Розглянуто проблему моделювання конструкційно-технологічних параметрів конусного ротаційного дискового дозатора-змішувача сипких компонентів для приготування однорідної кормової суміші, зокрема комбікормів. Розроблено схему сил, що діє на частинку при її переміщенні по поверхні обертаючого конусного диску. Розглянута елементарна частинка, як матеріальна точка і диференціальне рівняння руху у векторній формі. Особливістю математичної моделі є прийняття системи координат нерухомою. Початок відліку системи координат співпадає з вершиною конусного диску. Вісь X співпадає з твірною конуса диска, вісь Y направлена перпендикулярно твірній конуса і в сторону обертання. Система диференціальних рівнянь, яка характеризує динаміки переміщення частинки сипкого матеріалу по поверхні конусного ротаційного диску з врахуванням розкладеної сили тертя на взаємно перпендикулярні осі X і Y та динаміки зміни сили тертя в залежності від місця знаходження матеріальної частини на поверхні конусного диска. Рішення диференціального рівняння руху частинки проведено чисельно і дозволяє моделювати рух дисперсного матеріалу по поверхні конусного ротаційного диску дозатора-змішувача сипких компонентів корму в залежності від кутової швидкості обертання конусного диску, кута твірної конуса і характеристики матеріалу частинки.

Мета дослідження - вирішення прикладної задачі, що полягає у підвищенні якості приготування комбікормів за рахунок покращення однорідності змішування компонентів із використанням дозатора-змішувача. Запропоновано нові способи дозування та змішуванння компонентів комбікормів за використання низького вакуумметричного тиску в зоні змішування. Розглянуто процес сходження частинки компонента з ротаційного конусного диска. Розроблено аналітичні рівняння, що описують рух частинки компонента комбікорму по поверхні конуса без лопатки та з криволінійними лопатками заданого радіуса. Надано результати моделювання швидкості та траєкторії переміщення частинки по поверхні ротаційного конусного диска. Розроблено конструкцію та виготовлено дозатор-змішувач компонентів комбікормів, програму та методику експериментальних досліджень. Експериментально встановлено залежність продуктивності та приведеної потужності від радіуса кривизни лопатки, частоти обертання та кута твірної конусного дискового дозатора-змішувача та вакуумметричного тиску в зоні змішування. Наведено результати експериментальних досліджень однорідності змішування залежно від критеріальних параметрів технологічного процесу. Річний економічний ефект від впровадження дозатора-змішувача із конусним дисковим робочим органом становитиме - 27 466 грн (у цінах на 30.06.2015 p.).

Експериментально-аналітичне моделювання процесів на рівні фізичних явищ та закономірностей, у тому числі технічного, технологічного та на рівні оперативного управління процесів, вимагає враховувати значну кількість факторів, які характеризують взаємозв'язки між параметрами технологічного процесу й фізико-механічними характеристиками компонентів, що приймають участь в технологічному процесі. Для узагальнення та визначення характеристик виконання технологічного процесу доцільно одержати структуризовані залежності, які описують у першому наближенні фізику процесу і уможливлять визначення критичних меж факторів. Використання теорії розмірності у разі факторного планованого експерименту надає змогу скоротити кількість факторів, що спрощує математичну інтерпретацію характеру критерію відгуку і забезпечує графічне представлення у вигляді 3-D моделі. Вихід на фундаментальні числа подібності підтверджує достовірність моделі і розширює число факторів, які безпосередньо через числа подібності характеризують фізичну суть процесів і уможливлюють оптимальне управління задачами за заданими критеріями.

Індекс рубрикатора НБУВ: Л116.31-51

Рубрики:

Дозування твердих тіл

Шифр НБУВ: Ж28588 Пошук видання у каталогах НБУВ