Введение к работе
Актуальность работы. Одним из важнейших направлений в развитии стекольной промышленности является совершенствование технологии и оборудования с целью снижения себестоимости выпускаемой продукции и увеличения номенклатуры выпускаемых изделий.
В практике как отечественного, так и зарубежного строительства наблюдается тенденция к использованию для остекления в зданиях промышленного, административного и жилищного назначения закаленного стекла. Также закаленное стекло используется в машиностроении, при создании наземного, водного и воздушного транспорта.
Наибольшее распространение в условиях современного промышленного производства получила воздухоструйная закалка, при которой охлаждение происходит в специальных обдувочных решётках путем подачи воздуха к поверхности закаляемого стекла через систему сопл.
Решающее влияние на процесс закалки стекла оказывают интенсивность теплообмена между охлаждающей средой и поверхностью стекла. Анализ современных конструкций закалочных решеток показал, что интенсификация процесса закалки идет в направлении увеличения коэффициента теплоотдачи а, что обуславливается необходимостью закалки изделий толщиной 3 мм и менее. Установлено, что коэффициент теплоотдачи а является функцией т. н. «ударной» скорости струй воздуха, которая, в свою очередь, зависит от скорости истечения струй из сопл закалочной решетки.
Исходя из этого, предлагается интенсифицировать скорость истечения струй воздуха из сопл закалочной решетки, используя эжектор.
Разработка эжекторной закалочной установки позволит не только уменьшить энергозатраты при производстве закаленного стекла, но и предоставит возможность, модернизируя существующие закалочные решетки, уменьшить толщину готовых изделий до 3 мм и расширить номенклатуру выпускаемой продукции.
Цель работы: разработка эжекторной закалочной установки с выявлением конструктивно-технологических параметров, обеспечивающих интенсификацию процесса и снижение затрат на подачу охлаждающего воздуха в 1,3-5-1,4 раза.
РОС. Н*."ЧОНАЛЬНАЯ ЬИ1- "' ТЕКА C.ilerepoypf WOgPk
Научная новизна работы: представлена методикой расчета коэффициента теплоотдачи эжекторной закалочной установки с определением рациональных конструктивно-технологических параметров; методикой расчета мгновенных и остаточных напряжений в закаленном стекле при нестационарных режимах закалки, позволяющей определить величину поверхностных и центральных напряжений в изделии; патентно-чистой конструкцией эжекторной закалочной установки, обеспечивающей интенсификацию процесса закалки стекла и снижение затрат на подачу охлаждающего воздуха в 1,3-4-1,4 раза.
Объекты исследований: процесс закалки и конструкции оборудования для производства закалённого стекла.
Автор защищает следующие основные положения:
-
Методику расчета мгновенных и остаточных напряжений в закаленном стекле при нестационарных режимах закалки.
-
Методику расчёта охлаждающей способности эжекторной закалочной установки.
-
Принципы измерения величины коэффициента теплоотдачи в современных промышленных охлаждающих устройствах с использованием разработанного датчика.
4. Патентно-чистую конструкцию эжекторной закалочной установки,
включающую обдувочные решетки с системами эжектирующих сопел,
соединенными трубопроводом с системой «компрессор - ресивер», с воз
можностью прерывания подачи воздуха в эжектирующие сопла при по
мощи электроклапана.
Практическая ценность работы:
-
Разработана методика расчета и соответствующее програмное обеспечение для определения коэффициента теплоотдачи эжекторной закалочной установки.
-
Рассчитана, спроектирована и реализована эжекторная закалочная установка, позволяющая интенсифицировать процесс закалки стекла с возможностью закалки изделий толщиной 3 мм и менее при одновременном уменьшении энергетических затрат.
-
Проведены экспериментальные исследования по проверке разработанной методики расчета коэффициента теплоотдачи эжекторной закалочной установки, и выявлена хорошая сходимость результатов экспериментальных исследований с данными полученными аналитически.
-
Разработан датчик для измерения величины коэффициента теплоотдачи в современных промышленных охлаждающих устройствах.
Внедрение результатов работы: результаты работы апробированы и внедрены в опытно-промышленное производство на ООО ПКФ «Уральская стекольная компания», г. Екатеринбург.
Публикации: по теме исследований опубликовано 10 печатных работ, в том числе свидетельство на полезную модель № 25890 и патент на изобретение РФ № 2199496.
Апробация работы: результаты работы успешно доложены и одобрены на седьмых академических чтениях РААСН (г. Белгород 2001 год), на III Международной научно-практической конференции-школы-семинаре молодых ученых, аспирантов и докторантов «Строительные материалы, изделия и конструкции», посвященной памяти академика В. Г. Шухова (г. Белгород 2001 год), и на Втором Международном конгрессе студентов, молодых ученых и специалистов «Молодежь и наука - третье тысячелетие» (г. Москва 2002 год).
Структура и объем работы: диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов по работе, списка литературы и 4 приложений. Работа изложена на 178 страницах, включает 76 рисунков, 12 таблиц. Библиография включает 132 источника.
