Реферат Пояснительная записка к научно-исследовательской работе студента




НазваниеРеферат Пояснительная записка к научно-исследовательской работе студента
страница1/4
Дата конвертации23.12.2012
Размер0.55 Mb.
ТипРеферат
  1   2   3   4


РЕФЕРАТ


Пояснительная записка к научно-исследовательской работе студента:
61 страниц, 30 рисунков, 14 таблиц, 8 источников



Объектом исследования в данной работе выступает комплекс по приготовлению битумных эмульсий периодического действия.

Предмет исследования – автоматизированная система приготовления битумных эмульсий.

Цель исследования – выявление путей проведения автоматизации комплекса и анализ динамических характеристик работы оборудования комплекса и статических характеристик качества получаемой продукции.

Задача поставлена таким образом: определить состав автоматизирован­ной системы в наиболее оптимальном составе для минимизации роли оператора в технологическом процессе без потери качества получаемой продукции и увеличения времени технологического цикла.

Составлена функциональная система необходимого оборудования согласно технологическому процессу, намечены замкнутые контуры регулирования качества выпускаемой продукции, определены алгоритмы работы контуров регулирования, составлены математические описания составляющих элементов технологического комплекса и проведено частичное исследование системы.

Данная научно-исследовательская работа студента готовит к дальнейшему написанию магистерской работы на соответствующую тему.

БИТУМ, ЭМУЛЬСИЯ, ЭМУЛЬГАТОР, АДГЕЗИЯ, ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА, ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ, КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ, РЕГУЛИРОВАНИЕ


ПЛАН




стр.

Введение

4

1 Общие сведения по битумным эмульсиям

5

1.1 Битумно-эмульсионный завод

5

1.2 Основные системы эмульгирования

18

1.2.1 Система Batch

20

1.2.2 Система Inline

21

1.3 Продукции ЗАО «АМДОР»

22

1.3.1 Адгезионные присадки к битумам

22

1.3.2 Эмульгатор катионных битумных эмульсий

25

2 Комплекс по приготовлению битумных эмульсий УВБ-14

28

2.1 Назначение

28

2.2 Технические характеристики

29

2.3 Функциональная схема УВБ-14

30

2.4 Регламент работы действующей установки

37

3 Модернизация установки УВБ-14

39

3.1 Установление «слабых мест» установки УВБ-14

39

3.2 Модернизация функциональной схемы установки

40

4 Разработка функциональной схемы автоматизированной системы управления технологическим комплексом по приготовлению водно-битумных эмульсий



42

4.1 Рассмотрение функциональной схемы

42

4.2 Детальное рассмотрение блока подготовки воды

45

4.3 Разработка системы управления блоком на жесткой логике

48

4.4 Моделирование работы блока подготовки воды в приложении Simulink пакета MatLab


50

Выводы

58

Словарь используемой терминологии

59

Источники

61

Введение


В дорожном строительстве на стадиях ремонта и строительства дорог применяются вяжущие материалы. В качестве основного вяжущего применяют битум, работа с таким вяжущим затруднена из-за высокой плотности битума в холодном состоянии. Применение чистого битума нерационально и экономически не выгодно.

Сейчас широко распространены 4-е системы приготовления битумных эмульсий, которые позволяют приготавливать эмульсии периодическим или непрерывным методом, что позволяет удовлетворить разнообразные потребности в битумных эмульсиях.

Эмульсии являются прекрасным вяжущим, позволяющим повысить качество дорог и их ремонтопригодность. Также применение эмульсии увеличивает период проведения ремонтно-строительных работ расширяя диапазон температур применения вяжущего.

Главными проблемными задачами при приготовлении битумных эмульсий, являются:

- работа при высоких температурах, неэкономичность и затруднения при проведении разогрева используемых материалов в полном объёме;

- вопросы лаборатории конечного продукта;

- время распада эмульсии, которое является одной из главных характеристик эмульсии при транспортировании на участок проведения работ, хранении и применении эмульсии.

Главной областью применения водно-битумных эмульсий является дорожное строительство.


