Study of factors affecting the energy consumption of the mixing plant for the preparation of aerated concrete

Олексій Васильєв; Володимир Кулай

doi:10.26906/znp.2025.64.4147

Автор(и)

Олексій Васильєв Національний унівеситет "Полтавська політехніка імені Юрія Кондратюка"
Володимир Кулай Національний унівеситет "Полтавська політехніка імені Юрія Кондратюка"

DOI:

https://doi.org/10.26906/znp.2025.64.4147

Ключові слова:

змішування, бетонозмішувач примусової дії, потужність приводу, математичний аналіз, енергоефективність

Анотація

Сучасний етап розвитку будівельної галузі характеризується підвищеними вимогами до енергоефективності технологічних процесів та якості будівельних матеріалів. Приготування ніздрюватих бетонів є складним технологічним процесом, ефективність якого значною мірою визначається параметрами роботи змішувача. Одним із ключових показників, що впливає як на якість готової суміші так і на економічність процесу, є енергоспоживання змішувальної установки. У статті наведено результати дослідження впливу основних технологічних та конструктивних параметрів на енерговитрати установки для приготування ніздрюватих бетонів. Метою цих вимірів було визначення закономірностей зміни споживання електроенергії змішувача залежно від частоти обертання робочого органу, тривалості змішування та рухливості бетонної суміші. Для досягнення поставленої мети було використано методи математичного планування, а саме трифакторний експеримент другого порядку, завдяки якому було отримано математичну модель витрати електроенергії установки для приготування ніздрюватих бетонів у вигляді рівняння регресії. Розроблена модель дозволяє оцінити величину індивідуального впливу кожного фактору на енерговитрати та визначити їх оптимальний діапазон. На основі даних побудовано графічні залежності, які відображають зміну енергоспоживання установки. Результати дослідження показують, що вирішальний вплив на енергоефективність процесу має частота обертання робочого органу та текучість суміші, тоді як раціональна тривалість перемішування становить близько 40 секунд. Проведене дослідження створює передумови для оптимізації енергоспоживання змішувального обладнання та підвищення якості приготування ніздрюватих бетонів у мобільних установках примусової дії.

Посилання

1. Nazarenko, I. I. (1999). Machines for the production of building materials (Textbook). Kyiv National University of Construction and Architecture.

2. Virchenko, V. V. (2006). Preparation of construction mortar mixtures using efficient mixers. Bulletin of Mykhailo Ostrohradskyi Kremenchuk National University, 1(66), Part 1, 71–74.

3. Ruchynskyi, M. M., Sviderskyi, A. H., & Diachenko, O. S. (2019). Review and analysis of existing compaction modes of concrete mixtures. In Progressive engineering, technology, and engineering education: Proceedings of the international scientific and practical conference. Kyiv.

4. Onyshchenko, O. H., & Vashchenko, K. M. (2006). Power calculation and determination of resistance arising during operation of a belt screw mortar mixer. Bulletin of KDPU, 1(36), 58–63.

5. Korobko, B. O., Vasyliev, O. S., & Rohozin, I. A. (2013). Vertical screw mortar mixing unit (Patent of Ukraine No. 81413).

6. Rohozin, I. A., Vasyliev, O. S., & Pavelieva, A. K. (2018). Determination of building mortar mixers effectiveness. International Journal of Engineering & Technology, 3.2(7), 360–366. DOI: https://doi.org/10.14419/ijet.v7i3.2.14553

7. Popov, S. V., Shpylka, A. M., & Gnitko, S. M. (2018). The research of mortar components mixing process. International Journal of Engineering & Technology, 3.2(7), 27–31. DOI: https://doi.org/10.14419/ijet.v7i2.26.14370

8. Ruchynskyi, M. M., & Svyrydiuk, D. Ya. (2013). Investigation of vibrations of a vibratory concrete mixer considering the influence of the mixed material. Construction Engineering, (31), 35–42.

9. Yemelianova, I. A., & Anishchenko, A. I. (2012). Determination of key performance indicators of a technological equipment set consisting of a gravity–forced concrete mixer and a belt-scraper feeder. Collected Scientific Works: Industrial Engineering and Construction, (1), 28–34.

10. Gyawali, T. R. (2019). Mixing of high ductile mortar (HDM) in concrete mixers. Journal of Engineering Technology and Planning, (1), 1–10. https://doi.org/10.3126/joetp.v1i0.38238 DOI: https://doi.org/10.3126/joetp.v1i0.38238

11. Vazhynskyi, S. E., & Shcherbak, T. I. (2016). Methodology and organization of scientific research. Sumy State Pedagogical University named after A. S. Makarenko.

12. Nechaiev, V. P., Beridze, T. M., & Kononenko, V. V. (2005). Theory of experimental design. Kondor.