Математическое моделирование процесса смешения сыпучих материалов в новом аппарате с эластичными рабочими элементами

• Автор: Зайцев, Иван Анатольевич
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Ярославль
• Количество страниц: 127 с. : ил

Содержание

Условные обозначения.

Введение.

Глава I. Обзор и анализ литературных источников.

1.1. Смесители сыпучих материалов с эластичными рабочими органами

1.1.1. Вибрационные и гравитационнопересыпные смесители

1.1.2. Центробежные смесители.

1.1.3. Инерционные смесители

1.1.4. Выводы по обзору конструкций аппаратов с эластичными рабочими элементами.

1.2. Современное состояние математического описания процесса смешения сыпучих материалов.

1.2.1. Основные понятия и характеристики процесса смешения

1.2.2.Основные направления математического моделирования
процесса смешения
1.2.3. Системноструктурный анализ процесса смешения сыпучих материалов
1.3. Выводы по главе
1.4. Постановка задач исследования
Глава II. Экспериментальные исследования работы нового валкового
смесителя с эластичными рабочими элементами.
2.1.Введени е.
2.2. Принцип действия новых устройств с эластичными рабочими элементами
2.3 Описание испытательного стенда
2.4. Расчет максимальной производительности аппарата по сыпучим материалам
2.5. Установление проектируемых параметров смесителя
2.6. Методика проведения экспериментальных исследований.
2.6.1. План проведения экспериментальных исследований
2.6.2. Расчета коэффициента неоднородности Ус по опытным данным
2.6.3. База данных по проектируемым параметрам.
2.6. Выводы по главе.
Глава III. Математическая модель процесса смешения в исследуемом смесителе
3.1. Введение
3.2. Описание принципиальной схемы смесителя и метод оценки качества смеси
3.3. Влияние параметров нормальных распределенийрлх ирвх на качество смсси
3.4. Взаимодействие потоков сыпучих материалов в смешивающем узле
3.5. Выводы по главе.
Глава IV. Расчет двухступенчатого валкового смесителя с эластичными
рабоч ими элементами.
4.1. Описание конструкции смесителя
4.2. Инженерная методика расчета смесителя.
4.2.1. Системноструктурный анализ процесса смешения сыпучих материалов в новом смесителе
4.2.2. Оптимизация режимных и конструктивных параметров смесителя.
4.2.3. Расчет мощности привода
4.3. Пример расчета струйного смесителя.
4.4. Технологическая линия производства торфоугольных брикетов.
Общие выводы и результаты работы
Список использованных источников


Создание новых типов смесителей часто базируется на данных экспериментальных исследований, без детального выяснения механизма протекающих при смешении процессов. Математическое моделирование для описания указанных процессов, системный анализ при создании методов расчета смеси гель-ного оборудования используются крайне редко. Именно поэтому, особенно в последнее время, наблюдается некоторый «застой» при создании новых классов смесителей с новыми принципами действия рабочих органов на перерабатываемые материалы. В различных отраслях используются гравитационные, центробежные периодического действия и прямоточные, барабанные, вибрационные, червячнолопастные, лопастные смесители и ряд других. Однако, редкий тип смесителей обладает универсальностью, то есть возможностью использования в различных производствах. Кроме этого, общий недостаток V вышеперечисленных смесителей - часто низкое качество смеси при работе с материалами, сильно различающимися по плотности, и особенно при переработке материалов, склонных к адгезии. Одним из возможных путей совершенствования смесительного оборудования (процессов смешения) сыпучих сред является конструктивные использования гибкого рабочего органа, то есть такого, который меняет форму или размеры при силовых воздействиях, и возвращается в исходное состояние при снятии нагрузки. В главе I приведено описание и анализ основных типов такого оборудования, используемого в промышленности. В связи с вышеуказанным возникает необходимость создания нового смесителя, обладающего преимуществами смесителей с эластичными рабочими элементами: универсальностью, низкой энергоемкостью, высокой производительностью возможностью работы с материалами, склонными к адгезии и быстрой и несложной переналадкой для работы с различными сыпучими материалами. Как было сказано выше, смешение сыпучих материалов до сих пор является малоизученным процессом. Отсутствует какая-либо универсальная физическая модель, с помощью которой можно описать всю сложность, механизм протекающих процессов. В связи с этим возникает необходимость экспериментальных и теоретических исследований смесительного процесса для его наиболее полного моделирования применительно к разработке методов расчета и проектирования нового высокоэффективного смесительного оборудования. Целью настоящей работы является разработка нового смесителя сыпучих материалов с эластичными рабочими элементами, выявление механизмов смешения сыпучих материалов в нем, составление математической модели процесса с учетом выявленных механизмов и создание инженерной методики расчета оптимальных режимных и конструктивных параметров смесителя. Механика твердых и деформируемых материалов в химических технологиях; основы теории и автоматизированные системы управления в процессах деформирования и разрушения. ГРНТИ , Гос. Разработка нелинейных стохастических моделей в механике деформирования и комплексной переработки твердых, упруго-вязкопластичных и дисперсных сред с организацией управления процессами силового воздействия. ГРНТИ ; Гос. Разработка научных основ и опытных образцов оборудования для компактирования сыпучих материалов применительно к производству органоминеральных удобрений. ГРНТИ ИНГП «Нефтехим». Гос. Разработка новой технологии получения органо-минеральных удобрений. ИНГП «Поддержка малого предпринимательства и новых экономических структур в науке и научном обслуживании высшей школы». Гос. Разработка новой линии для приготовления торфоминеральных смесей (питательных грунтов) и их упаковка. ИНГП «Поддержка малого предпринимательства и новых экономических структур в науке и научном обслуживании высшей школы». Гос. Работа выполнялась в соответствии с грантом Губернатора Ярославской области: Разработка, теоретическое обоснование и освоение новых технологий и оборудования для компактирования сыпучих материалов на предприятиях химического и агропромышленного профиля Ярославской области. ГРНТИ ; . Гос. Автор выражает признательность д. Мурашову A. A. и к. Таршису М. К), за помощь в выполнении работы.