Оптимізація процесу приготування бітумної емульсії на кавітаційній установці

Abstract

Розроблена конструкція експериментальної установки, принцип роботи якої основан на кавітаційній обробці компонентів бітумної емульсії. В установці регулюється тиск на вході в кавітаційний диспер гатор, положення кавітатора відносно дифузорної частини диспергатора, контролюються температу ри компонентів і готової емульсії, фіксується тиск на вході і на виході з диспергатора. За допомогою планування багатофакторного експерименту отримані квадратичні рівняння регресії, які дають мож ливість встановити залежності значень величин дисперсності від основних регульованих параметрів процесу виготовлення бітумної емульсії: тиску на вході в диспергатор, площі поперечного перерізу прохідного отвору диспергатора і кратності оброблення компонентів. Проведена параметрична опти мізація значень величин дисперсності, отримані оптимальні значення параметрів процесу приготу вання бітумних емульсій: S = 70 мм2 ; n = 7; p = 1,2 МПа і мінімальні значення критерію оптимізації D = 3 мкм. Побудовані поверхні відгуків критеріїв оптимізації і їх двомірні перерізи, які наочно ілюст рують залежності значень величин дисперсності D від окремих параметрівРазработана конструкция экспериментальной установки, принцип работы которой основан на кави тационной обработке компонентов битумной эмульсии. В установке регулируется давление на входе в кавитационный диспергатор, положение кавитатора относительно диффузорной части дисперга тора, контролируются температуры компонентов и готовой эмульсии, фиксируется давление на вхо де и на выходе из диспергатора. С помощью планирования многофакторного эксперимента получены квадратичные уравнения регрессии, которые дают возможность установить зависимости значений величин дисперсности от основных регулируемых параметров процесса изготовления битумной эмуль сии: давления на входе в диспергатор, площади поперечного сечения проходного отверстия дисперга тора и кратности обработки компонентов. Проведена параметрическая оптимизация значений вели чин дисперсности, получены оптимальные значения параметров процесса приготовления битумных эмульсий: S = 70 мм2 ; n = 7; p = 1,2 МПа и минимальные значения критерия оптимизации D = 3 мкм. Построены поверхности отзывов критериев оптимизации и их двухмерные сечения, которые нагляд но иллюстрируют зависимости значений величин дисперсности D от отдельных параметров.The construction of the experimental plant, the working principle of which is based on cavitation bituminous emulsion components processing, has been developed. In the plant the pressure at the cavitation dispergator input and the cavitator position relatively the diffuser part of the dispergator are regulated. The components and prepared emulsion temperatures are controlled. The pressure at the input and the output of the dispergator is fixed. Quadratic equations of regression are received with the help of multivariable experiment planning. These equations give an opportunity to determine dependences of dispersion values on the basic managed parameters of the bituminous emulsion making process: the pressure at the dispergator input, the cross sectional area of the dispergator bore and the components processing multiplicity. Parametric optimization of dispersion values has been conducted. The optimal parameters values of the bituminous emulsions preparation process have been obtained: S = 70 mm2 ; n = 7; p = 1,2 МPа and the minimum values of the optimization criterion D is 3 mkm. The surfaces of the optimization criterions responses and their two dimensional sections, which evidently illustrate the dependences of dispersion D values on separate parameters, have been plotted.