Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Современные предпосылки развития инновационной экономики. Материалы III-й Межвузовской научно-практической конференции
.pdf
гидрофобизации в структуре данных материалов. Поэтому необходимо
создание щадящих режимов сушки торфа.
Предлагается линия производства сорбента торфа, включающая в
себя классификатор с механизмом грохота 1, ножевой измельчитель 2,
ёмкость для сбора торфа 3, систему вакуумного пневмотранспорта,
состоящую из циклона 4 и жидкостнокольцевого вакуумного насоса 5,
двухступенчатую вакуум-импульсную сушилку с псевдоожиженным
слоем 6 и вакуумный насос 5 [1
].
Рис. 1. Линия производства сорбента торфа:
1 – классификатор; 2 – измельчитель; 3 – ёмкость для сбора торфа;
4 – циклон; 5 – жидкостнокольцевые вакуумные насосы;
6 – двухступенчатая вакуум-импульсная сушилка с псевдоожиженным слоем
1. Гуськов, А. А. Двухступенчатая жидкостно-кольцевая машина /
А. А. Гуськов, Д. В. Никитин, П. С. Платицин, Ю. В. Родионов //
Положительное решение о выдаче патента по заявке № 2014127083/06
от 02.07.2014 г.
Список литературы
Кафедра «Техническая механика и детали машин»
ФГБОУ ВПО «ТГТУ»
41
В. Л. Полуэктов, Г. С. Баронин∗
РАЗРАБОТКА СПОСОБА И УСТРОЙСТВА ТВЁРДОФАЗНОЙ
ОБРАБОТКИ ПОЛИМЕРОВ И КОМПОЗИТОВ
В наиболее распространённых классических методах переработки
полимерных материалов используется энергоёмкая стадия нагрева
материала (выше его температуры плавления) и весьма длительная
операция охлаждения в форме, что серьёзно лимитирует производительность и энергоёмкость производства подобных изделий. Твёрдофазные технологии переработки полимеров основаны на развитии
направленной пластической деформации материала под действием
высокого гидростатического давления яв
ляются технологиями будущего, так как относятся к энерго- и ресурсосберегающим методам
производства [1].
В данной работе представлены результаты исследований реализации комбинированной твёрдофазной экструзии. Процесс твёрдофазной
обработки полимерных композитов осуществлялся на специально изготовленной экспериментальной ячейке с набором сменных фильер с
различной степенью деформации материала при температуре ниже
температуры плавления.
В качестве объекта исследования испо
льзовали политетрафторэтилен (ПТФЭ, ГОСТ 10007–08) в виде порошка. Модифицирующей
добавкой служил продукт, полученный перегонкой шихты ПТФЭ
97% масс, и (NH
десублимацией раствором аммиака – композит ПТФЭ с TiO
)2ТiF 63% масс при температуре 575 °С с последующей
4
(ТФП).
2
Образцами послужили полученные монолитные прутки цилинд-
рического сечения диаметром 5 мм и длиной 20 мм.
На диаграмме представлены данные изменения величины твёрдости (ГОСТ 24621–91 определение твёрдости при вдавливании с помощью дюрометра твёрдость по Шору Д) исходных и модифицированных образцов.
Экспериментально установлено, что образцы после комбинированной твёрдофазной экструзии обладают более выс
окими значениями
твёрдости по сравнению с аналогичными образцами, переработанными
по жидкофазной технологии.
На основании полученных данных исследования предлагаемого
метода твёрдофазной обработки можно отметить повышение прочностных показателей в условиях срезывающих напряжений, а также повышение твёрдости и теплофизических характеристик ПТФЭ [2].
∗
Работа выполнена при финансовой поддержке со стороны Минобр-
науки РФ в рамках базовой части Госзадания № 2014/219, код проекта 2079.
42
Рис. 1. Диаграмма изменения величины твёрдости
полимерного композита ПТФЭ +ТФП
Планируется адаптировать способ и устройство переработки полимерных материалов при получении заготовок и изделий с целью уменьшить общую трудоёмкость изготовления на фоне повышения эксплуатационных характеристик.
Список литературы
1. Полуэктов, В. Л. Разработка технологии переработки полиме-
ров и композитов в условиях комбинированной твёрдофазной экструзии / В. Л Полуэктов // Современные предпосылки развития инновационной экономики : II-я Междунар. науч.-практ. конф. – Тамбов : Изд-во
ИП Чеснокова А. В., 2014. – С. 12 – 14.
2. Полуэктов, В. Л. Особенности комбинированной твёрдофазной экструзии фторполимерных молекулярных композитов / В. Л. Полуэктов, Г. С. Баро
нин // Вестник Тамбовского Университета. –
Тамбов : Изд-во ФГБОУ ВПО «Тамбовский государственный университет им. Г. Р. Державина», 2013. – Т. 18, Вып. 4. – С. 1978 – 1980.
