Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Совершенствование процесса смешивания в аппаратах вибрационного действия Гунько Виктория Викторовна

Совершенствование процесса смешивания в аппаратах вибрационного действия
<
Совершенствование процесса смешивания в аппаратах вибрационного действия Совершенствование процесса смешивания в аппаратах вибрационного действия Совершенствование процесса смешивания в аппаратах вибрационного действия Совершенствование процесса смешивания в аппаратах вибрационного действия Совершенствование процесса смешивания в аппаратах вибрационного действия Совершенствование процесса смешивания в аппаратах вибрационного действия Совершенствование процесса смешивания в аппаратах вибрационного действия Совершенствование процесса смешивания в аппаратах вибрационного действия Совершенствование процесса смешивания в аппаратах вибрационного действия
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Гунько Виктория Викторовна. Совершенствование процесса смешивания в аппаратах вибрационного действия : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.01, 05.20.03.- Оренбург, 2007.- 171 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/3255

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1 Современное состояние проблемы и основные направления развития смесильных механизмов 7

1.1 Сыпучие кормовые смеси, данные передовой практики. 7

1.2 Смесеприготавливающее оборудование, применяемое в кормопроизводстве 11

1.3 Анализ современных методов моделирования процесса смешивания сыпучих компонентов 22

1.4 Анализ методов достижения и определения степени однородности...25

1.5 Надежность, основные показатели, используемые при ее оценке 31

Цель и задачи исследования 35

ГЛАВА 2 Аналитическая интерпретация процесса смешивания 36

2.1 Разработка математической модели процесса смешивания 36

2.2 Аналитическое определение параметрического комплекса входящего в структуру математической модели 39

2.3 Формирование выходных качественно-энергетических параметров..48

ГЛАВА 3 Методика экспериментальных исследовании.49

3.1 База экспериментальных исследований 49

3.2 Основные конструктивно-технологические и режимные методы обеспечения эффективности функционирования вибросмесителей 53

3.3 Методы определения физико-механических показателей смешивания компонентов 63

3.4 Методы оценки эффективности протекания процесса в рабочем пространстве вибросмесителя 75

ГЛАВА 4 Методы определения надежности смешивающих аппаратов вибрационного действия 82

4.1 Показатели надежности вибросмесителей 82

4.2 Модель расчета надежности 96

ГЛАВА 5 Результаты исследований 105

5.1 Вычислительный эксперимент 105

5.2 Обработка результатов экспериментальных исследований 107

5.3 Определение выходного качественно-энергетического комплекса.. 117

5.4 Оптимизация процесса протекающего в вибросмесителе 118

ГЛАВА 6 Экономическая эффективность от использования предлагаемой конструкции вибросмесителя 129

6.1 Расчет экономической эффективности от внедрения вибросмесителя 129

Общие выводы 136

Список использованных литературных источников 138

Приложения 149

Введение к работе

Актуальность проблемы. Практикой доказано, что комбикормовая промышленность играет важную роль в улучшении животноводческой продукции, так как корма высокого качества смешивания и содержащие сбалансированное количество витаминов, ферментов, микроэлементов, минералов оказывают существенное влияние на продуктивность животных.

Корм должен быть питательным, легкоусвояемым, не содержать веществ, оказывающих отрицательное воздействие на организм животного [64].

Приготовление комбикорма производится в соответствии с требуемым качеством и является столь же ответственной операцией как приготовление продуктов для людей [7], допускаемое отклонение от заданных стандартов составляет 15-18%, что не оказывает значительного влияния на процесс обмена веществ у животных. С 1990 объемы производства комбикормов в России имеют тенденцию к снижению, при одновременном ухудшении качества [73].

Одним из направлений достижения заданной однородности кормосмеси считается процесс смешивания, который характеризуется большим расходом энергии и сложностью получения необходимого качества. Наиболее часто в комбикормовой промышленности используют лопастные смесители [113], но для приготовления небольших партий продукции, с часто меняющимся ингредиентным составом, они недостаточно эффективны.

Отсутствие единого практико-теоретического подхода при решении проблемы смесеприготовления, позволяет интерпретировать и искать рациональные пути, учитывающие разнообразие начальных условий, а также конструктивно-геометрические, физико-механические, режимные показатели процесса.

На современном этапе технического прогресса вибросмесители рассматриваются, как наиболее эффективные, которые позволяют добиться

нужного результата, т.е. высокого качества приготовляемой продукции при низких энергозатратах. Проектирование вибросмесителей нового поколения, отличающихся простотой конструкции, а также поиски путей научного прогнозирования результатов являются возможностью продвижения в решении стоящих перед исследователями задач по улучшению качественно-энергетичнских показателей процесса. Цель исследования.

