Разработка смесительного агрегата для переработки сыпучих материалов с небольшими добавками жидкости

• Автор: Бакин, Игорь Алексеевич
• Шифр специальности: 05.18.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 214 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение и постановка задач исследования

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА НЕПРЕРЫВНОГО СМЕСЕПРИГОТОВЛЕНИЯ И ЕГО АППАРАТУРНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Основные направления в исследованиях процесса непрерывного смесеприготовления.

1.1.1. Описание процесса смесеобразования.

1.1.2. Проблемы математического моделирования процесса непрерывного смесеприготовления.
1.1.3. Применение методов математического моделирования для описания динамики процесса непрерывного смешивания.
1.1.4. Применение методологических принципов системного анализа для математического моделирования процесса смешивания в СНД.

1.2. Влияние флуктуаций питающих потоков на процесс непрерывного смесеобразования

1.3. Состояние и перспективы развития современного смесеприготовительного оборудования.

ГЛАВА 2. ФОРМИРОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ НЕПРЕРЫВНОДЕЙСТВУЮЩЕГО

СМЕСЕПРИГОТОВИТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА
2.1. Разработка математического описания технологического процесса смесеприготовления
2.1.1. Построение и анализ структурной схемы СА
2.2. Моделирование процесса смешивания
в локальном объеме аппарата.
2.2.1. Расчет движения частицы сыпучего материала
по поверхности ротора СНД.
2.3. Выбор статистической модели питающих потоков.
2.4. Моделирование процесса смешивания
в непрерывно действующем агрегате.
2.4.1. Формирование и анализ структурно функциональной схемы
смесеприготовительного агрегата
2.4.2. Теоретическое исследование процесса смесеприготовления
2.4.3. Моделирование процесса смешивания в динамической
системе с различной топологией материальных потоков
ГЛАВА 3. АППАРАТУРНОЕ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ.
3.1. Обоснование схемы смесеприготовительного агрегата
3.2. Обоснование новых конструкций СНД
3.2.1. Центробежный смеситель для сыпучих материалов
с направленной организацией материалопотоков.
3.2.2. Центробежный СНД для приготовления композиций сыпучих материалов с добавками жидкости.
3.2.3. Центробежный смеситель для порошкообразных и плохосыпучих материалов с добавками жидкости
3.3. Описание экспериментальной
смесительно дозирующей установки.
3.4. Описание конструкции дозатора для плохосыпучих материалов
3.5. Сыпучие материалы, использованные при исследованиях.
3.6. Методики проведения экспериментов.
3.6.1. Методики исследования работы смесителей и дозирующих устройств
3.6.2. Методика определения равномерности распределения
жировой фазы по объему смеси
3.6.3. Методики определения качества
регенерированного молока
ВЫВОДЫ.
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МОДЕЛИ СМЕСИТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА И СОПОСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ
СМЕСЕПРИГОТОВИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ.
4.1. Исследование работы дозирующих устройств.
4.1.1. Оценка производительности и погрешности спирального дозатора основного и ключевого компонента
4.1.2. Оценка производительности и погрешности спирального дозатора для плохосыпучих материалов.
4.1.3. Результаты исследования статистических характеристик питающих потоков
4.2. Результаты экспериментальных исследований центробежного
СНД для сыпучих материалов
4.2.1. Экспериментальное обоснование конструктивных особенностей СНД
4.2.2. Влияние режимных параметров работы первой ступени
С А на качество получаемых композиций
4.2.3. Исследование процесса приготовления смесей сыпучих материалов в СНД с рециркулирующим устройством
4.2.4. Исследование влияния отражателя на качество смеси и накопительную способность аппарата
4.3. Исследование смешивания в СНД для порошкообразных
и плохосыпучих материалов с добавками жидкости
4.3.1. Исследование процесса непрерывного смесеприготовления при производстве регенерированного молока.
4.3.2. Изучение микроструктуры многокомпонентной
молочно жировой смеси
4.3.3. Определение показателей качества
регенерированного молока.
4.3.4. Слеживаемость регенерированного молока
4.4. Результаты исследования центробежного смесителя для сыпучих материалов с добавками жидкости.
4.5. Определение удельных энергозатрат смесеприготовительного агрегата
4.6. Идентификация параметров математической модели С А
и сопоставление результатов моделирования
4.6.1. Экспериментальное определение параметров передаточных функций смесителей.
4.6.2. Исследование динамических характеристик
смесительной системы
4.6.3. Выбор рациональных режимов смешивания при варьировании частотноинерционных параметров С А
4.7. Методика расчета С А центробежного типа с различной
топологией материальных потоков
ВЫВОДЫ.
ГЛАВА 5. ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ
5.1. Аппаратурное оформление производства
регенерированного молока.
5.2. Применение смесеприготовительного агрегата
для приготовления стекольной шихты
ВЫВОДЫ.
ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.
ЛИТЕРАТУРА


