Русская версия English version

Об оценке содержания ключевого компонента после ударного рассеивания сыпучих материалов на начальном этапе порционного смешивания

А.Б. Капранова, И.И. Верлока

Вестник ИГЭУ, 2016 г. выпуск 3, сс. 78—83

Скачать PDF

Аннотация на русском языке: 

Состояние вопроса: Однородные композиты с регламентируемыми физико-механическими свойствами, в том числе сыпучие, широко используются для нужд тепловой энергетики и атомной промышленности. Актуальная проблема получения качественной смеси с заданным соотношением объемных долей сыпучих компонентов, например 1:10 и более, может быть решена с помощью устройств гравитационного типа, в которых реализуется принцип порционного смешивания твердых дисперсных компонентов в разреженных потоках. Формирование указанных разреженных потоков достигается различными способами: при работе щеточных элементов и ударном взаимодействии с отбойной поверхностью.

Материалы и методы: Использован стохастический метод математического моделирования, основанный на неравновесном представлении состояний энергетически открытой макросистемы.

Результаты: Рассматривается вопрос об оценке содержания ключевого компонента после ударного рассеивания сыпучих материалов на начальном этапе порционного смешивания с привлечением стохастического подхода. Моделирование выполнено с учетом механических свойств усредненных разреженных потоков материалов при ударе о плоскую отбойную поверхность. Предложен метод оценки объемной доли ключевого компонента после ударного рассеивания сыпучих материалов на начальном этапе порционного смешивания в рабочей камере гравитационного устройства. В рамках данного метода использованы неравновесные дифференциальные функции распределения числа частиц смешиваемых компонентов по углу их разбрасывания после ударного взаимодействия с плоским отбойником. Приведены примеры расчета указанных функциональных зависимостей для распределения частиц компонентов в разреженных потоках при смешивании двух сыпучих материалов.

Выводы: Теоретически выявлены условия возможного получения качественной сыпучей смеси в рабочей камере гравитационного устройства на начальном этапе порционного смешивания вследствие полученного сближения кривых для неравновесных дифференциальных функций распределения числа частиц для двух компонентов по углу их разбрасывания после ударного взаимодействия с отбойной поверхностью. Результаты могут быть использованы для расчета коэффициента неоднородности смеси не только на начальном, но и на последующих стадиях исследуемого процесса порционного смешивания твердых дисперсных сред.

Ключевые слова: сыпучие компоненты, гравитационное устройство, порционное смешивание, начальная стадия, стохастичность, неравновесный процесс, функция распределения, угол разбрасывания.

Список литературы на русском языке: 
  1. Оптимальное управление смешиванием сегрегирующих дисперсных материалов / В.Е. Мизонов, Н. Berthiaux, С. Gatumel, К.А. Шелатонова // Вестник ИГЭУ. – 2014. – Вып. 2. – С. 50–54.
  2. Влияние пристеночного эффекта на вибрационное смешивание дисперсных материалов / И.А. Балагуров, В.Е. Мизонов, H. Berthiaux, C. Gatumel // Вестник ИГЭУ. – 2015. – Вып. 2. – С. 58–62.
  3. Климонтович Ю.Л. Турбулентное движение и структура хаоса: Новый подход к статистической теории открытых систем. – М.: ЛЕНАНД, 2014. – 328 с.
  4. Зайцев А.И., Бытев Д.О. Ударные процессы в дисперсно-пленочных системах. – М.: Химия, 1994. – 176 с.
  5. Капранова А.Б., Верлока И.И.,  Зайцев А.И. Сравнительный анализ равновесных и неравновесных функций распределения смешиваемых сыпучих сред  // Математические методы в технике и технологиях (ММТТ-28): сб. тр. ХХVIII Междунар. науч. конф. в 12 т. Т. 8.  – Саратов: Саратов. гос. техн. ун-т, 2015; Ярославль: Ярослав. гос. техн. ун-т; Рязань: Рязанск. гос. радиотехн. ун-т, 2015. – С. 223–227.
  6. Бакин М.Н., Капранова А.Б., Верлока И.И. Исследование распределения сыпучих компонентов в рабочем объеме барабанно-ленточного смесителя // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 5 (Ч. 5). – С. 928–933.
  7. Оценка параметра восстановления ударно-взаимодействующих потоков твердых дисперсных сред с наклонным отбойником / А.Б. Капранова, М.Н. Бакин, А.Е. Лебедев, А.И. Зайцев // Изв. вузов. Химия и химическая технология. – Иваново, 2013. – Т. 56, вып. 8. – С. 111–113.
  8. Бутенин Н.В., Лунц Я.Л., Меркин Д.Р. Курс теоретической механики. Т. 2. – М.: Наука, 1979. – 544 с.
  9. Макаров Ю.И. Аппараты для смешения сыпучих материалов. – М.: Машиностроение, 1973. – 216 с.
Ключевые слова на русском языке: 
сыпучие компоненты, гравитационное устройство, порционное смешивание, начальная стадия, стохастичность, неравновесный процесс, функция распределения, угол разбрасывания
Ключевые слова на английском языке: 
loose components, gravitational device, batch mixing, initial stage, stochasticity, non-equilibrium process, distribution function, atomization angle
Индекс DOI: 
10.17588/2072-2672.2016.3.078-083
Количество скачиваний: 
23