close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Совершенствование процесса смешивания сыпучих материалов в аппарате гравитационного типа

код для вставкиСкачать
Работа выполнена на кафедре «Теоретическая механика и сопротивление материалов»
Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего
образования «Ярославский государственный технический университет».
Научный руководитель:
Капранова Анна Борисовна
доктор физико-математических наук, доцент,
ФГБОУ ВО «Ярославский государственный
технический университет»
Официальные оппоненты: Першин Владимир Федорович
доктор технических наук, профессор,
ФГБОУ ВО «Тамбовский государственный
технический университет», профессор кафедры
технической механики и деталей машин
Несмеянов Николай Петрович
кандидат технических наук, доцент,
ФГБОУ ВО «Белгородский государственный
технологический университет им. В.Г. Шухова»,
доцент кафедры механического оборудования
Ведущая организация:
Институт инженерных технологий ФГБОУ ВО
«Кемеровский государственный университет» (ИИТ
(ИИТ ФГБОУ ВО «КемГУ»)
Защита состоится 19 ноября 2018 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного
совета Д 212.063.05 при ФГБОУ ВО «Ивановский государственный химикотехнологический университет» по адресу: 153000, г. Иваново, пр. Шереметевский, 7,
ауд. Г-205.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ивановского государственного
химико-технологического университета по адресу: 153000, г. Иваново, пр. Шереметевский, 7 и на сайте по ссылке: http://isuct.ru/sites/default/files/department/ightu/
dissertacionnye-sovety/files/verloka_ivan_igorevich-27082018/dissertaciya_verloka_
podpisannaya_itog.pdf
Автореферат разослан «___»
2018 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
Д 212.063.05
д.ф.-м.н. Зуева Галина Альбертовна
3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы диссертации. Получение качественных сыпучих смесей с
неравным регламентным соотношением компонентов (1:10 и более) - актуальная проблема
вследствие жестких требований, предъявляемых к конкретным видам готовой смесительной
продукции в зависимости от особенностей ее целевой направленности (при производстве
минеральных удобрений, пищевых продуктов, предварительных составов формовочных
смесей, сухих комбикормов, строительных смесей, защитных составов семян, и т.п.). Анализ
современных литературных источников показал, что качественные зернистые смеси с
соотношением компонентов 1:10 и более можно получить механическим способом в
центробежных, барабанно-ленточных и гравитационных аппаратах. Формирование
разреженных потоков зернистых компонентов с помощью дополнительных смесительных
устройств (щеточных элементов, отбойников и т.п.) в аппаратах последних двух типов в
условиях регулирования параметрами процесса смешивания приводит к эффективному
режиму их работы - с минимальным проявлением сегрегации. Для зернистых (непылящих и
неувлажненных) сред I-III класса сыпучести по методике Керра (из семи классов), округлые
частицы которых близки по размерам (1,5÷4,0)·10-4 м, целесообразно использовать
гравитационный способ их транспортирования вдоль лотков в зазор со смесительным
барабаном, на котором закреплены щеточные элементы. Эффект смешивания усиливается
применением разнонаправленной винтовой навивки щеточных элементов на поверхности
барабана с его торцов, а также отбойных поверхностей. Предлагается в проектируемом
гравитационном аппарате реализовать апробированный для барабанно-ленточного смесителя
трехстадийный способ порционного смешивания сыпучих компонентов с соотношением
1:10. Дозирование порций каждого компонента выполняется из расчета равенства
смешиваемых объемов на последних двух стадиях их переработки. Выявление условий
качественного смешивания зернистых компонентов в неравных пропорциях при случайном
характере движения их частиц в разреженных потоках (образуемых, например, сначала при
срыве со щеточных элементов, а затем при отражении от отбойника) относится к актуальной
задаче проектирования смесителей. Теоретической основой данного проектирования
является стохастическое описание механики поведения частиц на различных этапах
образования их разреженных потоков в рабочей камере, позволяющее спрогнозировать
эффективные (рациональные) пределы изменения конструктивно-режимных параметров
устройства и выполнить оценку качества смеси. Диссертационная работа выполнена в
ФГБОУ ВО «ЯГТУ» в соответствии с приоритетными направлениями развития науки,
технологий и техники в РФ от 07.07.2011 (приказ № 899) – направление 08, технология - 27
согласно кодам ГРНТИ 30.03.15, 30.51.29); с планами госбюджетных работ НИР в ФГБОУ
ВО «ЯГТУ» (2012-2015 гг.); программы Ярославской области «У.М.Н.И.К.» (2015-2017 гг.).
