Введение к работе
Актуальность темы. Анализ результатов теоретических и экспери-іентальшх исследований процесса смешения сыпучих материалов (СМ) [оказывает значительное преимущество непрерывнодействующих агрега-ов по сравнению с периодическими. Переход на аппаратурное оформ-iemie стадии смешивания порошкообразных материалов по непрерывной :хеме дает возможность автоматизировать процесс, заметно уменьшить іагрязнение производственных помещений и окружающей среди пылевытли сбросами, улучиить условия труда и культуру производства, а также 'величить производительность труда при одновременном снижении шергопотребления, металлоемкости и себестоимости готового продук- < 'а.
В последние годы отечественные ученые (Макаров Ю.И., Александ-гавский А.А., Ахмадиев Ф.Г., Зайцев А.И., Иванец В.Н. и др.) опуб-пшовали ряд интересных исследований, связанных с разработкой воп-гасов теории непрерывного смешивания. В то ке время разработке те-ірии и инженерных методов расчета непрерывнодействующих смеситель-шх агрегатов, включающих в свой состав дозирующие устройства раз-ячного типа, посвящено сравнительно небольшое количество работ. В частности недостаточно изучено вліяіше входных сигналов, формируемых дозаторами, и динамических характеристик смесителей непрэрыв-[ого действия (СНД) на качество композиций, получаемых в нем. Не-іавершеїшость этих исследований сдер:швает разработку новых более ннверсзлышх типов смесительных агрегатов, которые бы наиболее годно соответствовали постоянно растущим требованиям к гсмоген-гасти продукта и условиям каждого конкретного производства.
Для успешного решения стоящих вопросов необходимо привлечь но-:ые технолопш, в которых используются современные достижения паузі и техники. К ним относится способ вибрационного смешивания. Его. целесообразность доказана в работах отечествешше .ученых (Ребннде-іа П.А., Скрамтаева Б.Г., Михайлова Н.В., Урьева Н.Б., Членова >.А., Кунноса Г.Я., Талейсника М.А. и других). Ими развиты представления о структурообразовавди полидисперсных материалов и гаказзна возможность улучшения их свойств путем преобразования ;трукт.ур при вибромеханических воздействиях; Кроме того важными [реимуществами вибрационных смесителей является меньшие значения дольного оасхода энергии и износа рабочих поверхностей та срзвне-
шш с другими смесителями принудительного действия. Поэтому разра Сотка эффективных непрерывнодействующих смесительных агрегато: вибрационного типа для переработки мелкозернистых и порошкообраз них материалов, создание теории и методики их расчета является ак туальной научной задачей, представляющей большой практический ин терес для ряда ведущих отраслей народного хозяйства.
Диссертационная работа сформировалась при выполнении комп лексной научно-технической программы "Продовольствие", приказ Мин вуза РСФСР N 190 от 30,06.85 г. (тема Об.63 "Разработка непрерыв недействующих смесительных, агрегатов для приготовления высокока чественных продуктов питания") и целевой региональной научно-тех нической программы "Кузбасс" (гша 4.2.3 "Интенсификация процесс смешивания високодисперсних материалов и разработка'его аппаратур ного оформления").
Цэль и задачи исследований. Целью данной работы является соз дание. смесительного агрегата включающего в свой состав СНД вибра ционного-типа с направленной организацией потоков (с рециклом) дозирующие устройства к нему для получения композиций дисперсны материалов хорошего качества при соотношении компонентов 1:50 выше на основе теоретических и экспериментальных исследований прс цесса непрерывного смешивания, взаимного влияния входных сигналов формируемых дозаторами, и характеристик СНД на качество готовог продукта. В соответствии с поставленной целью в диссертации решг лись следующие 'задачи: разработка математической модели непрерыЕ недействующего;смесительного агрегата вибрационного типа на осное кибернетического метода, позволяющая в диалоговом режиме с ЭВМ лс добрать рациональныесогласованные параметры работы СНД и дозатс ров для получения композиции заданного качества; разработка новь конструкций СНД вибрационного типа с направленной организацией лс токов; проведение анализа результатов физического и машинного-мс делироваїшя системы смеситель-дозатор.