НОЦ ТамбГТУ-ИСМАН «Твёрдофазные технологии»
ФГБОУ ВПО «ТГТУ»
43
А. А. Попова, студентка; А. В. Щегольков, инженер;
А. В. Сизов, магистрант; К. В. Шестаков, магистрант
ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ С АДАПТИВНЫМ ПОТРЕБЛЕНИЕМ
МОЩНОСТИ НА ОСНОВЕ ПОЛИМЕРОВ,
МОДИФИЦИРОВАННЫХ УГЛЕРОДНЫМИ
НАНОСТРУКТУРАМИ
Энергосбережение является ключевым фактором повышения экономической эффективности большинства технологических процессов
и производств. В этом отношении актуальной является разработка
энергосберегающих устройств. Широкое распространение, как в быту,
так и технологических процессах, получили электрические нагреватели. Именно они, в ряде случаев, являются основными потребителями
энергии [1], поэтому разработка электронагревателя, который будет
технологичным в производстве и энер
гоэффективным в эксплуатации,
является важной научно-технической задачей.
В связи с этим актуальным является применение электронагревателей на основе материалов, полученных путём модификации полимеров, таких как полиэфирная смола и полиуретан [2]. При этом имеется
возможность реализовать целый ряд новых функциональных возможностей, к которым следует отнести более эффективный тепловой контакт, усто
йчивый электрический контакт, теплоаккумулирование и
эффект адаптивного потребления мощности, что позволяет создавать
энергоэффективные системы электронагрева. За счёт наличия в полимере УНМ «Таунит» он становится электропроводящим, при подаче на
него электрического напряжения в нём протекает электрический ток.
Затем по закону Джоуля–Ленца происходит выделение тепла. Функция
адаптивного энергопотребления достигается за сч
ёт изменения объёма
диэлектрика при повышении его температуры до заранее определённого значения (от 50 до 150 °C), что приводит к размыканию внутренних
электропроводящих каналов и прекращению потребления электроэнергии.
Особенностью применения УНМ является возможность равномерного распределения электропроводящего материала в диэлектрической матрице и создания устойчивой структуры со стабильными свойствами.
Характеристики электриче
ского нагревателя на основе наномо-
дифицированного материала представлены в табл. 1.
44
электронагревателя
1. Характеристики электронагревателя
Тип материала
Рабочее
напряжение U, В
Диапазон рабочих
температур Т, °C
Полиэфирная смола-УНТ от 1,5 до 50 90…250
Церезин-УНТ от 1,5 до 12 30…90
ПЭГ-УНТ от 1,5 до 12 30…50
Полиуретан-УНТ от 1,5 до 12 30…120
У разработанного электронагревателя (рис. 1) имеются преимущества перед аналогами (вследствие новых функциональных возможностей):
• высокая энергетическая эффективность за счёт адаптивного
энергопотребления;
• модульный принцип компоновки упрощает монтаж устройств
на технологическом объекте (выполняется как отдельными модулями
по 50 Вт тепловой мощности, так и единым блоком от 2 до 100 кВт);
• экологически чистая технология п
• широкий диапазон стоимости, позволяющий привлечь разные
категории потребителей.
роизводства и эксплуатации;
Рис. 1. Внешний вид электрического нагревателя
на основе наномодифицированного материала
45
Список литературы
1. Басов, А. М. Электротехнология / А. М. Басов, В. Г. Быков,
А. В. Лаптев, В. Б. Файн. – М. : Агропромиздат, 1985. – 256 с.
2. Пат. 2466333 Российская Федерация, МПК7 F24H7/00. Элек-
тротеплоаккумулирующий нагреватель / В. Ф. Калинин, А. В. Щегольков ; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «ТГТУ». –
№ 2011118301/06 ; заявл. 05.05.2011 ; опубл. 10.11.2012, Бюл. № 24. –
8 c.
Кафедра «ТТНП» ФГБОУ ВПО «ТГТУ»
О. С. Примеров, аспирант
ПОЛУЧЕНИЕ НОВОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА
НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ ТЕРМОПЛАСТА И ЦСП
В настоящее время проблема утилизации отходов имеет большое
значение [1]. Одним из распространённых строительных материалов
являются цементно-стружечные плиты (ЦСП). Ежегодный объём производства этих изделий в Тамбовской области составляет около
50 тысяч кубометров. При обрезке кромок готовых листов образуется
достаточно большое количество отходов, представляющих собой древесно-цементную пыль различных фракций. Годовой объ
дов превышает 4,6 тыс. м
3
. Транспортировка и хранение отходов –
ём этих отхо-
крайне затратное мероприятие, так как они занимают большие площади на полигонах.
