Термодинамическая оценка свойств и энергозатрат смешения асфальтобетона по структуре эксергии

Актуальность энергосбережения в наши дни усиливается требованиями экологического характера, объединенными термином «зеленая энергетика», а сохранение климата неотделимо от проблемы  энергосбережения. Такие направления, как зеленая, водородная энергетика, о которых мощно и агрессивно велись дебаты в последнее десятилетие, оказались далекими от решения задач и энергосбережения, и защиты окружающей среды. В настоящее время и в обозримом будущем доминирующим остается использование традиционных первичных энергоресурсов, прежде всего природного газа. В этой связи чрезвычайно важна количественная оценка термодинамического совершенства теплотехнологического процесса получения асфальтобетонной смеси. Наиболее просто ее провести на базе эксергетического метода термодинамического анализа с определением структуры эксергии потока асфальтобетонной смеси, включающей термомеханическую, концентрационную и реакционную составляющие. Значение концентрационной составляющей эксергии асфальтобетонной смеси позволяет проводить оценку энергетической эффективности ее производства на асфальтобетонных заводах на базе современного эксергетического метода термодинамического анализа; дает количественную оценку затрат энергии на проведение процесса смешения ингредиентов асфальтобетонной смеси в смесительном агрегате. В статье определена структура эксергии асфальтобетонной смеси, в которой доминирует транзитная реакционная составляющая. Значение удельной массовой концентрационной составляющей эксергии асфальтобетонной смеси в сравнении с термической составляющей невелико, и погрешность в определении концентрационной составляющей, которая объективно не может быть устранена, не влияет на результаты термодинамического анализа.

1. Zhang Qing, Romaniuk V. N., Aliakseyeu Yu. G., How Qiang (2022) Thermodynamic Approaches in Assessing Quality, Efficiency and Environmental Friendliness of Asphalt Concrete. Nauka i Tekhnika = Science & Technique, 21 (6), 490–498. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2022-21-6-490-498.

2. Zavyalov M. A. (2007) Thermodynamic Theory of Asphalt Pavement Life-Cycle. Omsk, Publishing House of SibADI (The Siberian State Automobile and Highway University). 283 (in Russian).

3. Zavyalov M. A. (2008) Formation and Assessment of the State of the Road Surface Based on Thermodynamic Theory (From Design to Renovation). Omsk, Siberian State Automobile and Highway Academy. 42 (in Russian).

4. Khroustalev B. M., Liu T., Aliakseyeu Yu. G., Li Z., Akeliev V. D., Minchenya V. T. (2022) Thermodynamic Aspects of Pavement Engineering. Nauka i Tekhnika = Science & Technique, 21 (1), 28–35. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2022-21-1-28-35.

5. Khroustalev B. M., Liu T., Akeliev V. D., Aliakseyeu Yu. G., Shi J., Zankovich V. V. (2018) Specific Features of Heatand Mass Transfer Processes in Road Dressings. Enеrgеtika. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii SNG = Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations, 61 (6), 517–526. https://doi.org/10.21122/10297448-2018-61-6-517-526.

6. Khroustalev B. M., Liu T., Akeliev V. D., Li Z., Aliakseyeu H. Yu., Zankаvich V. V. (2019) Heat Resistance and Heat-and-Mass Transfer in Road Pavements. Enеrgеtika. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii SNG = Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations, 62 (6), 536–546. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2019-62-6-536-546.

7. Liu T., Zankavich V. N., Aliakseyeu Yu. G., Khroustalev B. M. (2019) Recycling of Materials for Pavement Dressing: Analytical Review. Nauka i Tekhnika = Science & Technique, 18 (2), 104–112. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2019-18-2-104-112.

8. Khroustalev B. M., Veranko U. A., Zankavich V. V., Aliak-seyeu Yu. G., Xuejun Yu., Shang B., Shi J. (2020) Structure Formation and Properties of Concrete Based on Organic Hydraulic Binders. Nauka i Tekhnika = Science & Technique, 19 (3), 181–194. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2020-19-3-181-194.

9. Romaniuk V. N. (2010) Intensive Energy Saving in Heat-technological Systems of Industrial Production of Building Materials. Minsk, Belarusian National Technical University. 365 (in Russian).

10. Korolev I. V. (1986) Ways to Save Bitumen in Road Construction. Moscow, Transport Publ. 149 (in Russian).

11. Pesetsky S. S., Kovalev Ya. N., Koval V. N., Dubrovsky V. V., Romaniuk V. N. (2003) Modification of Bitumen with Polyethylene: Analysis of the Structure and Interfacial Interactions. Uspekhi Kolloidnoi Khimii i Fiziko-Khimicheskoi Mekhaniki: Tez. Dokl. II Mezhdunar. Konf. «Kolloid», 20–24 Okt. [Advances in Сolloidal Chemistry and Physicochemical Mechanics: Abstracts of the Reports of the 2nd International Conference “Colloid”, October 20-24]. Minsk, 30 (in Russian).

12. Kazakov V. G., Lukanin P. V., Smirnova O. S. (2013) Exergy Methods for Evaluating the Efficiency of Heat Engineering Installations. Saint-Petersburg, Saint-Petersburg State Technological University of Plant Polymers. 93 (in Russian).

13. Trubaev P. A., Besedin P. V., Zaytsev E. A. (2009) Thermodynamic and Exergy Analysis of Heat Engineering Systems. Belgorod, Publishing House of Belgorod State Technological University named after V. G. Shukhov. 104 (in Russian).

14. Khroustalev B. M., Nesenchuk A. P., Romaniuk V. N. (2004) Technical Thermodynamic. Part 2. Minsk, Tekhnoprint Publ. 560 (in Russian).

15. Khroustalev B. M., Romaniouk V. N. (2009) Determination of Required Energy Action at Formation of Asphalt Concrete Mixture. Enеrgеtika. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii SNG = Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations, (4), 42–48 (in Russian).