Научная новизна работы. Разработана математическая модель: ног рерывнодействующего смесительного агрегата, позволяющая на осної ее анализа назначать"'.рациональные реяодмы совместной работы' дозатс ров и смесителя вибрационного типа с рециклом; выявлены качестве! нке и количественные закономерности сглаживания дискретных входа воздействий смесителем' с регулируемыми инерционными СБ'ойствамз создана инагак&рнгя методика расчета геометрических: и режимных ш рьмотров ввртикальнс-ьибрацисшшх СНД.'
- з -Практическая ценность и реализация результатов. Развитие науч-шх основ непрерывного процесса смешивания сыпучих материалов поз-юлило разработать конструкции трех "вертикально-вибрационных ;месителей (ВВС) (а.с. N 1674943, II 1716697 и N 1793956) и четырех >бъемных дозаторов (а.с. М 1648832, М 1692886, N 1744439 и пологяі-'9льно8 репзнио). С участием автора разработано аппаратурное >формление стадии непрерывного смепиваиия на основе вертикаль-ю-вибрациошюго смесителя по а.с. IT 1716697 в производствах комбикорма производительностью 380 кг/час (птицефабрика, г. Кемеро-
30), ПЛОДОВО-ЯГОДНОГО КИСеЛЯ ПрОИЗВОДИТеЛЬНОСТЬЮ 350 КГ/ЧаС (ГШЩЄ-
сомбинат, г. Тошси, кемеровской области) и композиции 03-010-02 фоизводительностью 500 кг/час (фирма "Токем", г. Кемерово). Мате-, шали диссертационной работа используются в учебном процессе на сафедре "Процессы, машини и аппарата пищевых производств" Кемеровского технологического института пищевой промышленности при. сурсовом и дипломном проектировании и чтении курса лекций "Оборудование пищеперзрабативаїсліх заводов".
На защиту выносится. Математическое описание процесса непризывного смесеприготовлекил с использованием методов цифрового малинного моделирования для подбора диапазона рациональных ретаюв заботы смесительного агрегата; результаты теоретінеских и экспериментальных исследований процесса смепиваїшя в вертикально-вибрацн-эгаюм СКД с направленной организацией потоков (а.с. II 1716597) с /четом влияния на него входных сигналов дознру'-лих устройств: новые конструкции смесителей непрерывного действия вертикально-вибрационного тша с рециклом для переработки СМ и методику их расчета; новые конструкции дозирук'лих устройств объемного тіша.
Апробация работа. Основные положения диссертации докладывались на ежегодных научішх конференциях Кемеровского технологического института шгдевой промышленности (1989-1993гг.); отраслевом сове-дании "Задачи и проблемы производства фенопластов ъ новых условиях хозяйствования", Кемерово, 1939; Всесоюзной конференцій! "Техноло-' гия сыпучих материалов", Ярославль, Химтехника, 1989; 3-ей Всесоюзной научно-технической конференции "Теоретические и тактические аспекти применения методов инженерной физико-химической механики с целью совершенствования и интенсификации технологических процессов пищевых производств", Москва, 1990; Всесоюзной научной конференции "Проблемы влияния тепловой обработки на іпіщовую ценность продуктов питания", Харьков, 1990; 5-ой Всесоюзной научной
конференции "Механика сыпучих материалов", Одесса, 1991; 4-ой Всесоюзной научно-технической конференции "Разработка комбинированных продуктов питания", Кемерово, 1991.
Публикации, Основное содержание диссертации изложено в 12 публикациях и б авторских свидетельствах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, основных-результатов работы, списка литературы и приложений, включает 49 рисунков и 7 таблиц. Основной текст изложен на 12Q страницах машинописного текста, приложения на 28 страницах. Список литературы содержит 133 наименования.