LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


Головна Легка промисловість → Розробка автоматизованого відцентрового змішувача безперервної дії з додатковою зоною змішування для сипких матеріалів легкої промисловості

одержаних результатів полягає у тому, що на основі аналітичних досліджень кінематики та динаміки руху частинок у змішувачі обґрунтовано умови створення та алгоритми проектування ВЗБД. При цьому вперше отримані наступні наукові результати:

  • створено математичні моделі процесу змішування сипких середовищ у ВЗБД;

  • аналітично обґрунтована можливість підвищення продуктивності та згладжувальної здатності ВЗБД шляхом введення додаткової зони змішування;

  • запропоновано наукові основи створення автоматизованих змішувачів безперервної дії для сипких середовищ.

Практичне значення одержаних результатів. Практичне значення дисертаційної роботи полягає в тому, що на основі проведених досліджень:

  • введена додаткова зона змішування з керованим режимом роботи;

  • розроблено новий відцентровий змішувач безперервної дії з підвищеними згладжувальною здатністю та продуктивністю і можливістю корегування складу суміші (патент України на корисну модель № 18784, Бюл. №11, від 15.11.2006);

  • розроблено спосіб визначення параметрів суміші під час роботи змішувача (деклараційний патент України № 66717 А, Бюл.№5, від 17.05.2004);

  • розроблено алгоритм проектування нових автоматизованих відцентрових змішувачів безперервної дії;

  • результати дисертаційної роботи впроваджено у виробництво на заводі кабельних бортових мереж для автомобілів ТЗОВ "Кромберг енд Шуберт Україна". Розрахункова економічна ефективність складає 45620 грн. на рік.

Особистий внесок здобувача. Полягає у постановці та вирішенні основних експериментальних і теоретичних завдань. За безпосередньою участю автора здійснено вибір предмету дослідження, створено та удосконалено ряд методів і засобів досліджень, виготовлено відцентровий змішувач безперервної дії з підвищеними згладжувальною здатністю та продуктивністю і можливістю корегування складу суміші, розроблено спосіб визначення параметрів суміші під час роботи змішувача. Конкретний персональний внесок здобувача в опублікованих наукових працях у співавторстві з науковим керівником полягає у вирішенні основних теоретичних та прикладних задач [2, 4], проведенні експериментів [5, 6], отриманні результатів [1, 7].

Апробація роботи. Основні теоретичні положення та результати дисертаційної роботи доповідалися та одержали позитивну оцінку на:

  • 3-ій Міжнародній науково-технічній конференції "Інформаційна техніка та електромеханіка" (ІТЕМ-2005), м. Луганськ;

  • ІV Українсько-Польській науково-технічній конференції молодих науковців "Механіка та інформатика", м. Хмельницький, 2006;

а також на чотирьох конференціях молодих вчених, аспірантів та студентів Київського національного університету технологій та дизайну протягом 2003 – 2006 років.

Публікації. За результатами дисертації опубліковано 9 робіт, серед яких 7 наукових статей у фахових виданнях, рекомендованих ВАК України, та 2 патенти України.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається із вступу, чотирьох розділів, загальних висновків, списку літературних джерел та додатків. Робота надрукована на 130 сторінках, містить 54 рисунки, 5 таблиць, 140 найменувань використаних джерел та 35 сторінок додатків. Загальний обсяг дисертації становить 181 сторінку.


ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми, сформульовано мету та основні задачі досліджень, показані наукова новизна та практичне значення роботи.

Перший розділ присвячено аналізу сучасного стану дослідженнь обладнання та процесів виготовлення композицій з сипких матеріалів, який показав, що найбільш перспективним для застосування у легкій промисловості є змішувальне обладнання безперервної дії. Дослідженню процесів, що виникають під час роботи такого обладнання, та його проектуванню присвячені роботи професорів Макарова Ю.І., Александровського А.А., Зайцева А.І., Ахмадієва В.Г., Бурмістенкова О.П. та ін. Встановлено, що основними параметрами, які характеризують роботу змішувача є його згладжувальна та змішувальна здатність. Розглянуто існуючі конструкції ВЗБД та принципи їх роботи. Виявлено, що вдосконалення ВЗБД здійснюється у двох напрямках: по-перше, створенням додаткових зон змішування і, по-друге, інтенсифікацією руху частинок по внутрішній поверхні ротора за рахунок створення рециркуляції та складних траєкторій руху частинок з різними швидкостями. Встановлено, що сучасні конструкції відцентрових змішувачів безперервної дії не дозволяють корегувати склад суміші у процесі роботи. Для дослідження впливу конструктивних параметрів обладнання на якість виготовлення суміші необхідно мати математичний опис руху частинок всередині змішувача. Розглянуто відомі математичні методи моделювання роботи змішувачів безперервної дії. Встановлено, що в процесі моделювання будь-яку композицію сипких матеріалів представляють як суміш, що складається з двох компонентів: ключового та основного. Виявлено, що найбільш доцільним є застосування методів дослідження, які передбачають розбиття змішувача на сукупність ланок, кожна з яких має свою передаточну функцію. Для визначення параметрів ланок необхідно розробити фізичну модель взаємодії частинок суміші із робочими органами змішувача. Такий підхід забезпечує можливість застосування отриманої математичної моделі у широких межах зміни параметрів змішувача. Розглянуто основні властивості сипких матеріалів, їх вплив на перебіг процесу змішування.

Корегування складу суміші потребує інформації про її поточний склад. Розглянуто існуючі методи визначення параметрів суміші. Виявлено, що вони не можуть застосовуватись у системах керування змішувальним обладнанням безперервної дії через високу тривалість циклу вимірювання. У зв'язку з цим, встановлено необхідність створення нового способу дослідження параметрів суміші з короткою тривалістю циклу вимірювання.

Другий розділ присвячено аналітичним дослідженням процесу змішування у автоматизованому ВЗБД. У роботі висунуто гіпотезу, що за рахунок створення додаткової зони змішування з керованим режимом роботи з'являться можливості створення нового змішувального обладнання, підвищення однорідності суміші, згладжувальної здатності і продуктивності змішувача. Під час проведення аналітичного дослідження згладжувальної здатності як реакції системи на імпульсну зміну об'ємної продуктивності дозатора ключового компонента, змішувач представлено як ланку ідеального змішування. Зміна концентрації компонентів суміші при проходженні цієї ланки визначається за допомогою диференціального рівняння першого порядку:

,

(1)

де Tзм – постійна часу змішувача; Свих(t) – концентрація компоненту суміші на виході змішувача; Свх(t) – концентрація компоненту на вході змішувача.

Математична модель (1) включає постійну часу змішувача, що визначається його геометричними