Дослідження технологічних параметрів піролізу зношених автомобільних шин при їх статичному навантаженні

Маркіна, ЛМ
Крива, МС
Nauka innov. 2018, 14(6):38-54
https://doi.org/10.15407/scin14.06.038
Рубрика: Наукові основи інноваційної діяльності
Мова: Українська
Анотація: 
Вступ. Проблеми утилізації зношених автомобільних шин гостро постають на теренах нашої країни, оскільки обсяг останніх безперевно збільшується. Крім того, недосконалість наявних методів термічної утилізації зношених автошин спонукає до розробки новітньої технології піролізу в поєднанні зі статичним навантаженням.
Проблематика. Через відсутність даних щодо особливостей робочого процесу, що ускладнює проведення налагоджувальних робіт та реалізацію утилізації гумових відходів термічним розкладанням під дією статичного навантаження в промислових умовах, важливим є визначення особливостей деструкції гумових відходів в реакторі устаткування під час статичного стискання.
Мета. Визначення фізичних характеристик теплотехнічного процесу деструкції зношених автошин в піролізному реакторі в поєднанні зі статичним навантаженням.
Матеріали й методи. Для оцінки ефективності запропонованого методу проведено серію експериментальних досліджень: традиційний піроліз подрібнених автошин в реакторі та піроліз автошин зі статичним навантаженням. За допомогою програми COMSOL Multiphysics досліджено теплофізичні характеристики вертикального піролізного реактора, заповненого автошинами, при взаємодії температури й статичного стискання. 
Результати. Шляхом використання програмою методу кінцевих елементів та розв’язання диференціального рівняння теплопровідності, побудовано графіки, що демонструють теплопровідність і процес розподілу температурного поля всередині піролізного реактора за умов ущільнення перероблюваних продуктів. Розраховано термін перебування автошин в реакторі, що складає 7,8 год. Визначено оптимальний тиск на автошини, необхідний для досягнення максимального ущільнення.
Висновки. Обгрунтовано підвищення продуктивності установки утилізації гумотехнічних відходів шляхом впровадження в технологічну схему багатоконтурного циркуляційного піролізу статичного навантаження. Показано ефективність застосування статичного навантаження під час процесу, про що свідчить збільшення коефіцієнту теплопровідності масиву автошин в реакторі і, як наслідок, більш рівномірний розподіл температури в об’ємі ущільнених автошин.
Ключові слова: багатоконтурний циркуляційний піроліз, зношені автошини, моделювання, статичне навантаження, теплопровідність, ущільнення
Посилання: 
1. Патент України на корисну модель кл. F23G5/027, С08J11/04. Маркіна Л.М., Рижков С.С., Рудюк М.В., Крива М.С. Універсальна автоматизована установка безперервного піролізу цілих зношених автомобільних шин. 
2. Маркіна Л.М. Дослідження характеристик ущільнення маси цілих зношених автошин в піролізному реакторі. Збірник наукових праць Національного університету кораблебудування. 2017. № 3. С. 121–128.
3. Аметов И.Э., Оболонский В.В., Абхаирова С.В. Теоретические основы механотермической переработки резины. Ученые записки Крымского инженерно-педагогического университета. Технические науки. 2012. Выпуск 35. С. 23–28. 
4. Соколов А.Р., Беляев П.С., Маликов О.Г. Исследование процесса девулканизации резиновой крошки изношенных автомобильных шин. 
URL: http://www.tstu.ru/book/elib/pdf/st/2004/sokolov.pdf (дата звернення: 20.03.2018).
5. Дырда В.И., Гребенюк С.Н., Лисица Н.И., Решевская Е.С., Тархова В.М., Новикова А.В., Заболотная Е.Ю. Расчёт напряженно-деформированного состояния виброизоляторов сложной формы. Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. 2012. Вып. 106. С. 105–110. 
6. Дырда В.И., Толстенко А.В., Калганков Е.В. Определение долговечности упруго- наследственных сред с использованием обобщенных критериев разрушения. Восточно-Европейский журнал передовых технологий. 2013. № 4/7 (64). С. 4–7.
7. Енаев А.А., Манфановский С.Б. Cтенд для статических и динамических испытаний пневматических шин. Машинострение. 2002. С. 249–253.  
8. Контарева Т.А., Юловская В.Д., Оболонкова Е.С., Насруллаев И.Н., Серенко О.А. Влияние температуры на механические свойства резинопластов на основе полиэтилена. Вестник МИТХТ. 2011. Т. 6, № 1. С. 33–36.
9. Іскович-Лотоцький Р.Д., Веселовська Н.Р., Іванчук Я.В., Веселовський Я.П. Розрахунок температурних полів в робочих зонах піролізної установки. Міжвузівський збірник "Наукові нотатки". 2013. Випуск 42. С. 113–119.
10. Коробочкин В.В., Кравцов А.В., Попок Е.В. Повышение эффективности установок синтеза метанола с использованием метода математического моделирования.  Фундаментальные исследования. 2012. № 9. С. 151–156.
11. Суслов М. Б. Оборудование по утилизации и переработке шин, других РТИ. 
URL:  http://suslovm.ucoz.ru/ (дата звернення: 26.03.2018).
12. Превратите отходы в доходы.
URL: http://altop.com.ua/ (дата звернення: 02.03.2018).
13. Константин Розен. Утилизация покрышек методом пиролиза. 
URL: www.brasco-oil.ru (дата звернення: 15.03.2018).
14. Маркіна Л.М., Рижков С.С. Моделювання й розрахунок елементів технології багатоконтурного циркуляційного піролізу високомолекулярних органічних відходів. Екотехнології і ресурсозбереження. 2006. № 4. С. 71–76.
15.  Патент України на винахід, кл. F23G5/24, F23G5/027, С08J11/04, С10G1/10, С10В53/07 № 110678. Маркіна Л.М., Рижков С.С., Рудюк М.В., Крива М.С. Універсальна автоматизована установка безперервного піролізу цілих зношених автомобільних шин; заявл. 06.10.2014; опубл. 25.01 2016, Бюл. № 2.
16. Ryzhkov S., Rudyuk N., Markina L. Research of thermal conductivity of the condensed mass of the whole waste tires and determination of their optimum arrangement in the pyrolysis reactor. Eastern-European Journal Of Enterprise Technologies. 2016. No. 4/5 (82). Р. 12–18.