Введение к работе
Актуальность темы диссертации обусловлена широким применением процесса классификации сыпучих материалов в различных сферах производственной деятельности. Аппараты для осуществления разделения исходного продукта на фракции используют в химической, горной, пищевой и других отраслях промышленности.
Для разделения полидисперсных материалов широко используют пневмоклассификаторы с наклонными перфорированными полками, представляющие собой один из типов аппаратов с активным аэродинамическим режимом. Они просты конструктивно, надёжны и удобны в эксплуатации.
Методики определения основных конструктивных элементов устройства, режимных параметров, величины энергозатрат и других характеристик базируются, как правило, на результатах анализа структуры потоков исходя из общих уравнений движения двухфазных систем. Такой подход достаточно сложен, что вынуждает авторов прибегать к различного рода упрощающим допущениям. Последнее также сужает рамки применимости полученных соотношений.
Новые перспективы для решения задач моделирования и расчета процесса сепарации открывает энтропшшо-информационный подход. При этом появляется возможность описания сложных нестационарных процессов в условиях недостатка информации о его механизме.
Российскими и зарубежными учёными (Жуков В. П., Мизонов В. Е., Ушаков С. Г., Бсрнотат 3. и др.) получены положительные результаты с использованием указанного подхода для центробежных и гравитационных классификаторов дисперсных материалов. Расширение этого метода к анализу структуры потоков полочных пневмоклассификаторов с целью получения методик расчёта основных характеристик представляется важной и актуальной задачей.
Целью работы является:
разработать методику расчёта параметров процесса сепарации сыпучих материалов в пневмоклассификаторах на основе энтропийно-информационного подхода;
создать математическую модель процесса сепарации сыпучих продуктов в пневмоклассификаторах с перфорированными полками, базируясь на энтротшно-информационном методе и физико-механических характеристиках сыпучего материала в условиях пневмоклассификации;
установить адекватность результатов, полученных на основе математической модели с данными непосредственных измерений.
Научная новизна работы заключается в следующем:
-
Подтверждена принципиальная возможность и перспективность приложения энтропийно-информационного подхода к моделированию процессов разделения полидисперсных материалов.
-
Разработана (на основе зіггропийно-информационного подхода) математическая модель процесса разделения полидисперсных материалов.
-
Проведена идентификация феноменологических коэффициентов, входящих в математическое описание.
-
Показано существование режимов сепарации сыпучего материала с оптимальной скоростью продуваемого воздуха на основе применения системного энтропийно-информационного критерия.
Автор защищает:
-
Методику расчёта основных параметров процесса классификации сыпучих материалов в пневмоклассификаторах.
-
Математическую модель процесса гравитационной пневмоклассификации в аппарате с наклонной перфорированной полкой, основанную на принципе статистического вывода.
-
Результаты численных экспериментов по прогнозированию характеристик распределения фракций в продукте в аппаратах с наклонными перфорированными полками.
-
Результаты анализа идентификации феноменологических коэффициентов.
Практическая значимость проведённого исследования обусловлена широким применением классификаторов сыпучих материалов в различных отраслях народного хозяйства. Для группы аппаратов с перфорированными полками, используемых в промышленности для разделения исходного полидисперсного потока на отдельные фракции, предложена методика определения основных характеристик аппарата. Полученные данные свидетельствуют, что в условиях недостатка информации о структуре двухфазного потока представляется возможным предложить расчётные соотношения, достоверно отражающие реальные процессы, происходящие в аппарате.
Представленные в работе результаты позволяют предложить подходы, сокращающие время предварительного этапа проектирования установки и использованы в методических указаниях к курсовому и дипломному проектированию.
Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на 12 международной научной конференции "Математические методы в технике и технологиях" в г. В. Новгооод (июнь 1999У
Публикации. Материалы диссертации опубликованы в двух работах и одна после рецензирования принята к опубликованию.
Объём и структура диссертации. Диссертация представлена на 131 стр. машинописного текста, содержит 21 рисунок и список использованных источников из 108 наименований. Она состоит из введения, пяти глав, выводов по работе, списка использованных источников и приложений.