1 Общие сведения по битумным эмульсиям


Битумная эмульсия - смесь тонкораспыленного битума с водой. Расплавленный битум распыляют на мельчайшие капли и смешивают с водой. Для повышения устойчивости эмульсии в нее добавляют эмульгаторы - вещества, обволакивающие капельки битума и препятствующие их объединению в крупные капли.

Битумная эмульсия содержит около 50% битума, до 5% эмульгатора и 45% воды. Применяют битумную эмульсию для устройства гидроизоляционных покрытий, в качестве грунтовки под гидроизоляцию, для приклейки рулонных и листовых материалов при температуре окружающего воздуха.



    1. Битумно-эмульсионный завод



Дорожные битумные эмульсии появились в 20-х годах нашего столетия. Первые патенты на эмульсии битума в воде принадлежат Франции. С появлением такого рода вяжущего были сняты основные проблемы, возникавшие при использовании традиционных органических вяжущих на различных стадиях ремонта и строительства дорожных покрытий.

В естественных условиях битум имеет очень вязкую консистенцию и в таком виде непригоден для работы.

К одним из существенных недостатков битума как вяжущего материала, которые значительно усложняют проведение дорожных работ, можно отнести следующие:

- Высокая вязкость, вследствие которой возникает необходимость поддержания высокой температуры битума во время проведения работ;

- Невозможность равномерного распределения битума тонким слоем на полотно дорог и на поверхность каменных материалов;

- Необходимость применения сухого минерального материала.

Придание битуму низкой вязкости (текучести), позволяющей смешивать его с каменным материалом, возможно тремя принципиально отличающимися способами:

- разогревом битума до технологических температур 100-200 °С («горячий способ»);

- разжижением вязких битумов до жидкого состояния легкими растворителями типа уайт-спирита;

- эмульгированием битума в воде в присутствии специальных веществ.

На рис. 1.1 показан внешний вид завода по приготовлению битумных эмульсий, отчётливо видны ёмкости с водой, битумом и под битумную эмульсию.



Рисунок 1.1 – Фото работающего завода по приготовлению битумных эмульсий


Первым способом обычно пользуются для производства горячих смесей с предварительным нагревом исходных минеральных материалов, а также при устройстве поверхностной обработки и подгрунтовки разливом горячего битума на холодную поверхность. Горячие смеси хранят, транспортируют и используют только в нагретом виде. Окончательную прочность дорожное покрытие приобретает после охлаждения используемых материалов.

Достоинство «горячего способа» - возможность получения высокопрочного асфальтобетона при использовании битумов с высокой вязкостью для дорог с интенсивным движением большегрузного транспорта.

Недостатки:

- затраты энергии на нагрев минеральных материалов при производстве горячих смесей;

- ограниченный период времени на устройство конструктивных слоев дорожной одежды;

- повышенная опасность труда дорожных рабочих из-за возможности получения ожогов;

- отрицательное воздействие на окружающую среду в процессе всего цикла производства работ.

Второй способ, как правило, дороже из-за высокой стоимости растворителей. Окончательная прочность материала устанавливается только после полного растворения растворителя, что ведет к загрязнению атмосферного воздуха и к повышенной пожароопасности при производстве работ.

Битумные эмульсии (третий способ) обеспечивают альтернативный подход, при котором битум приобретает жидкую форму за счет дисперсии в воде. Низкая вязкость битумных эмульсий обеспечивает хорошую способность обработки каменных материалов без их сушки и нагрева, т.е. здесь материал может использоваться с холодным и даже влажным заполнителем асфальтового покрытия. Окончательная прочность дорожного покрытия устанавливается после распада эмульсии, удаления воды путем впитывания в дорожное основание и испарения. Твердая битумная фаза образуется в виде непрерывной тонкой пленки. Такие технологические свойства битумных эмульсий наряду с экономичностью и высокой безопасностью проведения работ, способствуют все более широкому их использованию. Кроме того, значительно снижаются выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. В экономически развитых странах мира до 30% битума, применяемого в дорожном строительстве, используют в виде битумных эмульсий. На рис. 1.2 показано последовательное применение битумной эмульсии при проведении ремонтных работ.
















