Совершенствование контейнерных перевозок измельченной древесины водным транспортом

На правах рукописиШМЫРЕВ Денис ВикторовичСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНТЕЙНЕРНЫХ ПЕРЕВОЗОКИЗМЕЛЬЧЕННОЙ ДРЕВЕСИНЫ ВОДНЫМ ТРАНСПОРТОМ05.21.01 – Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйстваАВТОРЕФЕРАТна соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 2015Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московскийгосударственный университет леса» (ФГБОУ ВПО «МГУЛ»)Научный руководитель:доктор технических наук, профессор,Карпачев Сергей ПетровичОфициальные оппоненты:Войтко Петр Филипповичдоктор технических наук, профессор, Федеральное государственное бюджетное образовательноеучреждение высшего профессионального образования «Поволжский государственный технологический университет», профессор кафедры технологии и оборудования лесопромышленных производствМануковский Андрей Юрьевичдоктор технических наук, доцент, Федеральноегосударственное бюджетное образовательноеучреждение высшего профессионального образования «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф.

Морозова»,профессор кафедры промышленного транспорта,строительства и геодезииВедущее предприятие:Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им.С.М. Кирова»Защита диссертации состоится «29» декабря 2015 г. в 13:00 часов на заседании диссертационного совета Д212.146.03 на базе Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный университет леса» по адресу:141001, г. Мытищи-5, ул. 1-ая Институтская, д. 1. Тел.

8(498) 687-38-81, e-mail:uchsovet@mgul.ac.ru.С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке и на сайтеФГБОУВПО«Московскийгосударственныйуниверситетлеса»(msfu.ru/info/uchsovet/disserts).Автореферат разослан «____» _____________ 2015 г.Ученый секретарьдиссертационного советаКотов Алексей АлександровичОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы. Актуальной проблемой для лесного комплекса России остается полное и экологически безопасное использование низкосортнойдревесины и древесных отходов.

Большие объемы этой древесины остаются налесосеке, на складах лесозаготовительных и лесосплавных предприятий.Измельчение древесных отходов и низкосортной древесины – наиболеепростой способ их переработки. Измельченная древесина находит применениев целлюлозно-бумажном, плитном производстве, в биоэнергетике и т.д. Внастоящее время промышленность имеет все необходимое оборудование дляизмельчения древесины, как на лесосеке, так и на лесопромышленных предприятиях, включая береговые склады.Однако использование низкосортной древесины и древесных отходов всееще остается неудовлетворительным.

Одна из главных причин – транспортнаянедоступность. В условиях неразвитости сети дорог и удаленности мест концентрации древесных отходов сухопутный транспорт часто оказывается невозможным по экономическим причинам.Водный транспорт, как наиболее дешевый и доступный, мог бы решитьпроблему доставки измельченной древесины, но короткий период навигации ималые глубины существенно ограничивают возможности судовых перевозокизмельченной древесины.Специально для малых рек были разработаны и опробованы мягкие плавучие контейнеры. Производственные опыты показали техническую возможность и экономическую целесообразность контейнерной доставки измельченной древесины по лесосплавным путям, включая временно судоходные реки.Существенным недостатком применявшихся до сих пор плавучих контейнеров является их технологическая ограниченность.

