CC BY
40
Вісник ПДАБА
B. С. Скопенко, В. В. Волошин // Вопросы химии и химической технологии - 2003. - № 5. -
C. 100 - 104.
2. Волошин В. Ф. Исследование влияния на электродные процессы четвертичных солей 2-Алкилимидазолинов / В. Ф. Волошин, В. С. Скопенко, В. В. Волошин // Вопросы химии и химической технологии - 2003. - № 5. - С.105 - 108.
3. Hill A, Aspinall S.R., J.Am.Chem.Soc., 1939, t. 61. - 82 C.
4. Kreicar E., Smrcka J., Dobas J. Fette-Seifen Anstrichmitter, 1972. - T. 2. - C.886.
5. Данилов Ф. И. Адсорбция метилэтил- и диэтилкетонов на ртути / Ф. И. Данилов, В. Ф. Волошин // Адсорбция и двойной электрический слой в электрохимии. - М. : Наука, 1972. - С 81 - 86.
6. Данилов Ф. И. Температурная зависимость адсорбции капроновой кислоты на ртути / Ф.И.Данилов, В.Ф.Волошин // Адсорбция и двойной электрический слой в электрохимии. - М. : Наука, 1972. - С. 183 - 193.
7. Тыр С. Г. Исследования влияния алкилимидазолинов на коррозию металлического оборудования в кислой среде / С. Г. Тыр, В. Ф. Волошин, А. В. Шкуренко // Проблемы металлургического производства. - М. : Наука, 1992. - С. 63 - 69.
8. А.с. 1381075 С 02 F 1/50 Способ подавления биообрастаний в системах технического водоснабжения / М. Л. Лудянский, В. Ф. Волошин, А. К. Шейнкман. - № 4092331; заявл. 20.05.1986; опубл. 15.03.1988, Бюлл. № 10.
9. А.с. 1390190 С 02 F 1/50. Способ подавления биообрастаний в системах технического водоснабжения / М. Л. Лудянский, В. Ф. Волошин, А. К. Шейнкман. - № 4032793/31-26; заявл. 21.06.85; опубл. 23.04.1988.
10. А.с. С 02 F 1/50. Средство защиты систем оборотного водоснабжения от накипеобрразования и биообрастания / М. Л. Лудянский, В. Ф. Волошин, Л. А. Мазолевская -№ 4449537/26-31; заявл. 27.06.88; опубл. 08.03.1990.
11. Краснокутская Л. М. Токсилогическая характеристика производных имидазолинов / Л. М. Краснокутская, Н. П. Баранов, Т. Н. Покровская // гигиена труда и профессиональные заболевания. - 1983. - № 12. - С. 52 - 54.
УДК 628.33.02
ОЦЕНКА ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД И ОТХОДОВ УГЛЕОБОГАЩЕНИЯ ПРИ ОБЖИГЕ СТЕНОВОЙ ПОРИСТОЙ КЕРАМИКИ
Н. С. Сторчай, к. т. н., доц., О. А. Зорина *, асс.,
.Луганский национальный аграрный университет
Ключевые слова: осадки сточных вод, отходы углеобогащения, коэффициент
использования топлива, экономия топлива, стеновая пористая кераміка.
Постановка проблемы. Снижение энергозатрат и теплопотерь при изготовлении и эксплуатации стеновых материалов достигается различными способами [2; 4; 7]. Наиболее простым и экономичным при создании пористой стеновой керамики является способ выгорания органических веществ, содержащихся в техногенном сырье, например, отходов углеобогащения (ОУ) и городских осадков сточных вод (ОСВ). На территории Украины накоплено более 50 млн. т осадков по сухому веществу, а ежегодный выход отходов углеобогащения составляет более 73 млн. тонн.
Эти отходы содержат в своем составе минеральные и органические вещества, удельная теплота сгорания которых находится в пределах 2,5...15,0 тыс. кДж/кг [3]. Такого количества топлива достаточно для обжига строительной керамики, где требуется на обжиг 1 200 -2 000 кДж/кг.
ОСВ по химико-минералогическому составу и по формовочным свойствам аналогичны природным глинам, а отходы углеобогащения применяют как основное сырье в производстве кирпича [2; 4].
Органическая часть ОСВ равномерно распределена по объему техногенного сырья и в процессе обжига могут образоваться мельчайшие поры при выгорании органики. Пористость
18
№ 1 - 2 січень - лютий 2011
керамики может достигать 55 %, ас учетом пустотности в кирпиче (до 20 %) она может составить 60.. .65 % [2; 4].
Целью исследований является создание пористого стенового материала на основе техногенного сырья, обеспечивающего значительную экономию топлива и природного сырья.
Отсутствие технологий по рациональному использованию техногенного сырья в стеновых материалах и особенно методики оценки тепловой эффективности ОСВ и ОУ сдерживает их применение в строительстве.
Методика проведения исследований. Удельную теплоту сгорания ОСВ и ОУ определяли экспериментально на калориметрической установке В-08-МА. Погрешность измерения теплоты сгорания анализируемого сырья ОУ и ОСВ не превышала ± 5,0 % при доверительной вероятности р = 0,95.