Рисунок 1.2 – Фотографии последовательного применения битумной эмульсий при проведении ремонтных работ на дороге


Битумные эмульсии применяют в следующих дорожных технологиях:

- поверхностная обработка дорожных покрытий;

- подгрунтовка (устройство слоев сцепления);

- обработка грунта и гравия;

- пропитка щебня и смесей;

- устройство тонких защитных слоев покрытий из литого асфальтобетона;

- приготовление холодных асфальтобетонных смесей;

- ямочный ремонт струйно-энъекционным способом и способом пропитки;

- приготовление холодных складируемых эмульсионно-минеральных смесей для ямочного ремонта;

- приготовление холодных смесей с использованием старого асфальтобетона (холодный рисайклинг).

Кроме того, битумные эмульсии применяют для гидроизоляции зданий и сооружений, а также для устройства и ремонта мягких кровель.

Битумные эмульсии обладают следующими преимуществами по сравнению с горячим битумом при использовании в дорожном строительстве:

- не требуют подогрева перед применением, т.к. эмульсии имеют вязкость, сопоставимую с вязкостью дисперсионной среды (т.е. воды), что существенно снижает энергетические (на 25-40%) и трудовые затраты на производство дорожных работ;

- экономия более 40% топлива при производстве «холодных» эмульсионно-минеральных смесей вследствие отказа от нагрева каменных материалов;

- обеспечивают экономию битума до 30% за счет малой вязкости, хорошей смачиваемости и обволакиваемости минерального материала;

- совмещаются с влажными твердыми материалами благодаря наличию в их составе воды, что позволяет работать на влажных дорожных покрытиях и минеральными материалами естественной влажности;

- позволяют вести дорожные работы с ранней весны до поздней осени при относительно низких температурах атмосферного воздуха (не ниже +5°С);

- за счет эмульгатора обеспечивают лучшее по сравнению с обычным битумом сцепление с минеральным материалом;

- Наиболее важным преимуществом битумных эмульсий является их заметно меньшая по сравнению с вязкими и разжиженными битумами вязкость (при 20ºС) и более высокая адгезионная способность к поверхностям различной структуры и природы (кислые и щелочные минералы, а также металл). Улучшенная адгезия способствует созданию высокопрочных и долговечных дорожных конструкций.

- обеспечивают большую гибкость в организации и проведении работ со складируемыми эмульсионно-минеральными смесями благодаря длительному (до 6 месяцев) времени их хранения без затвердевания;

- исключают возможность получения ожогов дорожными рабочими, повышают безопасность труда;

- не пожароопасные, поскольку в состав эмульсии входит вода;

- выделяют в атмосферный воздух значительно меньше загрязняющих веществ по сравнению с горячим битумом.

В России битумные эмульсии являются относительно новым видом вяжущего, в плане того, что практически вплоть до середины 1990-х годов вязкие дорожные битумы были чуть ли не единственным видом органического вяжущего, используемого в дорожном строительстве. Большинство отечественных разработок были проведены в порядке эксперимента, не найдя промышленного применения вплоть до настоящего времени. Возрастающий в России интерес к эмульсиям, несомненно, приведет к воплощению наиболее перспективных исследований и становлению промышленности по производству и применению битумных эмульсий.

В 1995 году Федеральным дорожным департаментом РФ была поставлена задача перехода от опытного к промышленному освоению производства и применения катионных дорожных битумных эмульсий.

Современные взгляды на эмульсии вообще, и на битумные эмульсии – в частности, базируются на теории адсорбционной оболочки, выдвинутой в 1913 году Банкрофтом. Подробно эта теория рассмотрена в труде Клейтона. Учение об эмульсиях, созданное Банкрофтом, основано на более ранней теории поверхностного натяжения Доннана. В понимании Доннана и его последователей эмульгированные шарики масла кружены «очень вязкой или даже желатинообразной оболочкой», которая препятствует их слиянию. Эти оболочки появляются благодаря адсорбции, которая происходит при понижении поверхностного натяжения на границе масло – вода.

Битумные эмульсии - это дисперсия битума в воде. Чтобы система из этих двух взаимно несмешивающихся жидкостей была устойчивой необходим третий компонент - эмульгатор.

