн. наук: 05.17.01. Иваново, 1995. 356 с.

70. Трофимов А.Н. Разработка механохимической технологии формованных носителей и катализаторов конверсии углеводородов: Дисс. . канд. тех. наук: 05.17.01. Иваново, 1989. 187 с.

71. Прогнозирование предельных состояний в нелинейной геомеханике /Б.А. Богатов, В.А. Миронов, Б.Ф. Зюзин, В.Н. Лотов. Научное издание. Мн.: Изд-во ООО «Белорусская горная академия», 2000. 340 с.

72. Рахимбаев Ш.М. Шахова Л. Д. Реологические свойства пеноцементных систем с добавкой анионного пенообразователя / БГТУ им. В.Г. Шухова/ /Вестн,докл.:науч.-теорет.журн.- 2003.-№.4. -С.6-14 .

73. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и Дисперсные системы.-3- е изд.-М.:Химия,2004. 464 с.

74. Паховчишин C.B. Определение предела текучести дисперсий, проявляющих тиксотропные и дилатантные свойства// Коллоидный журнал. -2005.-Т.67,№5.- С.718-719.

75. Лиштван И.И. Физико-химические свойства торфа и их трансформация при использовании торфяных месторождений/ Химия твердого топлива, 2010, № 6, с. 3-10.

76. Маслов H.H. Прикладная теория механики грунтов. М.: Машстройиздат, 1949. 328 с.

77. Солопов С. Г., Горцакалян Л. О., Самсонов Л.Н. Торфяные машины и комплексы. М.: Недра, 1973. 260 с.

78. Лыков A.B. Теория сушки. М.: Энергия, 1968. 472 с.

79. Вирясов Т.П. Исследование физико-химических методов регулирова-ния свойств крошащихся низинных торфов: Автореф .дис. .канд .техн .наук .-Калинин ,1968 .-23 с.

80. Вирясов Т.П. Комплексные гранулированные удобрения на основе торфа / Под ред. А.В.Тишковича.-Минск : Наука и техника ,1988. -160 с .

81. Ким А.Х. Стационарное течение вязко-пластичного торфа в Различных устройствах торфяных машин: Дис. докт .техн.наук .Минск ,1966 .586 с .

82. Опейко Ф.А. О неиспользованной возможности шнека для механической переработки и формования торфа-сырца пониженной влажности: сб .науч .тр. /Ин- т торфа АН БССР.-Минск ,1959 .-Т .8,- С.162-158.

83. Силин В.А. Теоретическое и экспериментальное исследование шнека и торфяного пресса : Автореф .дис. .канд .техн .наук .-Московский торф, ин-т ,1949. — 23 с.

84. Воронков Б.Б. Формуемость торфомассы, ее нижний теоретический и практический пределы по влажности./ В сб.: Технология и комплексная механизация торфяного производства. Тверь: ТГТУ, 1996.- С. 56-57.

85. Амарян Л.С., Зюзин Б.Ф., Миронов В.А. Механика торфа и торфяной залежи. М.: Недра, 1969. 192 с.

86. Лотов В.H. Предельные напряженно-деформированные состояния в торфяных системах. Тверь. ТГТУ, 1997. 145 с.

87. Маслов А.М .Инженерная реология в пищевой промышленности.-Л.: ЛТИХП,1977. 88 с.

88. Федоренко В.Д. Основы теории пластичности, ползучести и вязкоупругости.-Томск: Изд-во Томского ун-та, 1984. 229 с.

89. Генералов М.Б. Механика твердых дисперсных сред в процессах химической технологии: Учебное пособие для вузов. — Калуга: Изд. Н. Бочкаревой, 2002.-592 с.

90. Горфин О.С. Машины и оборудование по переработке торфа. М. Недра, 1990. 318 с.

91. Микаэли В. Экструзионные головки для пластмасс и резины: Конструкции и технические расчеты/ Пер. с англ. яз.; Под ред. В.П. Володина. -СПб.: Прфессия, 2007. 472 с.

92. White J.F., Clavel A.L.Extrusion Properties of Non-clay Oxides //Amer. Ceram. Soc. Bull. 1963. Vol. 42, №11. P. 698-702.

93. Урьев Н.Б. Физико-химические основы технологии дисперсных систем и материалов. М.: Химия, 1988. 256 с.

94. Урьев Н.Б. Высококонцентрированные дисперсные системы. М.: Химия, 1980. 319 с.

95. Pilitsis S., Beris A.N. Calculations of Steady-state Viscoelastic Flow in an Undulating Tube// J. Non-Newtonian Fluid Mech. 1989. 31(3).P. 231-287.

96. Опейко Ф. А. Торфяные машины. Минск: «Вышейшая школа, 1968. 408 с.

97. Чистый И.Н. Новый способ формования массы/ Торфяная промышленность, 1969, №2. С.10-12.

98. Дроздов Н.Е. Механическое оборудование для керамических предприятий. М.: Машиностроение, 1975. 248 с.

99. Соколов Р.Б. Теория формования сплошных и неоднородных систем. Л.: Изд-во ЛТИ им. Ленсовета, 1978. 40 с.

100. Фадеева B.C. Формуемость пластичных дисперсных масс. М.:Госстройиздат,1961. 126 с.

101. Фадеева B.C. Формирование структуры пластичных пастстроительных материалов при машинной переработке. М.:Госстройиздат, 1972.224 с.