Объект исследования: процесс смешивания сыпучих материалов в гравитационном
аппарате с дополнительными смесительными устройствами в виде барабанов со щеточными
элементами и наклонными отбойными поверхностями. Предмет исследования: механизм
образования двухкомпонентных сыпучих смесей в разреженных потоках смешиваемых
материалов, режим работы проектируемого гравитационного аппарата с эффективными смешиванием (получением качественной смеси) и производительностью. Цель работы:
совершенствование процесса смешивания сыпучих сред (I-III класса сыпучести по методике
Керра) с соотношением 1:10 и более в гравитационном аппарате с дополнительными
смесительными устройствами на основе создания стохастического описания физической
сущности процесса. Для достижения цели поставлены и решены следующие задачи:
-разработка на базе теории неравновесных случайных процессов с применением
кинетического уравнения типа Фоккера-Планка двух стохастических моделей образования
4
разреженных потоков смешиваемых сыпучих материалов после их взаимодействия: а) со
щеточными элементами; б) с наклонной отбойной поверхностью;
-теоретическое обоснование возможности получения качественной зернистой смеси с
соотношением 1:10 и более в рабочей камере гравитационного аппарата с двумя указанными
этапами формирования разреженных потоков с помощью дополнительных устройств;
-выполнение серии сравнительных теоретико-экспериментальных исследований
порционного смешивания сыпучих материалов (1:10 и более) в гравитационном аппарате и
обоснование целесообразности применения трехстадийного способа их смешивания;
-разработка на основе теоретико-экспериментальных исследований методики
инженерного расчета нового гравитационного аппарата с дополнительными смесительными
устройствами для смешивания зернистых компонентов в соотношении 1:10 и более.
Научная новизна результатов работы:
-на основе теории неравновесных случайных процессов с применением
кинетического уравнения типа Фоккера-Планка построены две стохастические модели
образования разреженных потоков смешиваемых сыпучих материалов - с помощью
щеточных элементов и наклонного отбойника; получены наборы дифференциальных
функций распределения числа разносортных частиц двух видов - по углам разбрасывания от
щеточных элементов и по углам отражения от отбойника в зависимости от конструктивных
и режимных параметров аппарата, физико-механических свойств зернистых компонентов;
-в рамках данных моделей предложен способ оценки коэффициента неоднородности
смеси на каждой из трех стадий порционного смешивания для получения регламентного
соотношения 1:10 и более в зависимости от объемного расхода сред, угловой скорости
вращения барабанов, степени деформации щеточных элементов, шага их винтовой навивки,
угла наклона отбойника; показано удовлетворительное согласие полученных теоретических
и экспериментальных результатов с относительной погрешностью (9÷12) %;
-в результате выполненной серии теоретико-экспериментальных исследований дано
обоснование применения трёхстадийного способа порционного смешивания зернистых сред
и разработана методика инженерного расчета конструктивно-режимных параметров нового
гравитационного аппарата с дополнительными смесительными устройствами.
Практическая ценность результата:
-применение разработанного гравитационного аппарата (конструкция которого
является прототипом для смесителей, защищенных двумя патентами РФ) на принципе
порционного смешивания зернистых материалов в сформированных разреженных потоках
после взаимодействия со щеточными элементами и отбойниками позволяет получить
однородные смеси сыпучих сред с соотношением 1:10 и более;
-использование предложенного способа оценки качества сыпучих смесей,
защищенного патентом РФ, позволяет провести бесконтактное определение степени
однородности получаемых различными методами сыпучих продуктов;
-разработанная методика инженерного расчета нового гравитационного аппарата с
дополнительными смесительными элементами предназначена к использованию в проектных
организациях для создания смесителей в различных отраслях промышленности;
-предложена технологическая схема агрегата для получения предварительного состава
формовочной смеси для изготовления металлических отливок с научно-технической
документацией, которая передана в ОАО «Автодизель» (г. Ярославль). Агрегат планируется
к внедрению в литейном цехе серого чугуна в 2019 г.
Методология и методы исследования: теоретическая основа построения
математических моделей процессов образования разреженных потоков смешиваемых
сыпучих компонентов – методология и математический аппарат теории неравновесных
5
случайных процессов с применением кинетического уравнения типа Фоккера-Планка.
Проведение экспериментальных исследований выполнялось на оригинальном опытном
стенде с последующей обработкой результатов качества смеси с помощью предложенного
бесконтактного способа, защищенного патентом РФ.