Улучшение ресурсосберегающих показателей процесса смешивания за счет повышения эффективности функционирования аппаратов вибрационного действия.

Объект исследования. Процесс смешивания компонентов высокой степени влажности в аппаратах вибрационного действия. Предмет исследования. Взаимосвязи и закономерности процесса смешивания в аппаратах вибрационного действия. Задачи исследования.

  1. Провести анализ возможностей обеспечения функционирования смесильных аппаратов вибрационного действия.

  2. Выполнить теоретические исследования процесса смешивания с выделением доминирующих конструктивно-технологических параметров.

  3. Разработать математическую модель процесса вибросмешивания кормосмесей с высокой степенью влажности.

4. Определить комплекс показателей надёжности смесителей
вибрационного действия.

  1. Эмпирически определить и оптимизировать выходные качественно-энергетические показатели.

  2. Предложить новые конструктивные составляющие, повышающие эффективность функционирования смесильных аппаратов вибрационного действия и дать экономическую оценку.

Научная новизна работы: - по специальности 05.20.01

Математическая модель процесса вибросмешивания кормосмесей с высокой степенью влажности.

Закономерности влияние режимных, конструктивно-технологических и физико-механических параметров процесса на выходные качественно-энергетические показатели.

Параметрическая область оптимальных решений, позволяющая прогнозировать результаты процесса смешивания в аппаратах вибрационного действия.

по специальности 05.20.03

- Комплекс показателей надёжности смесителей.
Практическую ценность работы имеют:

по специальности 05.20.01

Результаты экспериментальных и теоретических исследований по обоснованию параметров процесса приготовления кормосмесей высокой степени влажности.

Новое техническое решение устройства для перемешивания - Патент № 2225748.

Программа для управления качественными характеристиками процесса вибросмешивания - Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ № 2006610422 2006г.

по специальности 05.20.03

Программа для определения комплекса показателей надежности смесителей - Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ № 2007611645 2007г.

Апробация

Основные результаты исследований доложены и одобрены на:

Всероссийской НПК «Вызовы XXI века в образовании», 2005г, г. Оренбург;

II Международной НТК «Проблемы исследования и проектирования машин».- Пенза, 2006;

10-й Международной НТК ГНУ ВНИИМЖ, Подольск. 2007г;

научных конференциях Оренбургского государственного аграрного университета (2005-2007гг).

Реализация результатов исследований.

Разработанная конструкция устройства для смешивания внедрена в ООО «Бородино» - Оренбург, частном предприятии «Фермерстройсервис». Результаты исследований используются в учебном процессе факультета механизации животноводства ОГАУ. Аналитические исследования с технической реализацией результатов удостоены наград:

сертификата областного конкурса «Изобретатель-2003»;

диплома и бронзовой медали «YII Московского международного салона инноваций и инвестиций», Москва, ВВЦ, 2007г.

На защиту выносятся:

Математическая модель процесса смешивания компонентов при приготовлении кормосмесей высокой степени влажности;

Модель расчета надежности смесильных аппаратов вибрационного действия;

Новое техническое решение по устройству для смешивания;

Результаты оптимизации процесса;

Программы: по управлению качественными характеристиками процесса вибросмешивания и определению комплекса показателей надежности смесителей.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 12 научных и учебно-методических трудах. Получен патент и 2 свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, общих выводов, списка использованной литературы, приложений. Изложена на 171 странице, содержит 49 рисунков, 12 таблиц, 6 приложений. Список литературных источников содержит 127 наименований, в т.ч. 3 на иностранном языке.

