Розділ 2.
Теоретичні дослідження процесів підготовки і дозування злежаних сипких
гігроскопічних хімічних консервантів та їх змішування із зерностиржневою масою
кукурудзи
2.1. Аналіз робочого процесу подрібнювача-живильника-дозатора
Таким чином, обґрунтована схема подрібнювача-живильника-дозатора має дві зони:
– зона підготовки злежаної маси сипких гігроскопічних хімічних консервантів і
їх подачі до робочих органів дозатора, в якій виконуються технологічні операції
подачі завантаженої злежаної маси сипких консервантів до подрібнюючих ножових
скребків, а також подрібнення матеріалу та його сепарації;
– зона накопичення і дозування сипких гігроскопічних хімічних консервантів з
метою подачі в зернострижневу масу кукурудзи і подальшого змішування з нею.
Робота установки буде злагодженою тоді, коли буде виконана умова злагодженої
синхронізації продуктивності її виконавчих механізмів. Математично ця умова
запишеться так:
, (2.1)
де – подача матеріалу на подрібнення, кг/с;
– продуктивність подрібнювача, кг/с;
– продуктивність сепарації сипкого (подрібненого) консерванту через
перфорований диск, що обертається, кг/с;
– продуктивність дозатора, кг/с.
При цьому умова визначається гравітаційною подачею матеріалу, що підлягає
подрібненню, і обмежується поверхнею перфорованого диска, а товщина шарів, які
відокремлюються ножовими скребками є постійною. Далі, продуктивність повинна
бути рівною або дещо меншою від продуктивності з метою забезпечення надійності
сепарування сипкого матеріалу по всій робочій поверхні перфорованого диска і
виключення перевитрат енергії на проходження ножових скребків в уже
подрібненому матеріалі. І нарешті, продуктивність має бути дещо більшою від
продуктивності , що зумовлюється необхідністю підтримання рівня подрібненого
консерванту дещо вищим від висоти дозуючого вікна і лопатей конуса, чим
позбавитися пульсацій (нерівномірності виходу матеріалу через дозувальне вікно)
при дозуванні і забезпечити його необхідну точність.
Зробимо припущення про те, що оскільки подача матеріалу на подрібнення в
вибраній конструкції подрібнювача-живильника-дозатора здійснюється гравітаційно
і обмежена перфорованим диском, то її величина буде постійною.
Далі перфорований диск здійснює рівномірний рух з визначеною кутовою швидкістю
(частотою обертання) в процесі подрібнення і сепарування матеріалу.
Тоді продуктивність подрібнювача буде залежати від товщини шару матеріалу, що
відокремлюється ножовим скребком, довжиною ножового скребка, кутової швидкості
(частоти обертання) перфорованого диска та кількості закріплених на ньому
ножових скребків, тобто:
, (2.2)
де – площа поперечного перерізу, яка відокремлена ножовим скребком, м2;
– довжина ножового скребка, м;
– кутова швидкість перфорованого диска, хв-1;
– частота обертання привідного вала перфорованого диска та дозувальної тарілки
і побуджувача, хв-1;
– кількість ножових скребків;
– насипна щільність хімічного консерванту, кг/м3.
Відомо, що точність дозування сипких матеріалів об’ємними дозаторами, які
працюють у безперервному режимі, в значній мірі залежить від конструктивних
форм виконання наддозаторних бункерів та від конструкції самого живильника. Що
стосується наддозаторних бункерів то доведено, що найдоцільнішою формою їх
виконання є циліндрична [23, 71, 77]. Живильники, що мають багато точок
вивантаження (в даному випадку перфорований диск) забезпечують сумарну подачу
сипкого матеріалу більш рівномірну ніж у живильників, котрі оснащені однією
точкою вивантаження, тому що пульсації так як коливання подачі із багатьох
точок вивантаження не співпадають в часі, тобто взаємно компенсуються [34, 71,
79]. В результаті цього досягається рівномірність завантаження робочих органів
дозуючого пристрою і значно покращується точність дозування.
Для визначення математичної залежності, яка пов’язує продуктивність живлення
сипкого матеріалу з параметрами перфорованого диска живильника, що обертається,
розглянемо дію сил стовпа хімічного консерванту в першій (І) зоні
подрібнювача-живильника дозатора (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Схема дії сил тиску стовпа хімічного консерванту
На нижні шари стовпа хімічного консерванту, що уже відділилися ножовим скребком
і опираються на перфорований диск, діє тиск шарів, котрі знаходяться у
наддозаторному бункері вище. В результаті цього матеріал частково протискується
в отвори диска. При достатньо значному збільшенні живого перетину вказаного
перфорованого диску та частина консерванту, що втиснулася в отвори або повисла
за межами нижньої площини диска, може бути зрізаною при його обертанні верхніми
кромками отворів.
Відповідно до такої схеми протискування і зрізання сипкого середовища в отворах
(перфорації) диска можливе використання аналітичного підходу до визначення
величини просідання середовища, що широко використовується в механіці ґрунтів
[91, 12, 83].
Допускаємо, що при достатньо великому живому перетині перфорованого диску його
можна розглядати як суму регулярно розташованих безкінечно довгих стрічкових
фундаментів.
Першим кроком у визначенні процесу деформації сипкого шару середовища є
встановлення зв’язку величини вказаної деформації з величиною прикладеного
навантаження.
Для цього скористаємось розробленим в механіці ґрунтів наступним виразом [51]:
, (2.3)
де – величина деформації нижнього подрібненого шару хімічного консерванту, м;
– коефіцієнт, який враховує площу перемичок, що утворюють отвір у диску (площу
штампу) та форму отвору;
– довжина сторони перемички (штампу), м;
– розподілене навантаження, прикладене до нижнього шару сипкого хімічного
консерванту, Н/м2;
– коефіцієнт, який враховує фізико-механічні властивості сипкого хімічного
консе
- Київ+380960830922