LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


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

у межах від 400 до 550 при (щнорм - щнак) = 28,15...18,66 с-1. За таких умов потужність, що споживається змішувачем, становить Р = 320...410 Вт.

У третьому розділі розкрито засоби та методи експериментальних досліджень роботи автоматизованого ВЗБД із додатковою зоною змішування та наведено їх результати.










Рис. 9. Загальний вигляд роторів ВЗБД

З метою перевірки отриманих математичних моделей створено дослідну установку, що дає можливість досліджувати роботу автоматизованого змішувача як з одним, так і з двома роторами (рис. 9). В якості матеріалів для дослідження обрано гранульовані поліетилен та поліпропілен, як одні з найбільш широко розповсюджених у легкій промисловості.

Експериментальні дослідження згладжувальної здатності виконано для однороторного та двороторного змішувачів. Визначена зміна концентрації ключового компонента суміші на виході змішувача після миттєвого введення додаткових 10% ключового компоненту (рис. 10) та розраховано значення постійних часу.

Різниця між експериментальними та аналітичними (1) результатами становить 8,2% для однороторного змішувача і 3,5% для двороторного. Застосування двороторного змішувача дозволяє зменшити коефіцієнт неоднорідності на 30,3%.














Рис. 10. Дослідження згладжувальної здатності змішувачів

"○" – результати експериментальних досліджень однороторного змішувача, "+" – результати експериментальних досліджень двороторного змішувача, "▬" – результати аналітичних розрахунків (1)

Результати дослідження підтверджують гіпотезу про підвищення згладжувальної здатності змішувача з додатковою зоною змішування. При цьому застосування двороторного змішувача дозволяє зменшити коефіцієнт неоднорідності.

Дослідження середнього часу знаходження частинок у змішувачі проводилось для однороторного та двороторного змішувачів з різною продуктивністю дозаторів. Результати досліджень наведено на рис. 11. На основі експериментальних даних отримано рівняння регресії, що визначають залежності середнього часу знаходження частинок у змішувачах від швидкостей обертання їх роторів:

(однороторний)

(23)

(двороторний)

(24)










Рис. 11. Дослідження середнього часу знаходження частинок у змішувачі

"□" – результати експериментальних досліджень; "1" – для однороторного змішувача; "2" – для двороторного змішувача; "▬" – регресійні криві

Різниця між отриманими рівняннями регресії та експериментальними даними не перевищує 2,2%. Аналіз результатів дослідження свідчить, що введення додаткового ротора у змішувач спричиняє підвищення середнього часу перебування частинок суміші у ньому в середньому на 20,4% при незмінній швидкості обертання роторів. Зважаючи на те, що довжина траєкторії руху частинки пропорційна часу її руху (при сталій швидкості обертання роторів), можна стверджувати, що ВЗБД запропонованої конструкції підвищує запас матеріалу на 20,4% без зниження розрідженості потоків суміші у ньому та дає можливість підвищити продуктивність змішувача також на 20,4%. Рівняння (23), (24) визначають допустимий діапазон збільшення швидкості обертання роторів двороторного змішувача при збереженні середнього часу перебування частинок у ньому. Для введення додаткової зони змішування дозволяє підвищити швидкість обертання роторів на 24,4...38,2%.

Запропонована система визначення параметрів суміші встановлює момент виникнення та рівень відхилень у складі суміші. Ця інформація дозволяє не тільки корегувати роботу дозаторів, а і зменшувати величину самого відхилення. Для дослідження впливу часу реакції пристрою керування дозаторами та часу роботи у режимі накопичувача на відсотковий склад суміші Скк проведено повнофакторний експеримент типу 22. Фактори, що змінювались: tр – час реакції пристрою керування дозаторами, tн – час роботи у режимі накопичувача. В результаті дослідження отримано наступне рівняння регресії:

(25)

Співставлення отриманих даних (рис. 12) свідчить про їх відповідність результатам аналітичних досліджень (18)...(20).

На рис. 13 показано результати експериментального дослідження потужності, що споживається, при переході зовнішнього ротора із накопичувального у нормальний режим роботи. Аналіз результатів досліджень виявив відповідність експериментальних даних аналітичним розрахункам. Отримане рівняння регресії дозволяє визначати максимальну потужність, що споживається при заданому режимі роботи:

(26)
















Рис. 12. Дослідження впливу параметрів системи керування на відсотковий склад суміші

поверхня – результати аналітичного дослідження; "♦" – результати експерименту

Рис.13. Дослідження потужності, що споживається автоматизованим змішувачем

"x" – дані, що отримані експериментально;

"▬" – результати аналітичних розрахунків(22)

Різниця між результатами експерименту і даними, отриманими за рівнянням (26), в середньому становить 4,6 %, що дозволяє використовувати отримане рівняння для інженерних розрахунків. Виходячи з результатів досліджень, можна рекомендувати встановлювати мінімальне значення часу переходу зовнішнього ротора з накопичувального у нормальний режим роботи не менше 4 секунд, що відповідає підвищенню споживання потужності на 76,7%.

Четвертий розділ присвячено практичній реалізації результатів досліджень. Розглянуто конструкцію запропонованого автоматизованого відцентрового змішувача безперервної дії та вплив його параметрів на якість готової суміші. Представлено алгоритм керування змішувачем та опис системи керування його роботою. Запропоновано інженерний метод та алгоритм проектування автоматизованого ВЗБД з додатковою зоною змішування, в основі якого лежать математичні моделі, отримані в ході аналітичних та експериментальних досліджень.

Згідно запропонованого методу першим етапом проектування є визначення раціональних параметрів змішувача. Другий етап передбачає розрахунок параметрів внутрішнього ротора: радіуса основи, кута розтрубу, висоти, швидкості обертання. На третьому етапі виконується визначення параметрів корпусу та зовнішнього ротора.