Критериальные подходы к оценке процессов переработки торфяного сырья

Многие процессы в горном производстве описываются нелинейными зависимостями, в связи с чем их анализ весьма затруднен и требует использования адекватных математических моделей. Процессы добычи и переработки торфа также часто бывают нелинейными, например, кривые сушки, графики кинетики водопоглощения и другие.

Традиционный анализ, основанный на использовании моделей и установлении числовых значений входящих в них коэффициентов, не всегда позволяет комплексно оценить изменение всех параметров. Для этих целей может быть использован метод оценки нелинейных процессов, который заключается в установлении взаимного влияния параметров процесса при анализе зависимостей, преобразованных в системе приведенных координат.Сущность метода заключается в приведении функций и аргумента к нормализованному виду (0 < X < 1) и(0 < Y < 1)) в случае если X и Y имеют граничные условия в точках М1 и M2.

Одним из примеров успешного использования данного метода является оценка оптимального содержания минерального компонента в торфяных композиционных материалах. На основании экспериментальных исследований было установлено, что кривая сушки для каждого материала характеризуется несколькими изменяющимися параметрами, нелинейное поведение которых с ростом содержания глин осложняет процесс сравнения.

В связи с тем, что кривые сушки относятся к функциям 1-го вида, то после приведения функций и аргумента к нормализованному виду был рассчитан функционал, который позволил установить оптимальные соотношения органических и минеральных компонентов.

Анализ кривых изменения функционала при различном содержании глинистого компонента показал, что наибольшее значений соответствует смеси 0,4. Это свидетельствует о том, что в относительных координатах данный композиционный материал обладает набольшей способностью к отдаче влаги, то есть при соответствующих начальном и конечном влагосодер- жаниях десорбция влаги идет наиболее интенсивно.

Точки экстремума функционалов находится в интервале 0,2-0,3, что позволяет рекомендовать изменение технологии сушки при достижении соответствующего ему значения влажности. Установленный оптимум имеет практическое значение для технологий получения различной торфоминеральной продукции: сорбенты, сырье для пиролиза, сельскохозяйственная продукция. Кроме того, сам метод является универсальным, и применим для обработки широкого спектра кривых.

Однако важна не только оценка процессов, но и конечных свойств получаемой продукции, особенно если компонентный состав материалов достаточно сложен.

В связи с тем, что характеристики композиционных материалов нелинейно изменяются в зависимости от концентрации компонентов, то для оценки свойств был введен критерий эффективности композиций Кэк, который отражает во сколько раз совместное действие составляющих смеси повышает их начальные свойства.

Критерия эффективности, рассчитанные по показателю водопоглощения за 48 часов для композиций с каолиновой глиной. Результаты позволили установить, что наибольшей эффективностью обладают смеси с содержанием минерального компонента 0,4, что согласуется с данными, полученными при обработке кривых сушки.

Предложенный критерий также является универсальным для многокомпонентных систем различного состава и может быть использован для оценки их конечных свойств.

Дата публикации: 28.01.2012

Похожие записи:

• О целесообразности создания ветроводородных комплексов в районах крайнего севера
• Оценка энергоресурсов биомассы леса методом лазерной локации
• О возможностях расширения фактологической базы для оценки ресурсов солнечной и ветровой энергии
• Фундаментальные исследования возобновляемых источников энергии в московском университете
• Моделирование и оценка гидроэнергетических, ветроэнергетических и биоэнергетических ресурсов региона
• Контроль выхода по току на современных электролизерах