102. Августиник А.И. Керамика. М.: Стройиздат, 1975. -591 с.

103. Старостина Н.Г., Беспалов А.Г., Равичев Л.В., Логинов В.Я. Физико-механические свойства алюмооксидной катализаторной массы (внутренне трение) // Хим. пром-сть. 2001. №7. С. 33-37.

104. Чарикова О.Г., Мосин Ю.М., Костюченко В.В., Михайличенко А.И. Влияние конструкционного материала фильер на свойства ванадиевых сернокислотных катализаторов// Стекло и керамика. 1999. №5-6. С. 30-33.

105. Технический анализ торфа. Базин Е.Т., Копенкин В.Д., Косов В.И. и др. М.: Недра. 1992.-431 с.

106. ГОСТ 5396-77 «Торф. Методы отбора проб».

107. ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация».

108. ГОСТ 3306-88 «Сетки с квадратными ячейками из стальной рифленой проволоки. Технические условия».

109. ГОСТ Р 51213-98 «Торф низкой степени разложения. Технические условия».

110. Инженерная реология жиросодержащих пищевых продуктов/ Арет В.А., Забровскйй Г.П., Николаев Б.Л., Николаев Л.К., СПб.: Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий, 2002. 294

111. Падохин В.А., Кокина Н.Р. Физико-механические свойства сырья и пищевых продуктов / Иван. гос. хим.-технол. ун-т., Институт химии растворов РАН. Иваново, 2007. - 128 с.

112. Пивинский Ю.Е. Реология в технологии керамики и огнеупоров. Дисперсные системы, методы исследования и оценки их реологических свойств// Огнеупоры. 1995. №12. С. 11-19.

113. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Гос. научн.-техн. изд-ние, 1960. 830 с.

114. Круглицкий Н.Н. Основы физико-химической механики. Ч. 3 (практикум и задачи). Киев: Вища школа, 1977. 136 с.

115. ГОСТ 52062-2011 Торфяное окускованное топливо.

116. ГОСТ 24160-80 "Торф. Методы определения влагоемкости и водопоглощаемости».

117. Мельников СВ., Алешкин В.Р., Рощин П.М. Планирование эксперимента в исследования х сельскохозяйственных процессов .-2 -е изд .Л.: Колос,1980,- 168 с.

118. Налимов В.В. Теория эксперимента. -М.: Наука, 1971. 208с .

119. Плохов И.В. «Методология научно-технического творчества», часть II. Основы теории планирования эксперимента и ее приложения в электроприводе. Учебное пособие. СПб/Псков, Изд. СПбГТУ, 2003. - 126 с.

120. Kocserha I., Kristaly F. Effects of Extruder Head's Geometry on the Properties of Extruded Ceramic Products. Materials Science Forum Vol. 659 (2010) pp. 499-504.

121. Короткое В.Г., Зубкова T.M., Мусиенко Д.А. Перемешивание экструдируемого материала в цилиндрическом канале. Вестник ОГУ, вып. 1, 2001,- С. 133-153 в 4.2

122. Реометрия пищевого сырья и продуктов: Справочник / Под ред. Ю.А. Мачихина. М.: Агропромиздат, 1990. - 271 с.

123. Yade is an extensible open-source framework URL: https://yade-dem.org/doc/introduction.html (дата доступа 12.01.12)

124. Get the Software ParaView URL: http://www.paraview.org/ /paraview/help/ documentation.html (дата доступа 12.01.12).

125. V. Smilauer, E. Catalano, B. Chareyre, S. Dorofeenko, J. Duriez, A. Gladky, J. Kozicki, C.Modenese, L. Scholtes, L. Sibille, J. Stransky, K. Thoeni. YADE Reference Documentation.

126. Басов Н.И., Казанков Ю.В., Любартович В.А. Расчет и конструирование оборудования для производства и переработки полимерных материалов. М.: Химия, 1986.-448 с.

127. Епифанцев К.В. Обоснование геометрических параметров фильер матрицы торфяной формующей машины / Горное оборудование и электромеханика. М., 2012, №8. С. 40-44.

128. Epifantsev К. New methods of processing of formed peat on screw extruding machine / A. Mikhailov, K. Epifantsev // Freiberger Forschungsforum «Innovations in mineral industry Geology, Mining, Metallurgy». - Germany, Freiberg, 2010. P. 218-220.

129. ГОСТ 24764-81 «Брикеты буроугольные. Транспортирование и хранение»

130. Nicoleti, J.F.; Telis, R.J.; Telis, V.R. N. Drying Technol. 2001, 19 (9), 2175-2191.

131. Епифанцев К.В. Практическое применение шнекового экструдера для формования торфа / К.В. Епифанцев, A.B. Михайлов // Труды XIV международного симпозиума «Проблемы геологии и освоения недр». Томск, т.2, НИТПУ, 2010. С. 279-281.

132. Васильев А.Н., Ковальчук Ю.Л. Влияние размеров образцов торфа на прочность готовой продукции Горный информационно-аналитический бюллетень (науч.-техн. журнал). 2004. № 2. С. 179-181.

133. Костюк Н.С., Яцевич Ф.С. Производство мелкокускового торфа. Минск, Наука и техника, 1975. 139 с.

134. Гамаюнов С.Н., Зюзин Б.Ф., Фаринюк Ю.Т. Распределенная энергетика. Тверь: Изд-во ТГСХА «АгросферА», 2011. 44 с.