Совершенствование процесса выгрузки зерновых материалов из бункеров зерноочистительных комплексов, функционирующих в условиях сводообразования

• Автор: Зацаринная, Ирина Александровна
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 170 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Анализ работ по исследованию механики сыпучих тел в бункерах

1.2 Особенности функционирования бункерных устройств в условиях сводообразования сыпучих материалов. .

1.3 Краткий анализ технических средств для разрушения сводов в

бункерах.

1.4 Выводы и задачи исследований.

Глава 2 СТОХАСТИЧЕСКИЙ ХАРАКТЕР ИСТЕЧЕНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ БУНКЕРНЫХ УСТРОЙСТВ .

2.1 Выбор модели связного сыпучего тела и обоснование ее

допущений.
2.2 Характер истечения сыпучего материала из бункера
2.3 Модель сводообразования в сыпучих материалах.
2.4 Марковский процесс пеустановившегося режима истечения
сыпучего материала
2.5 Стохастический харакгер образования динамических сводов при
установившемся режиме истечения сыпучих материалов
2.6 Решение уравнения Колмогорова для процесса образования и разрушения динамических сводов при установившемся
режиме истечения сыпучих материалов.
Глава 3 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Цель и задачи экспериментальных исследований.
3.2 Программа экспериментальных исследований
3.3 Оборудование и приборы для проведения
экспериментальных исследований
3.4 Методика определения физикомеханических свойств
сыпучих материалов
3.5 Методика геометрического моделирования бункера для
лабораторных исследований процесса истечения зерновых материалов
3.6 Методика определения расходных характеристик
модельного бункера.
3.7 Статистическая гипотеза закона распределения процесса сводообразования сыпучих материалов и схема
ее проверки
3.8 Методика определения количества повторностей в
каждом опыте.
3.9 Методика планироваггия экстремальных экспериментов
3. Методика определения основных факторов, влияющих
на процесс истечения сыпучих материалов
Глава 4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1 Физикомеханические свойства сыпучих материалов.
4.2 Результаты определения количества повторностей в опыте
4.3 Результаты проверки гипотезы о стохастическом характере
истечения сыпучего материала из бункера
4.4 Результаты проведения многофакторного эксперимента.
Аппроксимация результатов экспериментов уравнением
регрессии
4.4.1 Построение математической модели времени истечения
сыпучего материала из бункера.
44.2 Построение математической модели частоты
сводообразования сыпучего материала 0
4.5 Результаты геометрического моделирования бункера для
лабораторных исследований процесса истечения зерновых материалов.
4.6 Результаты определения расходных характеристик
модельного бункера
4.7 Методика расчета сводоразрушающего устройсгва
Глава 5 ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Дальнейшее развитие механики сыпучих тел связано с исследованиями влияния сил сцепления между частицами сыпучего материала и изучением влияния этих сил на процессы сводообразования; Так в работах И. Г. Иванова [, , ] и Э. В. Дженике [, , ] приводится модель зернового материала с учетом:сил сцепления, зависящих от пористости и скважности сыпучего магериала, размеров и формы зерен. Работы многих исследователей посвящены изучению влияния геометрических параметров бункеров на их производительность. По результатам своих исследований [2, 3] К. Опыты- [, , , ] по исследованию движения песка в цилиндрических сосудах показали снижение расходных характеристик бункеров при переходе их формы от плоскодонной цилиндрической к конической (воронке). В работах А. Автор выявляет закономерность изменения давления-при непрерывном уменьшении угла наклона стенок бункера и обосновывает эффективность использования бункеров с гиперболическими стенками как емкостей для хранения сыпучих материалов с повышенной слеживаемостью. Методика расчета бункеров со стенками, выполненными по форме полулогарифмической кривой, представлена автором О. Richmond [1]. При этом, эксплуатационные испытания бункеров с криволинейными стенками подтвердили их высокую эффективность. Бункер квадратного сечения с постоянным уг лом наклона стенки, напротив, не нашел широкого применения в производстве. Процесс истечения сыпучего материала из такого бункера затруднен из-за явления «зависания» материала над выпускным отверстием. В качестве одного из основных факторов, влияющих на процессы истечения сыпучих материалов и сводообразования в них, отечественные [2, 3, , , ], и зарубежные [8, 1, 6; 8, 9, 0, 1] ученые рассматривают размеры выпускного отверстия бункера. Ими предложены формулы для определения минимальных размеров выпускного отверстия бункера, при которых наблюдается-устойчивое истечение без образования статически устойчивых сводов в потоке сыпучего материала. Л.В. Гячев большое количество работ [, , ,. Он предложил формулу расчета расхода, учитывающую влияние целого ряда факторов [,]. В своей работе [] Л. В. Гячев описал закономернрети истечения; зерновых материалов с бесконечно малыми зернами. Ь>! Из этого выражения, следует, что физико-механические свойств сыпучего материала не оказывают влияние на расход. Данная формула не была подтверждена результатами экспериментальных исследований и, соответственно, не может быть применена для решения практических задач. Много поисковых экспериментов проводилось для определения рациональной формы выпускного отверстия. Исследователи-[0] доказали, что наилучшей формой выпускного отверстия является круг, наихудшей — прямоугольник. Ими была найдена зависимость расхода сыпучего материала от отношения площади дна бункера к площади выпускного отверстия. Кроме того, ими получена зависимость частоты сводооб-разования (в процентах) от угла наклона днища к горизонту при-одинаковых размерах выпускных отверстий и размерах частиц. Проведенный анализ показывает, что в существующих механических моделях сыпучих тел или вообще не учитывается возможность возникновения в бункерах устойчивых сводчатых структур (Р. Л. Зенков [], В. Ф Семенов. Кроме того, многие зависимости для определения расхода сыпучего материала получены без учета, соотношения' диаметра частицы и диаметра выпускного отверстия бункера, не принимается: также в расчет значение наибольшего сводообразующего размера выпускного отверстия. Для объяснения физической сущности процесса сводообразования сыпучих тел при истечении, их из бункеров В. А. Богомягких [] использует теоршо эквивалентного свода. При этом им использованы как основные допущения бессводообразующей модели Л. В. Гячева [], так и свои допущения о возможности образования и разрушения в бункерах сводчатых структур. В своей теории [] В. А. Богомягких определяет условия перехода динамических сводов в статические, при возникновении которых процесс истечения г прекраща-ется. Разрушить эти своды можно лишь с помощью технических средств, параметры и режимы которых должны соответствовать физико-механическим свойствам сыпучего материала.