Смесеприготавливающее оборудование, применяемое в кормопроизводстве

СВ. Евсеенков [47] с целью интенсификации процесса смешивания за счет увеличения сглаживающей способности смесителя предлагает вибрационный смеситель, содержащий корпус, внутри которого установлено перемешивающее устройство, выполненное в виде набора перфорированных конических тарелок, закрепленных на штоке, вибратор и штуцеры для выхода и входа компонентов. Конические тарелки выполнены сопряжением двух несимметрично усеченных полуконусов, у которых нижние направляющие - равные полуокружности, верхняя направляющая одного из них-полуокружность, а у второго - половина эллипса, при этом каждая ниже расположенная тарелка повернута вокруг штока относительно выше расположенной тарелки на угол 180/к-1, где к - количество тарелок. Меняя углы наклона образующих конусных тарелок, можно настроиться на работу с различными дозаторами, что неизбежно влечет повышение качества получаемой смеси. Конструкция такого вибросмесителя не выгодна из - за громоздкости и требует больших затрат материала (рисунок 1.7). А.В. Гостев и Д.В. Голованов [37] предложили конструкцию вибрационного аппарата, содержащего рабочий орган, установленный на упругие элементы, вибровозбудитель. С целью интенсификации процесса смешивания при одновременном повышении надежности аппарата, рабочий орган такого смесителя выполнен со сквозными отверстиями и снабжен слоем эластичного материала, размещенным на его внутренней поверхности и в сквозных отверстиях. Такой вибрационный аппарат не дает высокой однородности продукции, так как отсутствуют рабочие поверхности, за счет которых увеличивается интенсивность процесса смешивания (рисунок 1.8).

В работе Н.Б. Урьева и М.А. Талейсника [116] рассмотрена модель вибрационного смесителя непрерывного действия, который работает за счет коленчатого вала, расположенного внутри трубы, находящейся в центре камеры, сделанной также в форме трубы. Это способствует более эффективному смешиванию, за счет увеличения циркуляции смеси вокруг центральной трубы, однако же, этот процесс сопровождается налипанием смеси на корпус и трубу, что уменьшает силу трения и тормозит процесс, из-за чего увеличиваются энергозатраты. А. Сражиддинов [112] предложил смеситель в виде виброжелоба, зафиксированного в корпусе, с равномерно расположенными смешивающими приспособлениями, имеющими конфигурацию цилиндрических лопаток. При этом сыпучие корма смешиваются, постоянно проходя через лопатки, за счет продольного скольжения слоев сглаживаются неравномерности в работе дозатора. Конструкция громоздка и металлоемка.

Для приготовления смесей с высоким процентом влажности требуются специальные устройства. Устройство для приготовления суспензии создано Е.А. Губаревым и В.П. Коваленко [42] с целью повышения эксплуатационной надежности. Представленное оборудование позволяет смешивать жидкость с твердым материалом, результатом чего становится низко текучая суспензия. Объем рабочей камеры очень мал, это не позволяет достичь требуемой однородности готовой продукции, так как размер активной поверхности занимает большую часть рабочей камеры.

И.Я Федоренко и В.Д. Ковальчук [119] разработали вибрационный смеситель, состоящий из цилиндрического корпуса, размещенного на цилиндрических пружинах, и двух самосинхронизирующихся вибровозбудителях, вращающихся с одинаковыми частотами. Он элементарен, но из-за отсутствия дополнительных рабочих поверхностей смешивание происходит не эффективно. Смеситель может быть как непрерывного, так и периодического действия.

Г. Шойбер [127] в своей статье рассмотрел вибросмесители самоочищающего действия фирмы «Уде» (г. Хаген ). Это фирма выпускает вибросмесители трубного вида с высокой скоростью смешивания. Применение таких смесителей не предназначено для смешивания жидких смесей, а только для сухих и полусухих. Смеситель имеет слишком легкую конструкцию, поэтому требует дополнительных тяжелых поддерживающих установок.

Принципиальная технологическая схема установки трубного смесителя [ПО] имеет внутри корпуса трубу со встроенным валом и дебалансами, формирующими эллипсоидальную траекторию движения смешиваемой массы. Корпус колеблется с высокими ускорениями, за счет которых сыпучие компоненты соударяются и контактируют с рабочими поверхностями. Происходит интенсивное смешивание за относительно малый промежуток времени, но следует отметить, что перемешивание возможно только хорошо сыпучих материалов.

Процесс вибросмешивания во многом зависит от конструктивных особенностей машины. Наличие в- смесителях дополнительных рабочих элементов, способствует возникновению вихревых потоков в смешиваемом материале, а следовательно повышается эффект диффузии.

Достоинствами вибросмесителя, предложенного [112,18], является возможность сократить длительность процесса, за счет введения во внутреннее пространство кольцевой камеры коаксиально расположенных патрубков с различной величиной поперечного сечения (рисунок 1.9).