Тепловую эффективность предлагается оценивать по значению коэффициента использования топлива ОСВ и ОУ в керамических смесях с глиной, применяемой для керамического кирпича [1; 5; 6]
0ОСВ ■ тОС‘
ту-исп.т ^уд уд
QmP
уд
(1)
где 0удтр = Юграсч - требуемая удельная энергоемкость процесса обжига керамического кирпича из глины, кДж/1 000 шт(определяется по стандартной методике расчетом);
0удОСВ и 0удОУ - удельная теплота сгорания ОСВ и ОУ, кДж/кг (определяется экспериментально);
тудОСВ и тудОУ - удельное содержание ОСВ и ОУ в керамической массе, кг/кг.
Таким образом, рассчитав значение коэффициента использования топлива, Киспт, можно рассчитать требуемое количество условного топлива на обжиг керамического кирпича в кг/1 000 шт по формуле (2) с учетом энергоёмкости ОСВ и ОУ:
-ртреб. ґутр ґ'лОСВ
расх *Руд */i (2)
Обсуждение результатов исследований. На рисунках 1 и 2 представлены зависимости коэффициента использования топлива ОСВ и ОУ от их количества и их удельной теплоты сгорания в керамической массе (табл. 1, 2).
0,25
Уз = 2,49х3 ■ 0,005Г :
уу^1,77х2 +0,003
в 1.05Х, + 0.003 ;
mj 0С8, кг/кг
О ОД 0,2 0,3 0,4 0,5
Рис. 1. Зависимость коэффициента
Рис. 2. Зависимость коэффициента
использования топлива в ОСВ (Ктопл ОСВ) от их использования топлива в ОУ (Ктопл ОУ) от
содержания в керамической массе, тОСВ, кг/кг для : 1 - 0іОСВ = 4 138 кДж/кг;
2 - 02ОСВ = 6 902 кДж/кг; 3 - 0зОСВ = 9 640 кДж/кг
содержания их в керамической массе, тОУ, кг/кг для : 1 - 0° = 2 550 кДж/кг;
2 - 02ОУ = 9 980 кДж/кг; 3 - 03ОУ = 15 960 кДж/кг
19
Вісник ПДАБА
Т а б л и ц а 1
Расчет энергопотенциала керамической смеси из осадков сточных вод и местных глин
№ составов Q ОСВ °уд , кДж/кг m ОСВ туд 5 кг/кг ОСВ ОСВ '-П000шт чсуд -^уд кг/1 000 шт FT исп. Э, кг/1000шт Ртр- Г расх. т.? кг/1 000 шт
1 2 3 4 5 6 7
1-1 4138 0,1 0,145106 0,11 1,45 130,55
2-1 6902 2,42 106 0,18 23,76 108,24
3-1 9640 3,37 106 0,24 31,68 100,32
1-2 4138 0,2 2,90106 0,21 27,72 104,28,
2-2 6902 4,83106 0,36 47,52 84,48
3-2 9640 6,75106 0,50 66,0 66,0
1-3 4138 0,3 4,34 106 0,32 42,24 89,76
2-3 6902 7,24 106 0,53 69,96 62,04
3-3 9640 10,12106 0,75 99,0 33,0
1-4 4138 0,4 5,79106 0,42 55,44 76,56
2-4 6902 9,66106 0,71 93,72 38,28
3-4 9640 13,15106 0,97 128,04 3,60
1-5 4138 0,5 7,24 106 0,53 70,0 62,0
2-5 6902 12,11106 0,89 117,48 14,52
3-5 9640 16,87106 1,25 165,0 33,0
Примечание: Расход условного топлива на 1 000 штук кирпича массой 3 500 кг составил 132 кг или 13,54-10б кДж/кг.
Энергетическая обеспеченность процесса обжига керамических образцов с добавками ОСВ и .ОУ описывается линейной зависимостью и определяется их тепловыми свойствами:
- при Киспт < 1 для обжига керамики требуется дополнительное количество условного топлива (табл.1, 2);
- при К1сп'т >1 процесс обжига составов из двух компонентной массы обеспечивается за счет энергоёмкости самой керамической массы. В этом случае технологическое топливо используется лишь на разогрев сухого сырца до температуры воспламенения органических веществ в ОСВ и ОУ (773.. .873К).
При этом избыток топлива можно регулировать отводом горячих газов в зону подогрева или на сушку сырца и т. д.