Возможными областями применения отходов производства ЦСП
могут быть композиционные строительные материалы, в частности,
пригодные для изготовления теплоизоляционных изделий для ограждающих конструкций (стен, чердачных перекрытий); конструкционнотеплоизоляционных изделий (стеновые блоки, перегородочные блоки,
заполнитель для каркасно-щито
вого домостроения); звукоизоляцион-
ных изделий (перегородочные блоки).
В качестве компонентов для создания строительных материалов
нами предлагается использовать отходы ПЭ (полиэтилен) и отходы
производства ЦСП.
Технологическая схема производства включает следующие этапы:
Этап 1 – дозирование компонентов;
Этап 2 – перемешивание в смесителе Брабендера;
Этап 3 – прессование изделий, охлаждение и выталкивание из
формы.
46
Полученные таким образом образцы композита испытывались в
лаборатории ООО «ТАМАКцсп», г. Тамбов. Ниже представлена выписка из Протокола № 2 об испытаниях композиционного материала
от 16.10.2014:
«Цель испытаний: Определить физико-механические свойства
(ФМС) композита с наполнителем из мелкодисперсных опилок ЦСП.
Метод испытаний: ГОСТ 26816–86 «Плиты цементностружечные.
Технические условия».
Средства испытаний: испытательная машина «FRANK» за
№ 30
50017023; штангенциркуль с цифровым отсчётным устройством
ШЦЦ-1; толщинометр ТР 25-60Б, за № 2456; лабораторные весы
ВЛТЭ-1100, за № А-351.
Результаты испытаний:
– плотность образца 1501 кг/м
1100…1400 кг/м
3
);
3
(норма по ГОСТ 26816–86:
– прочность при изгибе 17,05 МПа (норма по ГОСТ 26816–86
≥ 12 МПа);
– водопоглощение 3,4% (норма по ГОСТ 26816–86: ≤ 16%);
– разбухание по толщине 0,7% (норма по ГОСТ 26816–86:
≤ 2%)».
Выводы: Испытанные образцы полимера с наполнителем из мелкодисперсных опилок ЦСП обладают повышенной плотностью и
прочностью при изгибе в сравнении с ЦСП, водопоглощение у полимера в 3 раза ниже, чем у ЦСП, раз
бухание по толщине примерно одинаково. Показано, что полученный композит обладает повышенными
физико-механическими свойствами и может быть использован при
производстве изделий в строительной индустрии. Кроме того, полученный композит из отходов термопластов и ЦСП позволит значительно улучшить экологическую безопасность региона и сократить
площади полигонов для их зах
оронения.
Список литературы
1. Утилизация и вторичная переработка тары и упаковки из по-
лимерных материалов : учебное пособие / А. С. Клинков, П. С. Беляев,
В. К. Скуратов, М. В. Соколов, В. Г. Однолько. – Тамбов : Изд-во ГОУ
ВПО «ТГТУ», 2010. – 100 с.
Кафедра «Переработка полимеров и упаковочное производство»
ФГБОУ ВПО «ТГТУ»
47
Д. Ю. Пшичкина, Ю. В. Пугачева, А. А. Авдеев∗
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В ПРОЦЕССАХ СУШКИ
С ВИХРЕВОЙ ТРУБОЙ
Среди множества процессов химической и смежных отраслей
промышленности сушка материалов, полупродуктов или готовых изделий занимает важное место. Для сушки дисперсных материалов в
промышленности наиболее часто применяются сушилки с конвективным подводом теплоты. Однако конвективные сушилки, используемые
в промышленности, имеют низкий коэффициент полезного действия
по теплоте (до 60%), так как паровоздушная смесь, вых
одящая из рабочей зоны сушильного оборудования, имеет высокую температуру и
влагосодержание. В связи с этим актуальными являются задачи разработки технологических схем и вариантов устройств для использования
теплоты уходящей паровоздушной смеси в технологических целях.
Одним из возможных типов энергосбережения является термотрансформация (теплотрансформация) с использованием вихревой
трубы Ранка–Хилша (ВТ) [
1, 2]. Основной физический феномен вихревого эффекта Ранка заключается в температурной стратификации
сплошной среды – разделении исходного закрученного потока воздуха
(газа, пара, жидкости) с равномерной по сечению начальной температурой на входе на два выходящих потока: «горячий» периферийный и
«холодный» осевой.
