Исследование процессов непрерывного смешения сыпучих материалов и разработка метода их расчета на основе теории цепей Маркова

• Автор: Баранцева, Елена Александровна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 108 с.

Введение.
Глава 1. Процессы и оборудование для непрерывного смешения сыпучих материалов и их математическое моделирование современное состояние вопроса.

1.1. Общая характеристика процессов смешения сыпучих материалов

1.2. Смесители непрерывного действия

1.3. Различные критерии оценки качества смеси сыпучих материалов

1.4. Основные подходы к моделированию процессов смешения

1.5. Постановка задачи исследования.

Глава 2. Применение теории цепей Маркова к моделированию процессов

непрерывного смешения.

2.1. Движение материала в смесителе. Вектор состояния и матрица переходных вероятностей.
2.2. Математическое моделирование процессов непрерывного смешения на основе теории цепей Маркова.
2.2.1. Основные предпосылки.
2.2.2. Влияние нсстационарности входного потока на характеристики процесса смешения
2.3. Модели непрерывного смешения на основе многомерных цепей Маркова. Сегрегация частиц.
2.4. Выводы по главе 2
Глава 3. Экспериментальное исследование процессов в лопастном смеси
теле непрерывного действия
3.1. Экспериментальные исследования взаимодействия лопасти со слоем сыпучего материала
3.2. Экспериментальное исследование смесителя непрерывного дейст
I
3.2.1. Схема установки и система замеров.
3.2.2. Экспериментальное исследование разгрузочных характеристик смесителя и среднего времени пребывания материала.
3.2.3. Экспериментальное исследование распределения времени пребывания РВП материала в смесителе
3.3. Выводы по главе 3.
Глава 4. Разработка математической модели и метода расчета лопастного смесителя непрерывного действия. Практическое использование результатов
4.1. Исходные предпосылки построения математической модели.
4.2. Идентификация параметров модели и проверка ее адекватности
4.3. Последовательность инженерного расчета лопастного смесителя.
4.4. Сведения о практическом использовании результатов работы
Основные выводы и результаты работы
Литература


Вектор состояния и матрица переходных вероятностей. Математическое моделирование процессов непрерывного смешения на основе теории цепей Маркова. Основные предпосылки. Модели непрерывного смешения на основе многомерных цепей Маркова. Сегрегация частиц. Глава 3. Схема установки и система замеров. Экспериментальное исследование разгрузочных характеристик смесителя и среднего времени пребывания материала. Выводы по главе 3. Глава 4. Разработка математической модели и метода расчета лопастного смесителя непрерывного действия. Исходные предпосылки построения математической модели. Последовательность инженерного расчета лопастного смесителя. Литература. Б0! Тг - среднее время пребывания материала в смесителе, рассчитанное по его загрузке и производительности. Актуальность темы диссертации. Современные технологии характеризуются все более возрастающим использованием сыпучих материалов в состоянии смесей. Эта тенденция характерна для химической, фармацевтической, пищевой, строительной и других отраслей промышленности. При этом спектр смешиваемых материалов и требований к качеству смешения непрерывно расширяется. Выявление особенностей смешения тех или иных материалов и условий, при которых достигается требуемое качество смеси, путем прямых экспериментальных исследований процесса является продолжительной и дорогостоящей процедурой. Именно поэтому возрастает роль математических моделей, позволяющих значительно снизить требуемый объем экспериментальных исследований, необходимых для прогнозирования параметров смесей, и тем самым уменьшить их стоимость и продолжительность. Однако, претендующие на эту роль математические модели обычно связываются с конкретным типом смесителя и не могут рассматриваться как более или менее универсальная стратегия моделирования процесса смешивания. Кроме того, подавляющее большинство этих моделей не допускают прямой экспериментальной идентификации их параметров, которые могли бы быть определены из независимых экспериментов. Именно это и не позволяет обоснованно снизить объем экспериментальной информации с сохранением достоверности прогнозирования параметров смесей. В отличие от процессов периодического смешения, где основной целью является достижение однородности смеси в объеме, главной задачей процессов непрерывного смешения является достижение однородной по времени смеси на выходе из смесителя. Они призваны подавить случайные или регулярные вариации массопотоков смешиваемых компонентов на входе в смеситель. Однако процессы непрерывного смешивания изучены гораздо меньше, чем периодического. В этой ситуации дальнейшее расчетноэкспериментальное исследование процессов непрерывного смешивания является актуальной научной и технологической задачей. Это и предопределило цели настоящей работы, которая выполнялась в рамках ФЦП «Ин-^ теграция» (2. ИГЭУ и Горным институтом г. Алби, Франция. Целью работы было повышение достоверности прогнозирования характеристик процессов непрерывного смешения и аппаратов для их осуществления на основе математических моделей, а также применение полученных результатов к построению математической модели лопастного смесителя непрерывного действия. Показано, что решающим параметром, определяющим подавление пульсаций расхода смешиваемых компонентов в смесителе, является соотношение периода этих пульсаций и среднего времени пребывания частиц в смесителе. К ты слоя. Экспериментально исследовано распределение времени пребывания смешиваемых компонентов в лопастном смесителе непрерывного действия ССМ0 в широком диапазоне изменения условий смешения и разработана математическая модель этого смесителя. Получены количественные характеристики миграции частиц в слое сыпучего материала при прохождении через него лопасти. Разработан метод расчета процесса непрерывного смешения в лопастном смесителе ССМ0. Разработанную методик)' математического моделирования процессов непрерывного смешения на основе теории цепей Маркова. Результаты экспериментального исследования по миграции частиц в слое сыпучего материала при прохождении лопасти.