Битум в такой системе может выступать как в качестве дисперсной фазы, так и в качестве дисперсионной среды. В первом случае имеет место так называемая эмульсия прямого типа (система «масло в воде»), во втором – обратная эмульсия (система «вода в масле»). Тип получаемой эмульсии определяется, главным образом, свойствами и количеством вводимого эмульгатора.

Эмульгатор - это поверхностно активное вещество (ПАВ), ионизированные молекулы которого состоят из гидрофильной «головной» катионной или анионной функциональной группы и гидрофобного липофильного «хвоста», представляющего собой длинную углеводородную цепочку. Ионы молекул эмульгатора адсорбируются на поверхности битумных капель углеводородными липофильными «хвостами» внутрь, а гидрофильными ионными группами наружу. Это создает электрический и пространственно отталкивающий энергетический барьер между каплями, препятствует их тесному сближению и слиянию. ПАВ снижают поверхностное натяжение и облегчают эмульгирование битума. Размер битумных капель, взвешенных в воде - от 1 до 6 мкм.

Наглядная схема периодического производства битумных эмульсий показана на рис. 1.3.

Визуально битумные эмульсии представляют собой однородную темно-коричневую жидкость, изменяющую при распаде свой цвет на черный. В зависимости от типа эмульгатора битумные эмульсии разделяют на катионные и анионные. В катионных (кислых) эмульсиях капли битума приобрета­ют положительный заряд, а в анионных (щелочных) – отрицательный(см. рис. 1.4).


  1   2   3   4

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Реферат Пояснительная записка к научно-исследовательской работе студента iconРеферат реферат (гост 9, гост 32) размещается на отдельном листе (странице). Заголовком служит слово «реферат»
Текстовые документы именуются соответственно «Пояснительная записка к выпускной квалификационной работе»

Реферат Пояснительная записка к научно-исследовательской работе студента iconРешение №478 от 19. 01. 2006г. "Об отчете о научно-исследовательской работе тгу за 2005 год "
Заслушав отчет о научно-исследовательской работе Тольяттинского государственного университета за 2005 год, ученый совет решил

Реферат Пояснительная записка к научно-исследовательской работе студента iconОтче т о научно-исследовательской работе за 2009 год
Общая характеристика научно-исследовательской работы

Реферат Пояснительная записка к научно-исследовательской работе студента iconОтче т о научно-исследовательской работе за 2008 год
Общая характеристика научно-исследовательской работы

Реферат Пояснительная записка к научно-исследовательской работе студента iconСамостоятельная работа студента. Оформление текста рукописи сто 0493582-004-2009 Дата введения 01. 04. 2009 г
Уирс; отчета по научно- исследовательской работе студента нирс; отчета по учебной практике; отчета по производственной практике;...

Реферат Пояснительная записка к научно-исследовательской работе студента iconПояснительная записка по курсу «Основы научно-исследовательской работы» в начальной школе
Федеральный компонент государственного стандарта общего образования (Приказ мо РФ №1089 от 05. 03. 2004 г.)

Реферат Пояснительная записка к научно-исследовательской работе студента iconРешение №866 от 18 февраля 2010 года
Заслушав отчет проректора по научно-исследовательской работе А. И. Ковтунова о научно-исследовательской деятельности Тольяттинского...

Реферат Пояснительная записка к научно-исследовательской работе студента iconРабочая программа дисциплины «Основы научно-исследовательской работы»
Цель курса – обеспечение профессиональной подготовки специалистов, способных применять знания, умения и навыки научной деятельности...

Реферат Пояснительная записка к научно-исследовательской работе студента iconРеферат отчета о научно-исследовательской работе
Самарская область, стратегия, факторы развития, конкурентный анализ, цели, задачи, сценарий, муниципальное образование, стратегические...

Реферат Пояснительная записка к научно-исследовательской работе студента iconПояснительная записка программа курса предназначена для учащихся 9-11 класса и рассчитана на 128 часов
Ентирует учителя на организацию обучения на основе самостоятельной деятельности учащихся и доведении её до уровня исследовательской...


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница