Исследование устойчивости массопотоков в технологических системах переработки сыпучих материалов с рециклами

• Автор: Коровкин, Андрей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 95 с. : ил.

Содержание
Введение.

Глава 1. Математическое моделирование формирования

фракционного состава и массопотоков в технологических системах измельчения современное состояние вопроса.

1.1. Математическое моделирование процессов измельчения

1.2. Моделирование и методы расчета процессов классификации

1.3. Методы расчета сложных технологических систем

измельчения.

1.4. Постановка задач исследования

Глава 2. Математическое моделирование формирования

фракционного состава и массопотоков материала в сложных ТСИ методами теории цепей Маркова.
2.1. Моделирование процессов в отдельных элементах ТСИ
2.1.1. Моделирование измельчения
2.1.2. Моделирование классификации
2.2. Моделирование ТСИ
2.2.1. Алгоритм построения модели.
2.2.2. Результаты численных экспериментов.
2.3. Расчет установившихся параметров ТСИ.
2.4. Выводы по главе 2
Глава 3. Исследование устойчивости установившихся режимов
работы ТСИ
3.1. Общий подход к исследованию устойчивости.
3.2. Устойчивость замкнутой схемы измельчения.
3.3. Устойчивость работы каскада классификаторов
3.4. Выводы по главе 3
Глава 4. Экспериментальное исследование и математическое
моделированис замкнутой ТСИ со струйной мельницей
4.1. Схема установки и система замеров.
4.2. Математическая модель ТСИ со струйной мельницей и результаты численных экспериментов
4.3. Выводы по главе 4.
Основные выводы
Список литературы


При производстве и фракционировании порошкообразных материалов достаточно часто используют рециркуляцию части материала после его классификации на той или иной стадии технологического процесса. В замкнутом цикле измельчения это позволяет снизить энергозатраты на измельчение путем выделения из мельничного продукта уже кондиционных фракций и направления более крупных фракций на повторный размол. В системах классификации, называемых каскадными классификаторами, повторная классификация осуществляет перечистку того или иного продукта разделения, в результате чего может быть достигнута гораздо более высокая, чем в одном аппарате, четкость разделения. Усложнение технологических систем измельчения (ТСИ) приводит к тому, что их проектирование на основе аналогов и чисто эмпирических подходов становится малодостоверным, а экспериментальная доводка -дорогостоящий и продолжительной. В этих условиях возрастает роль математических моделей ТСИ, позволяющих прогнозировать их основные эксплуатационные параметры, проводить режимную и структурную оптимизацию схем. Подавляющее большинство современных методов расчета ТСИ ориентировано на прогнозирование установившихся режимов их работы и оперирует заранее заданными математическими моделями входящих в них процессов. Однако в реальных условиях всегда возможны вариации параметров при эксплуатации, в частности, пульсации производительности подачи и фракционного состава сырья. Поэтому в настоящее время актуально привлечь внимание к существованию проблемы устойчивости массопотоков в ТСИ, поставить задачу об устойчивости и показать методы и примеры ее решения. Именно на это и ориентирована настоящая работа, которая выполнялась в рамках ФЦП «Интеграция» (2. ИГЭУ и Горным институтом г. Алби, Франция. Цель работы - разработать алгоритм построения математических моделей формирования фракционного состава и массопотоков сыпучих материалов в технологических системах измельчения-классификации сложной конфигурации и исследовать устойчивость стационарных режимов работы этих систем. Научная новизна - результатов работы заключается в следующем. Показано, что в ТСИ с рециркуляцией материала стационарные режимы работы могут быть неустойчивыми (нереализуемыми на практике), причем основным источником неустойчивости является зависимость граничного размера формирующего рецикл классификатора от массопотока разделяемого материала. Выполнено исследование устойчивости ТСИ замкнутого цикла и каскада классификаторов и выявлен механизм затухания (устойчивые режимы) или нарастания (неустойчивые режимы) малых возмущений подачи материала в ТСИ. Выполнено экспериментальное исследование и математическое моделирование ТСИ со струйной мельницей Alpine Hosokawa 0 AFG и классификатором ATP Turboplex, подтвердившими работоспособность предложенной модели и зафиксировавшие возможность потери устойчивости работы мельницы. Практическая ценность результатов работы состоит в следующем. Разработанный алгоритм построения математических моделей сложных ТСИ может использоваться как математическая основа разработки инженерных методов расчета конкретных ТСИ и их проектирования. Исследование устойчивости стационарных режимов работы ТСИ при проектировании позволяет значительно повысить надежность и достоверность результатов проектирования ТСИ. Исследованы экспериментально и описаны математически режимы работы струйной мельницы Alpine Hosokawa 0 AFG с классификатором ATP Turboplex. Разработанный алгоритм и его программное обеспечение нашли применение при выполнении исследовательских и проектных работ в центре порошков и процессов Горного института г. Алби, Франция. Разработанный на основе цепей Маркова универсальный алгоритм построения математических моделей сложных ТСИ, позволяющий моделировать стационарные и переходные режимы их работы. Методику и результаты численных экспериментов по исследованию устойчивости массопотоков в сложных ТСИ и их физическую интерпретацию. Результаты экспериментального исследования и математического моделирования рабочего процесса в струйной мельнице 0 AFG с классификатором ATP Turboplex. Публикации.