Вибросмеситель корытообразного типа [85] с «виброожиженной насадкой», которая, совершая возвратно - поступательное движение внутри корпуса, приводит к возникновению дополнительных колебаний. В этом смесителе создаётся переменное амплитудно-частотное воздействие на смесь и создает сложное движение. Такой вибросмеситель позволяет перемешивать компоненты, как с близкими физико-механическими свойствами, так и с сильно различающимися. В то же время происходит быстрый износ эластичного слоя насадок при малой производительности. И.Н. Мозговым и И. И. Коном [85, 6S] была разработана установка, у которой внутренняя поверхность смесителя обкатывается скребком типа «беличьего колеса», дополнительно влияя на перемешиваемый материал, интенсифицируя процесс смешивания. Тем не менее, вибрация распространяется не на весь объем, а лишь на периферийную часть.

Вибрационный смеситель А.Н. Федорова [118] формирует неустойчивый амплитудно-частотный режим, позволяющий увеличить однородность смеси, достигающуюся за счет введения в барабан пяти стержней, размещенных параллельно образующей корпуса и крепко соединенных с торцевыми стенками, что способствует увеличению числа вихревых центров. Оптимальное качество достигается исключительно при высоких амплитудах и дебалансном факторе.

Выбирая рациональную модель вибрационного смесителя, с помощью которой можно получить смесь требуемой однородности за наименьшее время и с минимальными энергозатратами, необходимо учитывать, следующие факторы, указанные на рисунке 1.10

Аналитическое определение параметрического комплекса входящего в структуру математической модели

В соответствии с принципом Нильса Бора, математическая модель обязана отображать свойства объекта и прогнозировать еще не известные. Процесс формирования математической модели включает проведение двух взаимосвязанных стадий: - представление составляющих исследуемого процесса, - учет соотношений этих составляющих. Математическая модель должна включать в себя следующие этапы: выражение математической модели в соответствии с предъявляемыми требованиями; - приведение модели в действие опытным путем; - анализ практических и теоретических результатов; - проверка модели по результатам анализа; - повторное испытание модели, для предсказания дальнейшего протекания процесса. Для решения задач с помощью математической модели, весь исследуемый объект представляется в виде системы [66], при этом можно использовать следующие методы: В первом случае систему можно раздробить на более мелкие составляющие, которые проще проанализировать, что позволяет облегчить решение задачи. Второй вариант предполагает достижение результата противоположным методом, то есть в этом случае отдельные составляющие, одними из которых являются математические модели операции, складываются в единую систему. Структура математической модели процесса вибросмешивания может быть представлена в следующем виде, рисунок 2.1. Перед нами стоит практически двуединая задача: создать кормосмесь с высокой степенью однородности (выше 85%) при низких энергозатратах. На результаты процесса оказывают влияние: - конструкция вибросмесителя; - режимы эксплуатации вибросмесителя; - физико-механические параметры смешиваемых компонентов. Каждая из представленных групп включает в себя ряд характеризующих ее показателей. Причем этих показателей может быть бесконечное множество, из которого следует выделить наиболее значимые, т.е. оказывающие существенное влияние на конечные результаты процесса. Насколько точно будут выделены и учтены в математической модели показатели, настолько близко она будет отражать реальный процесс и позволять прогнозировать его результаты. Сложность прогнозирования в том, что необходимо учитывать взаимосвязи, как отдельных показателей, так и целых параметрических групп. Разработанная математическая модель процесса вибросмешивания носит формализованный характер, так как при самом скрупулезном параметрическом анализе, отразить в ней все особенности не представляется возможным. В основе формирования математической модели лежат исследовательские работы в области моделирования и изучения процесса смешивания [15, 55, 66, 91, 107, 49, 97, 83, 82, 81, 80, 53, 56]. Выделенные параметрические группы целесообразно объединить через увязывающую функцию, которую можно считать внутренней моделью механических взаимодействий, т.е. величиной виброимпульса, передаваемого механизмом смешиваемому многокомпонентному составу при различных режимах работы. модели. В соответствии с представленной структурой математической модели процесса, параметрический комплекс включает в себя три основные группы: конструктивно-технологические (КТП), режимные (РПП) и физико-механические (ФМП), объединенные внутренней моделью механических взаимодействий (виброимпульсом). Конструктивно-технологические параметры. В качестве конструктивно-технологических параметров выбраны: - V - рабочий объем; - время протекания процесса; - К3 - коэффициент загрузки; - Spn -площадь рабочей поверхности. Предложенные конструктивно-технологические параметры могут принимать различные значения, т.е. смеситель конструируется в зависимости от производственной необходимости, технологических и экономических условий. Следует отметить, что несоответствие между объемом рабочей камеры и площадью виброконтакта, приводит к невозможности равномерного механического взаимодействия смесителя с перемешиваемой массой, что, сопровождается низкой степенью однородности получаемой продукции. Рабочий объем смесителя Рабочий объем смесителя равен разности объемов рабочей камеры и насадки. Объем рабочей камеры представляет собой ограниченное усеченным тором пространство и может быть вычислен по формуле: R - радиус окружности, описанной центром тяжести круга. Внутренняя виброактивная насадка выдавливает из объема камеры свой объем. Виброактивная насадка имеет форму, состоящую из 8 сегментов гиперболической поверхности, соединенных в виде граней, объем которой в некотором приближении может быть представлен как объем восьмигранной пирамиды:

