Виброударное перемещение сыпучих сред и деформируемых тел - приложение к моделированию и оптимизации процесса ситовой классификации

• Автор: Иванов, Кирилл Сергеевич
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 148 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПОВЕДЕНИЕ СЫПУЧЕЙ СРЕДЫ В СООБЩАЮЩИХСЯ СОСУДАХ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ВИБРАЦИИ
ГЛАВА 2. ЭЛЕМЕНТЫ РАСЧЕТА НОВОГО КОЛОСНИКОВОГО ГРОХОТА-СЕПАРАТОРА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ТВЁРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ
ГЛАВА 3. ВИБРАЦИОННОЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ В СИСТЕМЕ, ПОДОБНОЙ МАЯТНИКУ ЧЕЛОМЕЯ
ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ УПРУГОЙ ЧАСТИЦЫ НА ВИБРИРУЮЩЕЙ ШЕРОХОВАТОЙ ПОВЕРХНОСТИ
ГЛАВА 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВИБРАЦИОННОГО ГРОХОЧЕНИЯ
ГЛАВА 6. ПОИСК ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ГРОХОТОВ НА ОСНОВЕ РАЗРАБОТАННОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ГРОХОЧЕНИЯ И МЕТОДА РОЯ ЧАСТИЦ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Множество важных и распространенных технологических процессов в добывающей промышленности, обогащении руд, дорожном строительстве и даже в такой тонкой отрасли, как фармакология, направлено на переработку сыпучих материалов. Однако, в отличие, например, от сплошных сред, являющихся объектами гидроаэродинамики и теории упругости, сыпучие среды изучены недостаточно полно (если вообще поддаются в должной мере изучению аналитическими методами) для формулировки единой теории, математического аппарата, а также инженерного подхода к решению практических задач. На пути развития теории сыпучих сред в традиционном ключе возникает масса препятствий, среди которых многообразие факторов, определяющих поведение таких сред. В числе этих факторов разнообразие самих сред по размеру, форме и физическим свойствам составляющих их частиц, по типу окружения, в котором протекает процесс, содержанию тех или иных включений, в том числе, нередко, жидких фаз. Широк спектр и самих технических процессов, в которых сыпучие среды принимают участие. И поскольку эти процессы нацелены на совершенно различные применения, в каждом конкретном случае на передний план выходят свои действующие факторы, превращающие сыпучую среду во множество объектов с несхожими свойствами. Отдельный класс проблем, представляющий большой технический и научный интерес, составляют задачи о поведении сыпучей среды под действием вибрации. В частности, задачи вибрационной классификации и грохочения. Решающий вклад в теорию и практику вибрационной классификации сыпучих материалов внесли ученые СССР и Российской Федерации - Л. А. Вайсберг, Д.Н. Лифлянд, В. А. Перов, В.А. Олевский, В.В. Гортинский, И.И. Блехман, Р.Ф. Нагаев, Д.Г. Рубисов и другие.
Первоначально задачи подобного типа решались исходя из практических потребностей и формулировались на языке инженеров. Параметрами моделей, как правило, служили технологические характеристики устройств и процессов. Связь

между этими параметрами строилась, по большей части, на основе обобщения опыта применения соответствующих процессов и аппаратов, то есть носила достаточно поверхностный характер - многие частные процессы представлялись как «черные ящики», не имеющие никакой внутренней структуры. Когда же за счёт развития вычислительной техники стало расширяться поле научных методов, начали формироваться и специфические, действительно универсальные подходы к моделированию поведения сыпучей среды, которые и превалируют в практике на сегодняшний день. Одними из наиболее известных и распространенных сейчас подходов являются родственные методы динамики частиц и дискретных элементов. Однако, на момент их появления, существовавшие вычислительные ресурсы еще не были ни доступными, ни достаточно эффективными для практического использования этих подходов. В горном деле при исследовании и описании сыпучей среды еще долгое время основную массу публикаций по соответствующим проблемам составляли работы, опирающиеся на аналитические модели частных процессов, оказывающих основное влияние на поведение сыпучей среды. Методы же типа дискретных элементов или динамики частиц имеют центральным объектом индивидуальные частицы сыпучей среды и законы их взаимодействия друг с другом и частями геометрической модели компонентов устройства, в котором производится обработка сыпучего материала. Таким образом, при корректно заданных параметрах, в идеале, эти методы автоматически моделируют все возможные процессы, протекающие в сыпучей среде, и не возникает необходимости отдельно заботиться об учёте влияния частных явлений, таких как, например, вибрационная сегрегация. Кроме того, при использовании этих методик моделирования изменение конфигурации разрабатываемого устройства сопряжено только с единственной трудностью -перерисовкой геометрической модели.
Однако такие методы, несмотря на отмеченную общеприменимость, все-таки не являются панацеей. При использовании дискретноэлементных моделей, преимущества универсальности несколько оттеняются рядом особенностей, играющих роль, в частности, при воссоздании геометрии частиц. Как правило, в

2.7. Дополнительные соображения о функционировании и возможных усовершенствованиях устройства
Можно привести некоторые соображения о возможных
усовершенствованиях устройства, которые вытекают из рассмотрения построенной математической модели.
Ключевыми параметрами, по которым происходит разделение, являются коэффициент восстановления при ударе, а также коэффициент трения о материал колосников и плотность. Грубо говоря, упругое тело, отскакивая от вибрирующих ступенек-колосников, выходит в верхний продукт, а пластичные материалы с высоким коэффициентом трения скользят по вибрирующим поверхностям, теряя скорость, и «срываются» в нижний продукт (рисунок 2.9).
Рисунок 2.9 - Схема движения материала на грохоте-сепараторе