Оптимизация факторов, влияющих на эффективность обработки пенобетонных смесей воздействием переменного электрического поля
Неавтоклавный пенобетон - один из более востребованных теплоизоляционных материалов в строительстве. Способы улучшения физико-механических свойств пенобетонов. Технологические факторы, влияющие на качество пенобетонных изделий, определение их взаимосвязи.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.06.2017 |
| Размер файла | 23,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Оптимизация факторов, влияющих на эффективность обработки пенобетонных смесей воздействием переменного электрического поля
Е.М. Щербань,
С.А. Стельмах,
И.А. Серебряная,
Ю.И. Гольцов,
Х.С. Явруян
Неавтоклавный пенобетон является одним из наиболее востребованных теплоизоляционных материалов в современном строительстве. Поэтому актуальной проблемой в технологии пенобетонных изделий становится возможность направленного структурообразования материала [1].
Эффективным способом улучшения физико-механических свойств пенобетонов является воздействие переменного электрического поля на пенобетонную смесь [2, 3, 4, 5].
На качество пенобетонных изделий оказывает влияние множество технологических факторов. Часть из них являются контролируемыми и регулируемыми, часть - контролируемыми, но нерегулируемыми, и часть воздействует на объект независимо от наших знаний о них.
По этой причине при производстве пенобетонных изделий наблюдается высокая неоднородность его физико-механических свойств. Поэтому, с целью оптимизации технологических факторов, влияющих на физико-механические характеристики изделий из пенобетонных смесей, обработанных воздействием переменного электрического поля, было применено математическое планирование эксперимента.
За переменные факторы были приняты следующие: X1 - размер фракции используемого заполнителя (песок кварцевый), X2 - подаваемое электрическое напряжение, X3 - время обработки. Уровни варьирования факторов представлены в таблице 1. В качестве откликов были выбраны следующие характеристики готовых пенобетонных изделий:
Y1 - прочность при сжатии Rсж, МПа;
Y2 - средняя плотность с, кг/м3;
Y3 - коэффициент конструктивного качества (ККК), МПа.
пенобетон теплоизоляционный строительство
Таблица № 1. Уровни варьирования факторов
|
№, п/п |
Параметры |
Факторы |
|||
|
X1 |
X2 |
X3 |
|||
|
1 |
Нулевой уровень |
0, 16 - 0,315 мм |
20 В |
1 мин |
|
|
2 |
Интервал варьирования |
- |
10 В |
0,5 мин |
Из априорной информации [6, 7, 8] известно, что каждый из выбранных факторов в указанных интервалах варьирования может влиять на контролируемые параметры (Rсж, с, ККК) нелинейно, поэтому для описания системы был выбран полином второй степени:
, (1)
где: y - контролируемый параметр;
xi - варьируемые факторы;
xi, xj - эффекты взаимодействия;
b0, bi, bii, bij - коэффициенты уравнения регрессии.
Для решения поставленной задачи был выбран план Бокса-Бенкина В3 [9]. Матрица планирования эксперимента и значения откликов представлены в таблице 2.
Таблица №2. Матрица планирования эксперимента.
|
№ п/п |
X1 |
X2 |
X3 |
Y1 |
Y2 |
Y3 |
|
|
1 |
+ |
+ |
0 |
0,80 |
490 |
1,633 |
|
|
2 |
+ |
- |
0 |
0,80 |
505 |
1,584 |
|
|
3 |
- |
+ |
0 |
1,05 |
502 |
2,092 |
|
|
4 |
- |
- |
0 |
0,95 |
500 |
1,900 |
|
|
5 |
+ |
0 |
+ |
0,83 |
485 |
1,711 |
|
|
6 |
+ |
0 |
- |
0,87 |
495 |
1,756 |
|
|
7 |
- |
0 |
+ |
0,90 |
490 |
1,837 |
|
|
8 |
- |
0 |
- |
0,80 |
477 |
1,677 |
|
|
9 |
0 |
+ |
+ |
1,00 |
510 |
1,961 |
|
|
10 |
0 |
+ |
- |
1,17 |
490 |
2,388 |
|
|
11 |
0 |
- |
+ |
0,95 |
520 |
1,827 |
|
|
12 |
0 |
- |
- |
1,13 |
502 |
2,251 |
|
|
13 |
0 |
0 |
0 |
1,35 |
505 |
2,673 |
|
|
14 |
0 |
0 |
0 |
1,32 |
510 |
2,588 |
|
|
15 |
0 |
0 |
0 |
1,39 |
499 |
2,786 |
Расчет коэффициентов уравнений регрессий проведен с использованием программы MS Excel по нижеприведенным расчетным формулам.
Оценка значимости коэффициентов уравнения и адекватности полученных моделей проводилась в соответствии с [10].
Результаты расчета представлены в таблице 3.
