Введение к работе
Актуальность проблемы. Вторичное использование отходов строительного производства, в том числе и дорожного, является актуальной проблемой для всех стран. Ежегодно в Российской федерации в процессе ремонта снимаются миллионы тонн старого дорожного покрытия, которое, в основном, идет на засыпку откосов этих же дорог. Такое использование старого асфальта, содержащего дорогостоящие битумоминеральные составляющие, вряд ли является эффективным. К сожалению, имеющиеся в стране методы регенерации старого асфальта не принесли существенного результата. Главная причина в том, что асфальт является абразивным материалом и его измельчение в центробежных устройствах и в электромагнитном поле приводит к быстрому изнашиванию рабочих органов.
Измельчение является одним из наиболее широко применяемых технологических процессов во многих отраслях промышленности. Исследованию этого процесса посвящено большое количество научных работ. Однако в настоящее время этот процесс остается недостаточно изученным. Отсутствуют простые и надежные методы экспериментального исследования.
Отмеченные аспекты отражают необходимость изучения процесса измельчения асфальтовой крошки и перспектив его практического использования.
Настоящая работа выполнялась в рамках программы фундаментальных исследований по тематическому плану "Исследование механики поведения тонкодисперсных порошкообразных материалов в процессах их производства и переработки" № гос. рег. 0120.1275358, 2012-2014.
Цель работы. Разработка метода расчета процесса измельчения асфальтовой крошки на основе теоретического и экспериментального изучения кинетики процесса.
Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:
1. Разработка нового экспериментального метода построения функций измельчения;
2. Описание кинетики процесса измельчения асфальтовой крошки в шаровой мельнице с использованием функций измельчения;
3. Создание нового метода расчета удельной поверхности асфальтовой крошки в процессе измельчения;
4. Разработка новой конструкции многосекционной шаровой мельницы для измельчения асфальтовой крошки.
5. Разработка метода расчета процесса измельчения асфальтовой крошки в шаровой мельнице.
Научная новизна.
- Выполнено математическое описание процесса измельчения асфальтовой крошки в новой шаровой мельнице.
- Разработана математическая модель расчёта собственных вращений мелющих тел при работе мельницы в режиме переката.
- Предложен и реализован новый экспериментальный метод определения функций измельчения твёрдых частиц в мельнице.
- Разработан новый метод расчета удельной поверхности асфальтовой крошки;
- Построено кинетическое уравнение процесса измельчения асфальтовой крошки в шаровой мельнице.
Практическая ценность.
1. Использование разработанной на основе теоретико-экспериментальных исследований новой конструкции шаровой мельницы для асфальтовой крошки позволяет получить требуемые по технологии продукты измельчения с малыми затратами энергии.
2. Методика расчёта режимных и конструктивных параметров мельницы и блок-схема расчета будут востребованы при разработке мельниц в химической, дорожно-строительной и др. отраслях.
3. Результаты теоретических и экспериментальных исследований находят использование в процессе получения товарной фракции крошки, которую планируется использовать в производстве асфальта марки Д3. Предполагаемый эффект от её использования составит 1000000 рублей в год.
Личный вклад автора. Диссертантом выполнен весь объём экспериментальных исследований, проведены необходимые расчёты, обработка результатов и их анализ. Автор принимал непосредственное участие в обсуждении результатов и написании публикаций, формулировке выносимых на защиту выводов и рекомендаций.
Апробация работы. Основные результаты и положения диссертации доложены и обсуждены на XXV Международной научной конференции "Математические методы в технике технологиях": ММТТ - 25 (Волгоград, 2012); на XXVI Международной научной конференции "Математические методы в технике технологиях”: ММТТ - 26 (Саратов, 2013), на 65–й Региональной научно-технической конференции ЯГТУ студентов, магистрантов и аспирантов (Ярославль, 2012).
Публикации. Основное содержание работы изложено в 5 научных работах, в том числе в 2 статьях в журналах из перечня ВАК РФ и в 3 тезисах докладов на научных конференциях, две из которых международные.
Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, библиографического списка, включающего 105 наименований. Общий объем работы 110 страниц, в том числе 30 рисунков и 24 таблицы.
