Математическое моделирование процессов непрерывного и дискретного дозирования сыпучих материалов в смесительном агрегате

• Автор: Анискевич, Алексей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.18.12, 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 156 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ДОЗИРОВАНИЯ В СМЕСЕПРИГОТОВИТЕЛЬНЫХ АГРЕГАТАХ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ.

1.1. Особенности процесса дозирования в технологических линиях.

1.2. Основные методы смешивания

1.3. Оценка качества получаемой смеси.,

1.4. Виды процесса смешивания

1.4.1. Определение погрешности при непрерывном дозировании в смесительном агрегате.

1.5. Обоснование выбора математического метода для анализа нестационарных сигналов в процессе непрерывного дозирования

1.6. Основы теории вейвлетпреобразований.

1.7. Сравнение различных представлений сигналов

1.7.1. Скорость вычислений при вейвлетпреобразованиях.
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ РЕЖИМОВ СИСТЕМ НЕПРЕРЫВНОГО СМЕСЕПРИГОТОВЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО АППАРАТА ТЕОРИИ ВЕЙВЛЕТ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ.
2.1. Смесеприготовительный процесс и дозировочное оборудование.
2.2. Основные понятия математического аппарата теории вейвлет
преобразований.
2.3. От преобразования Фурье к вейвлетпреобразованию
2.3.1. Ряды Фурье
2.3.2. Разложение в ряды по вейвлетам
2.3.3. Вейвлетпреобразование
2.3.4. Интегральное вейвлет преобразование.
2.3.5. Частотновременная локализация
2.3.6. Частотноевременное окно
2.3.7. Представления вейвлетов в дискретном времени и быстрые алгоритмы вычисления.
2.4. Метод поиска соответствия в рамках адаптивной фильтрации.
2.5. Класс квадратичных времячастотных распределений для отображения динамических спектров материалоиотоков
2.6. Дискретный поиск соответствия в словаре Габора.
2.7. Реализация алгоритма вейвлетапроксимации сигналов смесеприготовительной системы и расчет трехмерных режимов дозирования.
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО СТЕНДА И МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИИ.
3.1. Описание лабораторноисследовательского стенда.
3.2. Дозировочное оборудование
3.2.1. Шнековый дозатор.
3.2.2. Спиральный дозатор.
3.2.3. Порционный дозатор.
3.2.4. Центробежный смеситель непрерывного действия.
3.2.5. Ленточный весовой дозатор
3.3. Глобальный импульсный пневматический рециклканал
3.4. Первичные измерительные преобразователи для регистрации материалопотоковых сигналов.
3.4.1. Тензометрические преобразователи
3.4.2. Пьезоэлектрические преобразователи.
3.4.3. Пневмоэлектропреобразователь интеллектуальный.
3.5. Частотноиндуктивный преобразователь для измерения концентрации ключевого компонента в смеси сыпучих материалов.
3.6. Физикомеханические свойства исследованных материалов.
3.7. Аппаратнопрограммный управляющий мониторинговый комплекс
для регистрации, обработки материалопотоковых сигналов и управления смесеприготовительным агрегатом
3.8. Методика определения качества смесей.
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДОЗИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ, РАБОТЫ МОНИТОРИНГОВОГО УПРАВЛЯЮЩЕГО КОМПЛЕКСА И МАШИННЫЙ АНАЛИЗ МОДЕЛЕЙ СМЕСЕПРИГОТОВИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ.
4.1. Исследование работы дозирующих устройств.
4.2. Погрешность и производительность дозирования.
4.3. Аналитические зависимости сигналов дозирующих устройств
непрерывного действия
4.3.1. Спиральное дозирующее устройство.
4.3.2. Шнековое дозирующее устройство.
4.3.3. Порционного типа.
4.4. Оценка сглаживания входных потоков при изменении интенсивности
рецикла
4.5. Методика обработки первичных материалопотоковых сигналов, регистрируемых измерительными устройствами
4.6. Алгоритмический анализ определения местоположения время
частотных атомов на карте Вигнера
4.7. Определение режима работы по времячастотной карте режима дозирования.
Основные результаты работы и выводы.
Литература


Процессы и аппараты пищевых производств и Автоматизация производственных процессов и автоматизированные системы управления ГОУ ВПО КемТИПП, и, кроме того, используются при подготовке бакалавров и специалистов, при обучении в магистратуре и аспирантуре. АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены и обсуждены на ежегодных научных конференциях КемТИПП гг. Всероссийских научнопрактических конференциях Кемеровского государственного университета Информационные недра Кузбасса Инновационные недра Кузбасса информационные технологии гг. Кибернетика и технологии XXI века Воронеж г. Инструменты математического моделирования СанктПетербург г. XVI международной научнотехнической конференции Математические методы в технике и технологиях Ангарск, СанктПетербург г. ГОУ ВПО Кузбасский государственный технический университет Кемерово июнь г. САОСАМРОМ Москва, ИПУ РАН октябрь . ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ДОЗИРОВАНИЯ В СМЕСЕПРИГОТОВИТЕЛЬНЫХ АГРЕГАТАХ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ. В первой главе систематизированы и выделены особо важные факторы, влияющие на приготовление однородных по своем составу сыпучих материалов в смесительном агрегате. Как известно, процессы смешивания широко применяются в технологических процессах пищевой промышленности. Для реализации процессов смесеприготовления в непрерывном режиме разработано дозировочносмесительное оборудование, позволяющее осуществлять мультикомпонеытное дозирование сыпучих дисперсных материалов, подавать их к смесительному устройству и смешивать эти ингредиенты в аппарате центробежного типа, снабженном набором каналов директивной организации материальных потоков. Выделены главные проблемы, сопутствующие процесса дозирования и смешивания в агрегатах подобного типа, а также определены и обоснованы современные методы сопровождения в реальных условиях и при моделировании режимов работы дозировочного оборудования средствами вейвлетпреобразований. Особенности процесса дозирования в технологических линиях. Процесс дозирования является одной из составляющих многостадийного процесса производства при эксплуатации любой технологической линии но производству пищевых продуктов. Особую значимость процесс получил при механизированном способе производства. В рамках технологической линии, процесс дозирования необходимо рассматривать не только как составляющую комплексного процесса смесеприготовления, но и как отдельный процесс, направленный как на формирование заданных параметров материальных потоков на предсмесительных стадиях, так и основных требуемых качественных характеристик готовой продукции. Регулирование этого процесса играет важную роль в получении качественных смесевых композиций. Наиболее оперативное вмешательство в технологический процесс производства, с точки зрения его комплексного мониторирования возможно в том случае, когда процесс дозирования выделен из технологической мониторируемой цыпочки в отдельную стадию технологическое звено. Технологическая значимость стадии дозирования заключается в возможности проведения как предварительных расчетов расчетов рабочих рецептур. Это также дает возможность вносить коррекцию в процесс дозирования в реальном режиме времени при помощи информации, получаемой от мониторингового комплекса. Процесс дозирования характеризуется временным и пространственным факторами. Временной фактор учитывает последовательность и временной характер внесения ингредиентов, а пространственный характер потоков ингредиентов непрерывный, импульсный, распыленный, вихревой и др. Технологическая значимость временного и пространственного факторов выражается в совокупности свойств и качества готовой продукции, регламентированных стандартами и техническими документами. В технологических схемах производства пищевых продуктов, связанных с получением многокомпонентных и комбинированных смесей, наибольшая эффективность процессов дозирования и смешивания достигается в непрерывно действующих смесеприготовительных агрегатах при условии согласованного и рационального режимов функционирования его составных частей блока дозаторов и смесителя.