Т а б л и ц а 2
Расчет энергопотенциала керамической смеси из отходов углеобогащения и глины
№ составов О ОУ Чсуд , кДж/кг ОУ туд , кг/кг ОУ ОУ '-їЇ000шт чсуд -Шуд кг/1 000 шт кт исп. Э, кг/1 000 Ртр- Г расх. т.? кг/1 000 шт
1 2 3 4 5 6 7
1-1 2550 0,1 0,89106 0,07 9,24 122,76
2-1 9980 3,49106 0,26 34,32 97,68
3-1 15960 5,59106 0,41 54,12 77,88
1-2 2550 0,2 1,79106 0,13 17,16 114,84
2-2 9980 6,99106 0,52 68,64 63,36
3-2 15960 11,17106 0,81 106,92 25,08
1-3 2550 0,3 2,68106 0,20 26,40 105,6
2-3 9980 10,48106 0,77 101,64 30,36
3-3 15960 15,2106 1,12 147,84 +15,84
1-4 2550 0,4 3,57106 0,26 34,32 97,68
2-4 9980 13,97106 1,03 135,96 +3,96
3-4 15960 22,34 106 1,65 217,80 +85,8
1-5 2550 0,5 4,46 106 0,32 42,24 89,76
2-5 9980 17,47106 1,29 170,28 +38,28
3-5 15960 27,93 106 2,06 271,92 +139,92
20
№ 1 - 2 січень - лютий 2011
Выводы. Полученные зависимости по энергообеспеченности процесса обжига сухого сырца на основе ОСВ, ОУ и местных глин позволяют оценить энергопотенциал сырьевых составов и тепловую эффективность процесса обжига по значению коэффициента использования топлива Ктисп в отходах:
- в случае при Киспт < 1 необходимо дополнительное количество условного топлива на обжиг керамических изделий;
- в случае при Кисп т > 1 наблюдается избыток тепла, который необходимо отводить из зоны обжига, например, на сушку сырца.
Экономия условного топлива может составить при Кисп т > 1 равной 132,0 т и более при выпуске 1,0млн. штук кирпича.
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Волженский А. В. Местное вяжущее на основе золы ТЭС и отходов углеобогащения / А.
B. Волженский, А. Н. Рязанов // Строительные материалы и конструкции. - 1992. - № 2. - С. 4 - 5.
2. Кошкарев В. Н. Тепловые установки / В. Н. Кошкарев, А. А. Кучеренко. - К.: Вища школа, 1990. - 335с.
3. Морозова Н. Н. Обжиг кирпича в туннельной печи. Методические указания. - Казань, 2006. - 37с.
4. Погостнова О. А. Эффективная пористая керамика из топливосодержащих отходов / О. А. Погостнова // Зб. наук. пр Луганс. нац. аграр. ун-ту. - 2003. - С. 82 - 88.
5. Погостнова О. А. Утилизация отходов городских бытовых сточных вод в строительной керамике. / О. А. Погостнова, Г. Я. Дрозд // Зб. наук. пр Луганс. нац. аграр. ун-ту. - 2004. -
C. 13 - 15.
6. Туровский И. С. Обработка осадков сточных вод / И. С. Туровский. - М. : Стройиздат, 1973.
7. Явруян Х. С. Структурообразование и свойства пористой строительной керамики на основе отходов углеобогащения: дисс. к. т. н.: Явруян Х. С. - Ростов-на-Дону, 2003. - 199 с.
УДК 539.3
МОДЕЛІ І МЕТОДИ АНАЛІТИЧНОЇ ТЕОРІЇ НЕТОНКИХ ПОЛОГИХ ОБОЛОНОК
ПРИ СТАТИЧНОМУ НАВАНТАЖЕННІ
А. Г. Зеленський, к. ф. - м. н., доц.
Ключові слова: полога оболонка, варіаційний принцип Рейснера, поліноми Лежандра, фізична нелінійність, методи.
Вступ. Вирішувана проблема. Розрахунки на основі класичних і некласичних уточнених теорій пластин та оболонок, які основані на різних гіпотезах, для широкого класу граничних задач не можуть з високою точністю описувати напружено-деформований стан (НДС), оскільки за вказаними теоріями знаходження компонент НДС із довільною точністю в принципі неможливе, що зумовлено зображенням їх у вигляді малої кількості доданків, які приймаються на основі певних фізичних міркувань. Отримувані при цьому системи диференціальних рівнянь (СДР), як правило, мають невисокий порядок.
Вагомі результати в розвиненні і побудові уточнених теорій лінійно пружних елементів конструкцій, які базувались на використанні гіпотез, отримані у багатьох наукових працях вітчизняних та зарубіжних авторів. Огляд праць цього напряму виконано, зокрема, у [14].
З іншого боку, високоточні розрахунки пластин та оболонок потрібні для створення конструкцій та їх елементів, які мають високу питому міцність, жорсткість, економічність та надійність, що сприятиме забезпеченню матеріальних та ресурсних збережень у різних галузях сучасної техніки і будівництві.
Значний вклад у розробку високоточних розрахунків методами розв’язування граничних лінійно пружних задач на основі тривимірних рівнянь теорії пружності [12], які мали важливий вплив на розвиток теорії пластин та оболонок, внесли А. Т. Василенко, Б. Г. Гальоркін, В. А. Галич, В. Т. Грінченко, Я. М. Григоренко, О. М. Гузь, І. Ю. Бабич, А. Д. Коваленко,
21