При определенных условиях конгломераты могут быть полностью разрушены, но чаще в смеси остается их некоторая часть, вызывая локальные неоднородности. Если сыпучие материалы смешиваются непрерывным способом, то неравномерная подача исходных компонентов в смеситель является одной из причин неоднородности смеси, которая при определенных условиях имеет первостепенное значение , 0. Новобратский . СНД сГд дисперсия смеси, вызванная колебаниями состава потоков, поступающего в СНД. Неравномерность подачи исходных компонентов в смеситель. Для количественной оценки неоднородности смеси в выражении необходимо располагать моделями всех е составляющих. Поэтому следующие разделы обзора посвящены анализу известных математических моделей процесса непрерывного смесеприготовления. ПРОБЛЕМЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА НЕПРЕРЫВНОГО СМЕСЕПРИГОТОВЛЕНИЯ Вопросы моделирования процесса смешивания сыпучих материалов рассмотрены в ряде работ и монографий , , , , , , , 1, 5, 2, 5. Значимый вклад в изучение этого вопроса внесли отечественные и зарубежные исследователи Кафаров В В. Макаров Ю. И., Александровский , Ахмадиев Ф. Г., Зайцев А. И., Блиничев В, Чувпило , Непомнящий Е. А., Иванец В, Гудмен М. Севидж . На основе всестороннего анализа монографий, диссертаций и научных статей проф. Ахмадиев Ф. Г. и проф. Александровский выделяют основные подходы, которые применяются при моделировании процессов смешивания. ФРВП частиц потока внутри аппарата кибернетические методы в методы механики сплошных сред г энтропийноинформационный подход д вероятностностатистический стохастический подход. Ввиду недостаточного объема теоретических знаний о процессе смешивания, зачастую не удается аналитическими методами находить вид соотношений, описывающих взаимосвязь между параметрами смеси и влияющими на них факторами. Поэтому многие практические задачи аппаратурного оформления процесса смешивания решаются с помощью статистических моделей, представляющих систему эмпирических зависимостей, полученных статистической обработкой экспериментальных данных работы действующего смесителя. Эмпирический метод до настоящего времени широко используется для изучения процесса смешивания. Подробный анализ его применения приведен в монографиях , , . Структура статистических моделей, как правило, имеющих вид регрессионных или критериальных уравнений, не раскрываег физическую сущность процесса и описывает работу только конкретного аппарата в исследованных диапазонах изменения конструктивных и режимных параметров, что затрудняет обобщение результатов, получаемых при их применении. При кибернетическом моделировании , , , , процесс смешивания описывается как преобразование входных сигналов стационарным линейным объектом смесителем в определенный выходной сигнал. При описании динамических свойств СНД аппарат рассматривается как некий стационарный линейный преобразователь с передаточной функцией 8. Связь входных и выходных координат определяется выражением
где у выходная координата х1 входная координата Ц. Лапласа. При исследовании конкретного смесителя на поток, входящий в аппарат, нак . По экспериментальной ФРВП может быть определена передаточная функция смесителя непрерывного действия, которая является специальным способом записи дифференциального уравнения, описываю
щего основные закономерности процесса смешивания материала в аппарате. Подобрав комбинацию элементарных моделей, можно составить результирующую модель, достаточно точно отражающую внутреннюю структуру реальной системы. Методы технической кибернетики широко используются при разработке моделей процесса смешивания. Они позволяют более плотно и объективно отразить
физику процесса, т. Известные кибернетические модели позво ляют достаточно хорошо учесть влияние процесса дозирования исходных компонен тов на качество готовой смеси. Однако функция РВП не описывает эффекты микро смешивания и непосредственно кинетику процесса также не решается задача опре деления мощности, затрачиваемой на смешивание. Определенный вклад в теорию процесса непрерывного смешивания, бази рующегося на кибернетическом подходе, внесли исследования, проведенные под ру ководством проф. Иванца В. Н. .