Основные конструктивно-технологические и режимные методы обеспечения эффективности функционирования вибросмесителей

В соответствии со структурой математической модели, представленной во второй главе, эффективность функционирования вибросмесителей обеспечивается оптимальным сочетанием конструктивно-технологических и режимных показателей процесса смешивания.

Методы проектирования конструкции вибросмесителя базируются на принципе сочетания объема рабочей камеры смесителя и площади виброконтакта, передающей колебания многокомпонентной массе. В частности, отношение —— должно иметь минимальное значение в в.к. г пределах до — (где r-радиус круга образующего торовую поверхность вибросмесителя), в противном случае конструкция не сможет обеспечить приготовление кормосмеси заданного качества при минимальных энергозатратах. При проектировании, доработке или модернизации технологического оборудования [56, 57, 58, 59] используются методы прикладной геометрии. Эффективность производственного процесса в пищевой, комбикормовой и других отраслях промышленности во многом зависит от геометрических форм контактных поверхностей. Моделирование сложных форм рабочих поверхностей, передающих вибрационный фон, позволяет решать задачу снятия сил трения и сцепления [58]. Для интенсификации процесса смешивания, внутри рабочей камеры устанавливается сменная виброактивная поверхность, благодаря которой увеличивается площадь соприкосновения компонентов с рабочими частями смесителя, результатом этого процесса становится увеличение степени однородности смеси. Целью геометрического моделирования являться увеличение площади виброконтакта, передающей вибрационный импульс, способствующий повышению эффективности смесеприготовления, которая может быть достигнута при следующих условиях [58]: - насадки должна занимать минимальный объем; - площадь ее виброактивной поверхности должна быть максимально возможной; - виброактивная поверхность не должна иметь резких переходов, способствующих ухудшению равномерности перемешивания по всему объему смесителя; - материал для изготовления насадок должен быть твердым и не токсичным; Модель насадки должна обеспечивать заданную однородность для различных диапазонов дисперсности смешиваемых материалов. Движение приготавливаемой массы в рабочем пространстве смесителя, можно интенсифицировать за счет усложнения конфигурации насадок и уменьшения угла отражения смешиваемых частиц при соударении их с ней.

Экспериментальные исследования проводили на смоделированных и запатентованных [103,61] виброактивных поверхностях, акт внедрения, которых в приложении Е. Виброактивная насадка Н-1 (патент № 2225748) (рисунок 3.2) состоит из 8 сегментов гиперболической поверхности, соединенных в виде граней. (Приложение Д) Повышение эффективности способа перемешивания происходит за счет увеличения площади виброконтакта сыпучей массы с конструкцией смесителя. При этом увеличивается угол отражения частиц от виброактивной поверхности и ликвидируются застойные зоны, что способствует повышению степени однородности приготавливаемой продукции.

-Устройство для перемешивания сыпучих материалов (Патент № 2225748) с установкой внутренней рабочей поверхности: 1-корпус рабочей камеры, 2-опора смесителя, 3-пружина, 4-вибратор, 5-загрузочное устройство, 6-устройство выгрузки, 7-виброактивная поверхность, 8- грани гиперболической поверхности.

Виброактивная насадка Н-2 (патент № 2189853) (рисунок 3.3) выполнена в виде поверхности вращения, состоящей из сопрягающихся выпуклых и вогнутых элементов, в верхней части переходящей в тор. Используется для перемешивания сыпучих или сыпучих и жидких материалов. Повышает интенсивность процесса за счет устранения эффекта проскальзывания вокруг насадки с одновременным усложнением траектории движения компонентов, соударяющихся с тором, а также сопрягающимися выпуклыми и вогнутыми элементами, меняющими углы соударения частиц.

Виброактивные поверхности для проведения экспериментов берутся съемные и устанавливаются в смесителе поочередно, это позволяет провести серию экспериментов, сравнение результатов которых поможет отыскать оптимальное решение по использованию рабочих поверхностей, при которой процесс достижения необходимой однородности возможен с уменьшением продолжительности цикла смешивания.