Таблица №3. Значения коэффициентов уравнения регрессии
|
Вид отклика |
B0 |
B1 |
B2 |
B3 |
B12 |
B13 |
B23 |
B11 |
B22 |
B33 |
|
|
Rсж, МПа |
1,35 |
-0,5 |
0,24 |
-0,36 |
-0,25 |
-0,35 |
0,03 |
6,05 |
8,17 |
7,67 |
|
|
с, кг/м3 |
5 |
0,08 |
-0,44 |
0,51 |
-0,43 |
-0,58 |
-0,05 |
49 |
50,4 |
49 |
|
|
ККК, МПа |
0,27 |
-0,1 |
0,064 |
-0,092 |
-0,04 |
-0,05 |
-0,01 |
1,26 |
1,63 |
1,57 |
Выводы
1. Для всех рассматриваемых параметров (ККК, Rсж, с) влияние технологических факторов носит нелинейный характер.
2. Максимальное влияние на прочность пенобетона оказывает фактор X1 (размер фракции зерен заполнителя), причем при переходе от фракции <0,16 мм к 0,315 - 0,63 мм прочность пенобетона уменьшается.
Влияние всех факторов в данных опытах взаимозависимо, так как все эффекты взаимодействия (bij) отличны от нуля. Наибольшее влияние оказывают совместное влияние факторов (X1X3 и X1X2). Причем прочность пенобетона будет возрастать в случае одновременного увеличения одного из факторов и уменьшения другого.
3. Максимальное влияние на плотность пенобетона оказывает время обработки (X3) и подаваемое электрическое напряжение (X2). Причем с увеличением времени обработки от 0,5 до 1,5 минут плотность пенобетона увеличивается. Совместное влияние контролируемых факторов показывает, что наибольшее воздействие на плотность пенобетона оказывают сочетания факторов X1X2 и X1X3.
4. Влияние факторов и характер этого влияния на коэффициент конструктивного качества аналогичны их влиянию на прочность, что логично, так как ККК связан с прочностью прямо пропорциональной зависимостью.
Литература
1. Портик А.А. Все о пенобетоне. - СПб.: 2003. - 224 с.
2. Щербань Е.М., Ткаченко Г.А., Гольцов Ю.И., Стельмах С.А. О влиянии обработки пенобетонной смеси переменным электрическим полем на свойства пенобетона [Электронный ресурс] // «Современные проблемы науки и образования», 2012, №1 - Режим доступа: http://science-education.ru/101-5445 (доступ свободный) - Загл. с экрана. - Яз. рус.
3. Щербань Е.М., Гольцов Ю.И., Ткаченко Г.А., Стельмах С.А. Рецептурно-технологические факторы и их роль в формировании свойств пенобетонов, полученных из смесей, обработанных переменным электрическим полем [Электронный ресурс] // «Инженерный вестник Дона», 2012, № 3 - Режим доступа: http://ivdon.ru/magazine/archive/n3y2012/899 (доступ свободный) - Загл. с экрана. - Яз. рус.
4. Гольцов Ю.И., Щербань Е.М., Стельмах С.А., Явруян Х.С. Обработка пенобетонной смеси переменным электрическим полем как фактор улучшения конструкционных свойств пенобетонов [Электронный ресурс] // «Науковедение», 2012, №4 - Режим доступа: http:// naukovedenie.ru/PDF/11rgsu412.pdf (доступ свободный) - Загл. с экрана. - Яз. рус.
5. Мальцев В.Т., Ткаченко Г.А., Мальцев Н.В. О некоторых физико-химических методах воздействия на формирование структуры пенобетонов и их свойства [Электронный ресурс] // «Инженерный вестник Дона», 2012, № 1 - Режим доступа: http:// ivdon.ru/magazine/archive/n1y2012/726 (доступ свободный) - Загл. с экрана. - Яз. рус.
6. Роговенко Т.Н., Серебряная И.А., Топилин И.В. Основы теории надежности и планирования эксперимента учебное пособие [Текст]. Учебное пособие. - Ростов-н/Д: Рост гос строит. ун-т, 2006 - 176 с.
7. Mandelbrot B.B. The fractal geometry of nature. - New York (USA): Freeman, 1983. - 480p.
8. Вознесенский В.А. Статистические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях [Текст]. - М: Статистика, 1974 г - 192 с.
9. Currie R.J. Reinforced autoclaved aerated concrete planks designed before 1980. -Garston; Watford, 1996. - 8 p.: illInformation paper/Building research establishment(Garston/Watford);10/96).
10. Серебряная И.А., Налимова А.В. Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Математическое планирование эксперимента» [Текст]. - Ростов-н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2008, 19 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Характеристика свойств пенобетонных блоков: пористость, водопоглощение, теплоизоляция и долговечность. Производственная программа предприятий с автоклавной обработкой. Процесс пенообразования и выбор оборудования при получении ячеистого пенобетона.
курсовая работа [67,8 K], добавлен 29.11.2010Определение понятия и видов бытовой мебели. Описание конструкции изделия, физико-механических свойств листовых материалов (плиты, фанеры). Создание функционально и эстетически оправданных, технологичных изделий, изготовляемых из современных материалов.
