Разработка непрерывнодействующего смесительного агрегата центробежного типа для получения сухих многокомпонентных композиций

• Автор: Аверкин, Сергей Васильевич
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 150 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение и постановка задач исследования

ГЛАВА 1 . ТЕОРЕШЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА СМЕШИВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ АППАРАТУРНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОКЮР

1.1. Основные теоретические аспекты процесса

смешивания сыпучих материалов.

1.2. Моделирование процесса непрерывного смешивания сыпучих материалов. Достижения и проблемы

1.3. Влияние на процесс непрерывного смешивания

флуктуаций питающих потоков.

1.4. Смесительное оборудования для переработки сыпучих

материалов, состояние и перспективы развития

Выводы по главе.

ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ В
НЕПРЕРЫВНОДЕЙСТВУЮЩЕМ СМЕСИТЕЛЬНОМ АГРЕГАТЕ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ТИПА
2.1. Системный поход при моделировании и исследовании реальных объектов, принципы и преимущества.
2.2. Анализ схем движения материальных потоков в СНД. . 2.3. Влияние процесса усреднения материальных
потоков на снижение их неоднородности.
2.4. Обобщенная модель процесса смешивания
Выводы по главе.
ГЛАВА 3. АППАРАТУРНОЕ И МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ЭКСПЕРИМЕ1 НАЛЫ 1ЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Описание лабораторноисследовательского стенда
3.2. Дозировочное оборудование стенда
3.3. Центробежный СИД с опережающими
материальными потоками и рециркуляцией смеси
3.4. Прибор и методика для определения концентрации ферромагнитного трассера в смеси
3.5. Сыпучие материалы, использованные в экспериментальных исследованиях.
3.6. Методика определения корреляционной функции
случайного процесса.
Выводы по главе.
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ РАБОТЫ СМЕСИТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА
4.1. Исследование работы дозировочного оборудования
4.1.1. Влияние режимов работы шнекового дозатора
на погрешность дозирования
4.1.2. Параметры сигнала,
формируемого блоком дозирующих устройств
4.2. Исследование работы центробежного СНД.
4.2.1. Исследование характера движения
материальных потоков в смесителе
4.2.2. Определение среднего времени пребывания материала в смесителе
4.2.3. Исследование влияния параметров работы смесителя и характеристик входного
потока на качество смешивания.
4.2.4. Исследование диспергирующей способности смесителя
4.2.5. Определение удельных затрат энергии.
4.3. Применение смесителя для получения
композиций с добавками жидкости
4.4. Практическая реализация работы
4.4.1. Методика инженерного расчета смесительного агрегата
4.4.2. Разработка аппаратурного оформления
процесса смешивания при производстве мороженого
Выводы по главе
ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Приготовление композиций с заданными качественными характеристиками зависит как от организации рабочего процесса, так и от теоретического описания, которое позволяет разрабатывать и проектировать высокоэффективное оборудование и выявлять его рациональные режимы работы. Многообразие аппаратурного оформления и способов реализации процесса смешивания предполагает наличие определенных требований при выборе узлов смесительного агрегата (С А). Главными факторами, определяющими этот выбор, являются заданное качество смеси, максимальное снижения удельных затрат энергии и производственных площадей. Анализ публикаций, посвященных вопросам смешивания сыпучих материалов, показывает всю сложность этого механического процесса. Существенный вклад в развитие теории и практики смешивания сыпучих материалов внесли многие исследователи [, , , -, , , , ]. Вопросы моделирования и аппаратурного оформления процессов смешивания гетерогенных систем рассмотрены в работах и монографиях [, , -, , , , , , -, -] и другой литературе. Процесс смешивания можно характеризовать как пространственное распределение двух и более компонентов с целью получения однородной по составу, физико-механическим и другим свойствам среды, называемой смесью. Этот процесс носит случайный характер []. По сравнению с подобными процессами, протекающими в газах и жидкостях, смешивание сыпучих материалов имеет ряд отличительных особенностей. В первую очередь это обусловлено тем, что сыпучие материалы представляют собой совокупность твердых макрочастиц, в то время как газы и жидкости представляют собой совокупность отдельных атомов и молекул. Поэтому для осуществления процесса смешивания необходимо, прежде всего, значительное внешнее силовое воздействие, позволяющее частицам смеси перемещаться относительно друг друга. Смешивание материалов можно осуществлять двумя принципиальными способами - случайным и упорядоченным []. Первый заключается в том, что сыпучие материалы, занимающие определенный объем, смешиваются под влиянием внешнего силового воздействия, которое вызывает хаотичное перемешивание макрообъемов и отдельных частиц. Второй способ предполагает, что устройство для смешивания упорядоченно размещает исходные компоненты в некотором объеме. Оба этих способа имеют свои преимущества и недостатки. Случайный способ предполагает произвольную подачу сыпучих материалов, но при этом требует значительных затрат энергии и времени. Упорядоченный способ предусматривает непрерывную, согласованную и равномерную подачу двух или нескольких компонентов в одно и тоже место, чего трудно достичь, если их соотношение составляет 1: и более. Для всех вышеупомянутых случаев необходимо добиться равномерного распределения исходных компонентов по всему объему смеси. Однородность (качество) смеси принято оценивать по величине вариации ее состава в разных частях. Известно более двадцати оценок однородности смеси [, ]. Как правило, при исследовании процесса смешивания исходят из случайного характера распределения компонентов по объему смеси, поэтому мерой оценки ее качества принимают параметры, характеризующие распределение случайной величины. Такими параметрами являются дисперсия, среднеквадратичное отклонение (СКВО), корреляционный момент, коэффициент вариации и другие. В настоящее время нет единого мнения по выбору определяющего параметра, характеризующего качество смеси. Наиболее целесообразно применение безразмерных параметров оценки однородности смеси [, , , , , 0]. На практике процесс смешивания производится или периодически или непрерывно. Периодический процесс смешивания, по своей сути, предполагает использование случайного способа смесеприготовления, который описан выше, и включает в себя следующие стадии: загрузку компонентов в смеситель, их смешивание и выгрузку. При периодическом смешивании загрузка компонентов производится дозаторами в соответствии с рецептурой смеси либо за один раз, либо поэтапно. Все они, в принципе, происходят одновременно, но их скорость в разное время различна, а значит, не одинакова и степень влияния на однородность смеси. При конвективном смешивании происходит перераспределение макрообъемов компонентов по всему объему смеси. Благодаря этому её неоднородность быстро снижается.