РАЗДЕЛ 2
АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ МАТЕРИАЛА НА РАБОЧЕМ ОРГАНЕ ВИБРАЦИОННОГО
КОНВЕЙЕРА СУШИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
2.1. Определение средней скорости виброперемещения материала
При определении технологических параметров вибрационного конвейера сушильной
установки воспользуемся величиной средней скорости вибротранспортирования. За
один период T колебаний рабочей поверхности вибрационного конвейера частицы
материала, подвергаемого сушке, перемещаются относительно поверхности на
величину S. Тогда средняя за период колебаний скорость перемещения материала
будет
где период колебаний Т определится через угловую частоту колебаний
исполнительного органа щ как
На скорость вибрационного перемещения насыпного материала по рабочей
поверхности конвейера сушильной установки влияет большое количество факторов
[51]: гранулометрический состав материала, его физико-механические свойства,
влажность, липкость, параметры вибрации, вид и состояние рабочей поверхности.
Учет всех этих факторов приводит к громоздким, труднообозримым результатам,
которые к тому же не отличаются высокой степенью достоверности из-за низкой
точности определения и непостоянства параметров транспортируемого материала.
Поэтому при исследовании параметров вибротранспортирования принимаем ряд
допущений, которые упрощают аналитические выкладки и в тоже время
обеспечивающие достаточную для инженерных расчетов точность конечных
результатов. Принимаем слой материала тонким, высота которого не превышает трех
средних кусков. Отсюда, послойное движение материала не учитывается и сыпучий
слой представляется единичной частицей, наделенной следующими свойствами
насыпного груза: коэффициент трения куска о рабочую поверхность вибрационного
конвейера сушильной установки равен коэффициенту трения насыпного груза, отрыв
материала происходит с запаздыванием, удар частицы о рабочую поверхность после
полета (при движении материала с отрывом) – абсолютно неупругий.
Рассмотрим движение материала по рабочей поверхности вибрационного конвейера
сушильной установки, совершающей прямолинейные гармонические колебания с
заданной амплитудой А и частотой щ под углом в к рабочей поверхности,
наклоненной под углом б к горизонту. Особенностью работы вибрационного
конвейера сушильной установки является влияния теплоносителя, который проникая
сквозь щели рабочей поверхность, воздействует на частицы материала
дополнительный силой P [52].
Учитывая особенности конструкции рабочей поверхности вибрационного конвейера
сушильной установки и гранулометрический состав материала, можно выделить два
характерных случая транспортирования:
транспортирование крупнокусковых материалов, когда куски перекрывают более двух
щелей рабочей поверхности;
транспортирование мелкодисперсного материала, размер частиц которого
значительно меньше ширины полки жалюзей.
Воздействие потока теплоносителя на материал и взаимодействие частиц с
вибрирующей поверхностью для этих двух случаев будет различным.
С учетом сделанных допущений расчетная схема для определения параметров
движения материала имеет вид, представленный на рис. 2.1.
Выбираем систему координат X0Y, связанную с рабочей поверхностью вибрационного
конвейера.
Рис. 2.1. Расчетная схема для определения параметров движения материала
При колебаниях рабочей поверхности по закону на частицу материала массой m
(эквивалент технологической нагрузки) действуют: сила тяжести G, сила реакции
опорной поверхности N, сила трения Fтр, сила инерции Fи и сила давления
теплоносителя P.
Используя принцип Даламбера, проектируя силы на оси 0Х и 0Y, получим уравнения
движения частицы относительно рабочей поверхности:
(2.1)
Принимаем силу трения прямо пропорциональной силе нормального давления, т.е.
(2.2)
где ѓ – коэффициент трения,
(2.3)
Учитывая особенности взаимодействия мелкодисперсного материала с рабочей
поверхностью, уравнения (2.1) будут иметь вид:
(2.4)
где sign(v) определяет знак направления потока воздуха в щелях жалюзей.
Здесь углы направления колебаний b1 и наклона рабочей поверхности к горизонту
a1 определятся как
(2.5)
а угол г1 учитывает усредненное значение угла направления потока теплоносителя
на слой материала и несколько отличается от угла направления жалюзей г.
Чтобы не загромождать выкладки, в дальнейшем будем рассматривать случай
перемещения крупнокускового материала. Полученные при этом выражения вполне
приемлемы и для определения параметров вибротранспортирования мелкодисперсного
материала, если в них заменить: б на б1, в на в1 и г на г1.
Силу давления Р теплоносителя на частицу массой m и диаметром d (полагая ее
круглой) можно представить в виде [52, 53, 54]
, (2.6)
где – плотность материала, подвергающегося сушке,
p – удельное давление теплоносителя при выходе через щель рабочей поверхности.
Этот параметр определяется из выражения
где – плотность газа,
v – скорость воздушного потока, которая определяется экспериментальным путем
(см. рис. 3.3)
Сила инерции, действующая на частицу
(2.7)
При = 0 и = 0 наступает отрыв материала от рабочей поверхности. Из второго
уравнения (2.1) с учетом (2.7)
(2.8)
Отсюда найдем зависимость для определения момента отрыва материала от рабочей
поверхности
или
. (2.9)
Здесь Г1 – коэффициент режима вибротранспортирования с учетом давления
теплоносителя и характеристик частиц материала на рабочей поверхности
вибрационного конвейера сушильной установки
(2.10)
Величина Г1 определяет режим вибротранспортирования: при Г1 < 1 осуществляется
режим движения материала без отрыва от рабочей поверхности, а при Г1 > 1
движение материа
- Київ+380960830922