курсовая работа [886,7 K], добавлен 17.01.2015Оптимизация тепловой обработки сырья при производстве строительных изделий, деталей и материалов; физико-химические превращения в обрабатываемом материале. Способы теплового воздействия на продукцию, определение наиболее эффективного режима установки.
курсовая работа [259,8 K], добавлен 26.12.2010Общая характеристика женских туфель из кожи, требования к их качеству. Конфекционирование и экономическое обоснование материалов для наружных, внутренних и промежуточных деталей обуви. Ранжирование физико-механических свойств подкладочных материалов.
курсовая работа [49,9 K], добавлен 28.10.2010Изучение эксплуатационных и физико-механических свойств материалов для разработки одежды специального назначения с утеплителями. Особенности проектирования специальной одежды и обуви различного назначения: защищающей от внешних факторов и адаптационной.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 21.02.2011Определение механических свойств конструкционных материалов путем испытания их на растяжение. Методы исследования качества, структуры и свойств металлов и сплавов, определение их твердости. Термическая обработка деформируемых алюминиевых сплавов.
учебное пособие [7,6 M], добавлен 29.01.2011Организационно-правовая форма предприятия "Сибтехмонтаж", структура управления. Производство теплоизоляционных материалов из пенополиуретана. Характеристика и свойства изделий. Ознакомление с технологическим процессом теплогидроизоляции трубопроводов.
отчет по практике [449,8 K], добавлен 22.07.2010Анализ существующих технологических процессов алмазно-абразивной обработки напылённых покрытий и технической минералокерамики. Физико-механические свойства керамических материалов. Влияние технологических факторов на процесс обработки напылённой керамики.
дипломная работа [4,0 M], добавлен 28.08.2011Изучение понятия, видов и свойств керамических материалов и изделий. Характеристика сырья и процесса производства керамических изделий. Исследование использования в строительстве как стеновых, кровельных, облицовочных материалов и заполнителей бетона.
реферат [17,6 K], добавлен 26.04.2011Этапы и способы производства пенобетона, его физические характеристики и свойства. Требования к составу пенобетонной смеси. Преимущества использования данного материала в строительстве. Конструкция и принцип работы мини-завода "Строй-пенобетон-1000".
курсовая работа [342,7 K], добавлен 18.03.2013Рассмотрение основных факторов, влияющих на технологические свойства титана и его сплавов. Определение свойств титановых сплавов. Оценка свойств материала для добычи нефти и газа на шельфе. Изучение практики использования в нефтегазовой промышленности.
реферат [146,1 K], добавлен 02.04.2018Характеристика цеха ОАО "Северсталь" по производству холоднокатаной ленты. Анализ технологического процесса и составляющих его операций. Контроль качества продукции. Факторы, влияющие на качество холоднокатаной ленты. Повышение эффективности производства.
курсовая работа [488,9 K], добавлен 07.05.2014Физико-химические процессы при осветлении и охлаждении пивного сусла. Способы и технологические режимы сушки солода. Основные факторы, влияющие на скорость сушки и качество солода. Принципиальная технологическая схема производства спирта из мелассы.
контрольная работа [85,3 K], добавлен 11.03.2011Изменение физико-механических свойств обрабатываемого материала без нарушения структуры и химических свойств древесинного вещества. Определение парциального давления смеси воздуха. Расчет механизированного бассейна для тепловой обработки фанерных кряжей.
контрольная работа [1,4 M], добавлен 23.11.2011Производственный состав швейных предприятий, виды работ при производстве одежды, способы соединения. Влажно-тепловая обработка изделий. Технологические процессы обработки и сборки узлов. Рациональное использование материалов при изготовлении одежды.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 12.10.2011Общие сведения о формировании качества продукции и услуг. Изучение российского рынка трикотажа. Характеристика ассортимента и свойств трикотажных изделий. Особенности моделирования, конструирования и производства. Контроль качества готовых изделий.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 31.05.2013Применение арболитовых изделий в строительстве и перспективы развития производства. Процесс рециклинга твердых промышленных и бытовых отходов в производстве арболитовых изделий. Методики определения физико-механических показателей арболитовых блоков.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 28.04.2014Характеристики и область применения теплоизоляционных материалов, их структура и свойства. Эффективность и недостатки вакуумной многослойно-порошковой теплоизоляции. Технология изоляции в аппаратах установок низкотемпературного разделения газовых смесей.
доклад [219,4 K], добавлен 24.11.2010Анализ назначения детали и ее отдельных поверхностей. Определение химического состава и физико-механических свойств материала детали, способ получения. Проектирование внутришлифовальной, вертикально-сверлильной и токарной операций механической обработки.
практическая работа [441,9 K], добавлен 30.03.2011Описание процесса структурообразования мармелада на основе агара и сахара. Составление уравнения регрессии, отражающего зависимость пластической прочности массы от дозировки сахара и малинового пюре. Оптимизация структурно-механических свойств мармелада.
реферат [44,9 K], добавлен 23.08.2013
