Введение к работе
Актуальность работы. На современном этапе развития строительной индустрии все более широко используются уникальные архитектурные, дизайнерские и инженерные решения, что приводит к использованию значительной доли гнутого листового стекла в общем объеме остекления, а так же его использование во внутреннем дизайне помещений. Для подобных целей каждое изделие изготавливается, как правило, в единственном экземпляре или очень малой партией.
Производство гнутого листового стекла сложной формы сосредоточено на малых и средних предприятиях, которые в качестве основного технологического процесса используют моллирование стекла в печах периодического действия. Использующиеся печи и технологические параметры совершенствуются в большинстве случаев с точки зрения сокращения теплопотерь во время процесса моллирования, в то время как интенсификация процесса практически не используется.
Такая постановка вопроса выдвигает новые требования, как к конструкции самих печей, так и к их комплектующим. Таким образом, актуальной задачей является необходимость разработки оборудования и параметров технологических процессов, которые позволили бы осуществлять выпуск разнообразных изделий из гнутого листового стекла при минимальной себестоимости готовой продукции в печах моллирования периодического действия.
Рабочая гипотеза - процесс моллирования листового стекла можно интенсифицировать за счет использования равномерного нижнего разогрева и верхнего перемещаемого нагревателя.
Научная идея - необходимо исследовать и создать конструкцию печи моллирования, обеспечивающую такие режимы процесса разогрева листового стекла, которые позволили бы получать изделия сложной формы при минимальных затратах энергии.
Цель работы - разработка рациональной конструкции и методик расчёта конструктивно-технологических параметров печи моллирования с интенсифицирующими нагревательными элементами.
Задачи исследований:
Выполнить анализ существующих конструкций и разработать более совершенную печь моллирования с интенсифицирующими элементами для производства гнутого листового стекла сложной формы.
Теоретически исследовать и произвести расчёт распределения теплового потока от нагревательных элементов в печи моллирования с учетом её конструктивных особенностей.
Разработать методику расчета основных конструктивно-технологических параметров печи моллирования в зависимости от
геометрических параметров производимых изделий.
Создать экспериментальную установку с разработкой методик исследования.
Экспериментально проверить правильность разработанных методик с определением распределения теплового потока от нагревательных элементов и аккумулирующей пластины в печи моллирования по листовому стеклу.
Внедрить опытно-промышленный образец печи моллирования с нижним разогревом и верхним интенсифицирующим нагревателем в производство.
Научная новизна работы заключается в:
теоретическом получении уравнений для расчета рационального местоположения интенсифицирующего нагревателя и отражающей перегородки в печи моллирования;
экспериментальном получении эмпирических функциональных зависимостей по определению влияния стальной аккумулирующей пластины на температурный режим печи моллирования во всех зонах; по определению коэффициента поглощения теплового потока внутренним пространством печи X без использования интенсифицирующего нагревателя; по исследованию распределения температуры на образце стекла от интенсифицирующего нагревателя;
предложении «ступенчатого» процесса нагрева стекла с использованием интенсифицирующего нагревателя;
методике расчета основных технологических (суммарной мощности нагревателей и времени работы печи) и конструктивных (геометрических характеристик внутреннего пространства) параметров печи моллирования с интенсифицирующими нагревателями.
Практическая ценность работы заключается в создании, на основании теоретических разработок и экспериментальных исследований, усовершенствованной конструкции печи моллирования, которая обеспечивает повышение эффективности процесса производства гнутого листового стекла сложной формы.
Результаты работы в виде предложенных конструктивных решений и рекомендаций по расчету режимов процесса моллирования используются в стекольной промышленности при выпуске штучных и мелкосерийных партий.
Реализация работы. Теоретические и экспериментальные результаты работы в виде технической документации на полупромышленный образец печи моллирования внедрены на ЗАО «Сен-Гобен Кавминстекло» (г. Минеральные Воды).
Апробация работы. Результаты работы докладывались и
обсуждались на заседаниях кафедры «Механического оборудования» БГТУ им. В.Г. Шухова в 2006-2009 г.г.; на технических советах ЗАО «Сен-Гобен Кавминстекло»; на международных научно-технических конференциях «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии» в г. Белгород, 2006, 2007 г.г.
Публикации. По результатам работы опубликовано шесть печатных работ, в том числе две в центральных изданиях, рекомендованных перечнем ВАК РФ, получен патент РФ на полезную модель.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из: введения, пяти глав, выводов, списка литературы из 113 наименований; работа изложена на 165 страницах, содержит 66 рисунков, 14 таблиц, 6 приложений на 18 страницах.