Существующие конструкции плавучих контейнеров плохо вписываются в современные технологические процессы производства измельченной древесины, что вызывает технологические трудности и простои при выполнении транспортных и погрузочноразгрузочных операций.Данная работа посвящена совершенствованию технологии транспортаизмельченной древесины в мягких плавучих контейнерах. Предлагаемая технология базируется на предложенных и запатентованных автором конструкцияхтранспортной единицы и устройства для производства измельченной древесины.Цель исследований: совершенствование контейнерных перевозок измельченной древесины водным транспортом путем создания новой конструкции контейнера и технологии его формирования.Объектом исследования являются технологические процессы и транспортные единицы для контейнерных перевозок измельченной древесины водным транспортом.Методы исследований: в процессе исследования использованы теориявероятности и математическая статистика, имитационное моделирование, лабо3раторные, натурные и компьютерные эксперименты, методы численного моделирования, методы подобия и моделирования.Научная новизна работы: впервые предложен и изучен новый тип лесотранспортной единицы –универсальная транспортная единица из мягких плавучих контейнеров (ТЕМК)для доставки измельченной древесины сухопутно-водным транспортом (патентРоссии № 143038); предложено устройство для производства измельченной древесины(УПД), позволяющее исключить технологические простои при формированииТЕМК (патент России № 140310); разработаны имитационные модели технологических процессов формирования ТЕМК по технологии УПД, отличающиеся возможностью исследования технологических операций в широком диапазоне меняющихся условийпроизводства и природной среды (свидетельства регистрации программ дляЭВМ № 2014663134 и № 2014663212); получены математические модели формирования ТЕМК, учитывающиеразличные параметры технологии УПД; предложена модель и разработано программное обеспечение для исследования методами численного моделирования плавучести ТЕМК без подплаваи с подплавом (свидетельства регистрации программ для ЭВМ № 2014663092 и№ 2014663227); получены математические зависимости изменения плавучести ТЕМК безподплава и с подплавом методами численного моделирования и по результатамэкспериментальных исследований; разработано программное обеспечение для практического расчета плавучести ТЕМК без подплава и с подплавом (свидетельства регистрации программ для ЭВМ № 2014663141 и № 2014663135). изучены вопросы гидродинамики ТЕМК.Положения, выносимые на защиту: новый тип транспортной единицы из мягких плавучих контейнеров(ТЕМК) для доставки измельченной древесины водным транспортом; устройство для производства измельченной древесины (УПД), позволяющее исключить технологические простои при формировании ТЕМК; имитационные модели технологических процессов формированияТЕМК с использованием технологии УПД; математические модели формирования ТЕМК с использованием технологии УПД; математическая модель изменения плавучести ТЕМК без подплава и сподплавом; методика и результаты исследования гидродинамики ТЕМК.Соответствие паспорту специальности.

Диссертационная работа соответствует следующим пунктам из паспорта специальности 05.21.01 – «Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства»:4 п. 5 – «Обоснование и оптимизация параметров и режимов работы лесозаготовительных и лесохозяйственных машин»; п. 7 - «Разработка технологий и систем машин, обеспечивающих комплексное использование древесного сырья и отходов в технологических и энергетических целях».Место проведения экспериментальных исследований.

Основные экспериментальные исследования ТЕМК были выполнены в лаборатории гидравликикафедры транспорта леса Московского Государственного Университета Леса.Практическая ценность работы. Результаты исследований представлены в виде аналитических и графических зависимостей, позволяющих выбратьпараметры ТЕМК для доставки измельченной древесины сухопутно-воднымтранспортом с учетом конкретных природно-производственных условий.Реализация результатов исследования. Результаты исследования былииспользованы: в технологических процессах производства и транспорта щепы предприятия ООО «МГУЛ-Грунтлюкс»; в научно-исследовательских работах «Построение теории биоэнергетического сектора лесопромышленного комплекса для создания эффективных систем устойчивого энергообеспечения многолесных регионов» (№ гос.

регистрации 01201261664) и «Теоретические основы создания новых нано-, био- икомпозиционных материалов на основе комплексного и рационального использования лесных ресурсов» (№ гос. регистрации 114031870028); в учебном процессе РГСУ и МГУЛ.Публикации. Материалы исследования опубликованы в 11 научных работах. Результаты исследований отражены в научно-технических отчетах поНИР МГУЛ. Получено два патента на полезную модель и шесть Свидетельств огосударственной регистрации программ для ЭВМ.Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шестиглав, основных выводов и рекомендаций, содержит 148 страниц, включающих88 рисунков, 11 таблиц, список использованных источников из 79 наименований и 17 приложений.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, сформулирована цель исследований, изложены основные научные положения и результаты, выносимые на защиту.В первом разделе анализируются возможности контейнерных перевозокизмельченной древесины водным транспортом.

Определены направления и резервы совершенствования транспорта измельченной древесины по воде в плавучих контейнерах, сформулированы цель и задачи исследований.Вопросами водного транспорта измельченной древесины, включая транспорт в мягких плавучих контейнерах занимались проф. А.Н. Пименов, проф.А.А. Камусин, проф. С.П. Карпачев, проф. А.Н. Комяков, проф. В.И.