Обоснование процесса сегрегации при инерционном сдвиговом течении зернового вороха в горизонтальном цилиндрическом решете

• Автор: Патрин, Алексей Васильевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 186 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1. ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. АНАЛИЗ РАБОТ, СВЯЗАННЫХ С ОБЪЕКТОМ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Актуальность и объект исследования

1.2. Анализ работ, связанных с изучением движения сыпучих материалов в цилиндрических барабанах и решетах

1.3. Анализ работ, связанных с совершенствованием конструкции цилиндрических решет

1.4. Анализ работ, связанных с изучением сдвиговых течений сыпучих сред

1.4.1. Послойное движение сыпучих сред

1.4.2. Быстрые сдвиговые течения сыпучих сред

1.4.3. Анализ работ, связанных с изучением процесса сегрегации при быстрых сдвиговых течениях сыпучих сред

Выводы и задачи исследования

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОЦЕССА СЕГРЕГАЦИИ ЗЕРНОВОГО ВОРОХА ПРИ БЫСТРЫХ СДВИГОВЫХ ТЕЧЕНИЯХ В РАБОТЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО РЕШЕТА
2.1 Обоснование оптимального вида движения зернового вороха в цилиндрическом решете
2.2. Принудительный отрыв и свободное падение сыпучей среды в горизонтальном вращающемся цилиндре
2.2.1. Оборачиваемость зернового слоя в цилиндре
2.3. Результаты теоретических расчетов параметров движения зерна в горизонтальном вращающемся цилиндре
2.3.1. Анализ траектории движения зерна после отрыва
2.3.2. Анализ скоростного режима движения зерна в точке падения
2.3.3. Анализ временных характеристик движения зерна во вращающемся цилиндре
2.3.4. Модель движения сыпучей среды в зоне падения
2.4. Графический метод определения интенсивности инерционного сдвигового течения сыпучей среды в горизонтальном вращающемся цилиндре
2.5. Модель процесса сегрегации зернового вороха при инерционных сдвиговых течениях в цилиндрическом решете
Выводы
3. МЕТОЛИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Методика теоретических исследований
3.2. Методика экспериментальных исследований
3.2.1. Устройство лабораторной установки
3.2.2. Определение траектории движения зерна
после принудительного отрыва
3.2.3. Методика определения процесса сегрегации зернового вороха
3.2.4. Порядок проведения и достоверность экспериментальных исследований
3.3. Методика скоростной съемки
3.4. Математическая обработка экспериментальных данных .
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ИНЕРЦИОННОГО СДВИГОВОГО Л ЕЧЕНИЯ ЗЕРНОВОГО ВОРОХА
В ГОРИЗОНТАЛЬНОМ ВРАЩАЮЩЕМСЯ ЦИЛИНДРЕ
4.1. Условия перехода сыпучей среды во вращающемся цилиндре
в водопадный режим движения
4.2. Движения зерна в зоне отрыва
4.3. Результаты экспериментальных исследований по определению параметров движения зерна в зоне падения
4.4. Экспериментальная проверка процесса разделения зерновой смеси
на фракции в цилиндрическом решете
5. ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРЕДЛАГАЕМОГО СПОСОБА СОРТИРОВАНИЯ
5.1. Определение технологических и конструктивных параметров 2 зерноочистительной машины
5.2. Определение мощности, необходимой для работы 5 зерноочистительной машины
5.3. Техникоэкономические показатели применения предлагаемой 6 зерноочистительной машины
5.4. Расчет экономической эффективности
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВ АНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


В экспериментальных установках и в процессе работы шаровых мельниц конфигурация свободной поверхности загрузки имеет профиль, отличный от профиля ограниченного окружностями Дэвиса, и в действительности представляет малоподвижное ядро влияющее, как показали исследования , на линию отрыва загрузки. В теории Дэвиса не учитывается взаимодействие частиц загрузки в момент отрыва. Н.П. Неронов и многие другие авторы 6, , применили теорию подталкивания шаров, чтобы учесть реальность условий выхода мелющего шара на параболическую траекторию. Здесь та же ошибка, что и у М. Н. Летошнсва не учитываются в уравнениях свойства системы сыпучая среда. Во всех работах, начиная с работ Дэвиса, М. Н. Летошнева, не учитывается проскальзывание частиц в момент перехода их с параболических траекторий на круговые. А.Н. Марюта в своей работе отмечает В заключении следует отметить, что использование теоретических предпосылок Дэвиса для построения эффективных моделей механики внутримельничной нагрузки не может дать положительных результатов. Свидетельством тому разработка большого количества приближенных формул для вычисления мощности, потребляемой барабанными мельницами, где используются основные положения теории Дэвиса. Авторы научных работ, изучавшие движение сыпучей среды в цилиндрических барабанах, до х годов не рассматривали сыпучую среду как систему, а заменяли часть сыпучей среды элементарной частицей, прикладывая к ней силы тяжести, трения, инерции. Обрабатываемая среда в виде сыпучего тела отсутствовала. М.Н. Летошнев делал попытку в одной из работ дать теорию взаимодействия слоя круглых моделей, находящихся на поверхности вращающегося цилиндра, однако эта работа осталась незаконченной. Продолжил идею М. Н. Летошнева математически описать и решить задачу взаимодействия частиц в цилиндре М. Ю. Ельцов , который с помощью вычислительной машины ЕС для мелющих шаров в плоском сечении определял скорость, энергетический уровень взаимодействия, направление движения шаров. Однако сложность расчетов и отсутствие связи с обрабатываемой загрузкой не имеют перспективы использования этого направления. В последних работах Сланевского , Ю. В. Науменко , , Трофимова 3, В. Н. Долгунина при изучении цилиндрических рабочих органов машин применили методы механики сплошной среды. Такой переход от детерминистского подхода, в котором закономерности, полученные для материальной точки, переносились на все сыпучее тело, к изучению механики движения в цилиндре всей сыпучей среды, как системы, вызван, вопервых, несоответствием теории и практики работы машин, а также достигнутым в настоящее время уровнем развития теории упругопластических сред. Рассмотрим более подробно работу Сланевского Основы меха. Челночный. Данный режим является наиболее неблагоприятным для грохотов, смесителей, решет. Каскадный или режим переката, когда при небольших скоростях вращения и средних загрузках сыпучий материал в форме сегмента поднимается на угол в сторону вращения цилиндра. Сыпучий материал циркулирует за исключением центрального ядра. В этом режиме работают простые цилиндрические решета К 0,7 0,9. Водопадный. При скорости вращения цилиндра, близкой к критической, при достаточно большой загрузки и коэффициенте трения по поверхности, сыпучий материал поднимается по круговым траекториям вместе с поверхностью цилиндра, затем отрывается и падает водопадом по параболическим траекториям. Водопадный режим является неустойчивым при незначительных изменениях загрузки, оборотов, свойств сыпучей среды переходит в смешанный режим или трубчатый. Трубчатый режим или режим махового колеса возникает при значительном повышении скорости вращения цилиндра и достаточной загрузке. Сыпучий материал располагается на поверхности цилиндра в форме кольца и вращается вместе с цилиндром. Теорию водопадного режима Сланевский построил на основе концепции приграничного слоя, состоящей в том, что в области отрыва среды с внутренней поверхности барабана совместно с ним движется слой переменной высоты И приграничный слой рис. Рис.