Для определения объема загрузки рабочей камеры, были проведены эксперименты, в результате которых очевидно, что при недостаточной загрузке камеры компонентом, процесс смешивания происходит неэффективно, а при превышении возможного объема, трудно достичь необходимой однородности готовой продукции. После проведения экспериментов определяли допустимый предел объема загрузки по формуле:

Методика определения режимных составляющих Для обеспечения эффективности функционирования вибросмесителя необходимо остановится на режимных параметрах, амплитуде и частоте, которые оказывают существенное влияние на процесс смешивания. Измерение параметров осуществляют с помощью экспериментального стенда, позволяющего фиксировать передвижение корпуса смесителя (рисунок 3.5).

Обработка результатов экспериментальных исследований

Все необходимые свойства, характеризующие исследуемый процесс, не представляется возможным определить экспериментально, поэтому нами используются элементы вычислительного эксперимента. Для определения величин, входящих в представленную структуру математической модели, рисунок 2.1, будем применять численные и графические методы [27, 83,46].

Один из современных методов связан с разработкой компьютерных программ с использованием элементов тестирования, позволяющих проверить адекватность предлагаемых моделей.

Нами разработан программный комплекс по управлению качественными характеристиками процесса вибросмешивания, на регистрацию которого получено свидетельство №2006610422 [88] (об официальной регистрации программ для ЭВМ, приложение Д).

Представленный комплекс включает в себя блоки конструктивно-технологических, режимных и физико-механических показателей оказывающие влияние на качественные характеристики процесса. Использование разработанного программного комплекса носит не только характер, констатирующий адекватность модели, но виртуально прогнозирующий. Применяя теоретический комплекс показателей, можно добиться адекватного решения не проводя экспериментальных исследований или проводить эксперимент как подтверждение полученного теоретического (виртуального) решения. Для подобных целей часто подходит имеющийся набор стандартных программ, которые сшивкой отдельных блоков, могут проверить адекватность модели при помощи известных, задаваемых и прогнозируемых свойств. Сходимость получаемых результатов, имеет допустимую точность. Программа носит характер вычислительного эксперимента, включает реальные пределы, достаточно гармонична с эмпирическим процессом и позволяет анализировать выходной качественно-энергетический комплекс. Поскольку в некоторых вариантах экспериментальные возможности ограничены технологическими, конструктивными или временными пределами, то вводя в разработанную программу, наряду с эмпирическими, теоретические данные, можно добиться желаемого результата. Неоценимую помощь оказывает вычислительный эксперимент при определении расчетных данных, базирующихся на замеряемых, свертываемых или сшивных совокупностей. Оптимизация процесса, протекающего в вибросмесителе содержит в своей основе метод рабочих характеристик. Для этого выбираются доминирующие выходные показатели. Показатель, характеризующий качественный выход продукции - степень однородности кормосмеси, энергоемкость процесса - является его выходной энергетической характеристикой [54, 60,71].

Область оптимальных решений определяется вводом ограничений по выходным показателям, при этом предварительно определяется оптимум по каждому из них. Все остальные параметры, характеризующие процесс смешивания, переводятся в разряд constant. Найденные зависимости одного параметра от фиксированных значений других являются рабочей поверхностью (рабочей характеристикой).

Каждый из выходных показателей может быть представлен как целевая функция, осуществляющая двоякую роль. С одной стороны, целевая функция является проверкой математической модели на адекватность, с другой, позволяет определить оптимум по представленному показателю.

Полученная зависимость значения случайной величины от некоторой детерминированной или нескольких величин, позволяет получить уравнение регрессии. Аппроксимация экспериментальных данных алгебраическими полиномами [5, 72] лежит в основе метода многофакторного регрессионного анализа. Полученные экспериментальные результаты по определению параметров процесса вибросмешивания сводятся в матрицу. Метод наименьших квадратов может быть использован для нахождения коэффициентов уравнения регрессии.

Формализованное представление параметров характеризующих процесс вибросмешивания и конечных результирующих качественно-энергетических показателей, показано в таблице 5.8.

Моделью механического взаимодействия механизма с перемешиваемой массой компонентов является вибрационный импульс /, который в свою очередь играет роль связующего звена между параметрами, характеризующими процесс вибросмешивания и выходным качественно-энергетическим комплексом.

Похожие диссертации на Совершенствование процесса смешивания в аппаратах вибрационного действия