Основное внимание для химической промышленности сосредота-
чивается при этом на следу
ющем [3]:
1) перспективах использования «горячего» потока из вихревой
трубы, так как в настоящее время чаще изучаются возможности применения «холодного» потока в технике сублимационной сушки;
2) повышении температуры воздуха до 120…150 °С и выше, так
как в настоящее время температуры обычно не превышают 100 °С;
3) возможности принципиального увеличения производительности при одновременном снижении тр
ебующегося давления воздуха
(газа) на входе;
4) получаемые расходы должны обеспечивать достаточные скорости воздуха в рабочих каналах и камерах сушилок с размерами
300…500 мм и выше;
5) требующиеся напоры должны обеспечиваться выпускаемыми
вентиляторами (дымососами), а не компрессорами;
∗
Работа выполнена под руководством канд. техн. наук, доцента А. Ю. Ор-
лова.
48
6) весьма желательна разработка и применение экономичных
воздушных инжекторов для питания вихревой трубы, подсасывающей
циркулирующий воздух (также возможно вихревого типа).
Были поставлены следующие основные задачи энергосбережения,
ресурсосбережения и улучшения экологии: снижение расходов воды,
природного газа, уменьшение количества промышленных стоков, закачиваемых в подземные горизонты.
В модернизированной схеме для вихревого теплоутилизирующего разогрева возвра
щаемых газов используется вихревая труба, работающая на циркулирующем сушильном газе после двухступенчатой
газоочистки; при этом закрученный высокоскоростной поток газа
делится на холодный поток, направляемый на выброс, и на горячий,
разогретый поток газа, возвращаемый в цикл.
Список литературы
1. Меркулов, А. П. Вихревой эффект и его применение в технике /
А. П. Меркулов. – Изд 2-е, перераб. и доп. – Самара : Оптима, 1997. –
344 с.
2. Коновалов, В. И. Сушка и другие технологические процессы с
вихревой трубой Ранка–Хилша: возможности и экспериментальная
техника / В. И. Коновалов, А. Ю. Орлов, Н. Ц. Гатапова // Вестник
Тамбовского государственного тех
Т. 16, № 4. – С. 803 – 825.
нического университета. – 2010. –
Кафедра «Технологические процессы, аппараты
и техносферная безопасность» ФГБОУ ВПО «ТГТУ»
Л. Г. Разумова, магистрант; А. В. Выжанов, аспирант
СОЗДАНИЕ СТРУКТУР МАТРИЦ
ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА ИЗ ПЕЧНОГО
И УДАЛЕНИЯ СЕРОСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ
Одной из основных проблем нефтеперерабатывающего комплекса
является низкая эффективность использования нефти, рациональная
переработка которой приведёт к снижению себестоимости товарного
топлива.
Предлагается газойлевую фракцию (печное топливо), формирующуюся при первичной разгонки нефти, имеющую температуру
кипения от 250 до 400 °С, подвергнуть низкотемпературному катали-
тическому воздействию введением структур матриц в жидкую фазу
49
с последующей отгонкой дизельного топлива с температурой конца
кипения 350 °С.
Осуществление процесса таким образом обеспечит выход дизельных фракций 91% с содержанием серы согласно техническому регламенту.
Переработка нефтяных фракций с температурой кипения от 250
до 400 °С по схемам, используемым в промышленности, осуществляется в результате реализации двух термокаталитических процессов:
гидроочистка и каталитический кр
екинг.
Использование такой технологии позволяет обеспечить выход
бензиновых и дизельных фракций не более 70%. Данная технология
характеризуется большими энергозатратами и использованием дорогого высокотехнологического оборудования.
Предлагаемая технология обладает целым рядом преимуществ по
сравнению с известными методами: простое аппаратурное оформление, отсутствие дорогостоящего оборудования, низкие энергозатраты,
высокое качество выпускаемого топлива.
Для обеспечения процесса термокаталит
ического преобразования
печного топлива и обессеривания полученного дизельного топлива
необходимо:
1) получить пепельные структуры рабочих сред, используемых
для создания конфигураций матриц для термокаталитичекого разделения печного топлива и обессеривания дизельного. Пепельные структуры создаются путём сжигания рабочих сред в муфельной печи при
температуре 600 °С;
2) определить элементный состав пепельных структур рентгенофлуоресцен
тным анализом.
В ходе анализа было установлено наличие в пепельных структу-
рах следующих элементов: (Ni, C, Сu, Fe, Ti, и S
);
2
3) получить матрицы сборки дизельного топлива, разборки печ-
ного и обессеривания.
Матрицы сборки дизельного и разборки печного топлива были
созданы путём прокаливания пепельных структур рабочих сред с нанометаллами и катализатором широкого элементного состава в муфельной печи. Матрицу обессеривания получали прокалкой пепла химически чистой серы с неметаллами в наноструктурированной фор
ме
и катализатором широкого элементного состава;
4) провести процесс термокаталитического разделения печного и
обессеривания дизельного топлива.
Для проведения процессов в исходное печное топливо вводили
матрицы и настаивали среду разгонки в течение суток и проводили
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]