Автор защищает:
-стохастические модели образования разреженных потоков сыпучих материалов с
помощью щеточных элементов с разнонаправленной навивкой и наклонного отбойника;
-способ оценки коэффициента неоднородности получаемой смеси на каждой стадии
порционного смешивания при регламентном соотношении компонентов 1:10 и более в
готовом продукте в зависимости от конструктивно-режимных параметров аппарата и
физико-механических свойств зернистых сред;
-результаты теоретико-экспериментальных исследований порционного смешивания
сыпучих сред в рабочей камере гравитационного аппарата с двумя этапами формирования
разреженных потоков с помощью щеточных элементов и отбойника; обоснование
трехстадийного способа получения зернистой смеси с соотношением 1:10 и более;
-конструктивную схему гравитационного смесителя сыпучих сред в соотношении 1:10
и более; инженерный метод расчета его конструктивных и режимных параметров.
Степень достоверности результатов. Достоверность результатов исследования
обоснована корректностью стохастических моделей, основанных на теории неравновесных
случайных процессов, применением оригинальных опытных стендов для экспериментальных
исследований смешивания зернистых сред и способа оценки качества смеси, защищенного
патентом РФ, удовлетворительным согласием теоретических и опытных данных. Основные
результаты исследований опубликованы в ведущих рецензируемых научно-технических
журналах и апробированы на международных и всероссийских научных конференциях.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и
обсуждались: на VII Международной студенческой электронной научной конференции
«Cтуденческий научный форум - 2015» (www.scienceforum.ru, 2015 г.); на региональном
научно-инновационном конкурсе «У.М.Н.И.К.-2015 (победа в финале, Ярославль
19.03.2015); на 28-й, 30-й Международных научных конференциях «Математические методы
в технике и технологиях» (г. Ярославль, 2015 г., г. Санкт-Петербург, 2017 г.); на 68-й, 69-й
Всероссийских научно-технических конференциях студентов, магистрантов и аспирантов (г.
Ярославль, ЯГТУ, 2015 г., 2016 г.); на I международной научно-практической конференции
«Modern problems of fundamental and applied sciences» (г. Прага, Чешская Республика, 2016
г.); на 3-й международной конференции «Chemical Engineering - 2017» (г. Чикаго, США, 2017
г.); на всероссийском научно-техническом семинаре «Cушка, хранение и переработка
продукции растениеводства, Тимирязев - 2018» (г. Москва, 2018 г.).
Личный вклад автора состоит в выборе направления исследований, постановке
конкретных задач моделирования, разработке методик проведения экспериментальных
исследований и их реализации, научном анализе и интерпретации полученных результатов.
Изложенные в диссертации результаты отражают самостоятельные исследования автора.
Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 42 научные работы,
в основном списке 26 работ: 13 статей в изданиях, рекомендуемых перечнем ВАК (в том
числе, 3 статьи в журналах, индексируемых в Web of Science, Scopus), а также 3 патента РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения,
четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Основное
содержание диссертации изложено на 182 стр. основного текста, включая 42 рисунка, 6
таблиц и список литературы из 190 наименований. Общий объем работы вместе с
приложениями составляет 194 стр.
6
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели исследования,
показана научная новизна и практическая ценность работы, дана ее общая характеристика.
Первая глава имеет три подраздела. В рамках обзора современного состояния
проблемы смешивания сыпучих сред предложена условная классификация оборудования (п.
1.1) для указанного процесса с использованием гравитационного транспортирования сред по
различным конструктивным признакам и выявлено затруднение в выборе аппаратов из числа
известных в настоящее время для приготовления качественной зернистой смеси с
соотношением 1:10 и более. В п. 1.2 представлено краткое описание существующих методов
моделирования процесса смешивания сыпучих компонентов и показано практическое
отсутствие универсального, достоверного и полного описания поведения частиц в
разреженных потоках для нестационарного случайного процесса их гравитационного
смешивания при дополнительных этапах переработки с помощью щеточных элементов и
отбойника. Выполнен краткий обзор способов оценки качества смеси (п. 1.3) с помощью
фото для проб сыпучих сред, отличающихся по цвету. Показана целесообразность:
разработки нового гравитационного аппарата для приготовления смеси с соотношением 1:10
и более; стохастического моделирования указанной операции на основе теории
неравновесных случайных процессов. Разработана структурная схема объектов
исследования.
Вторая глава посвящена: стохастическому описанию (п. 2.1-2.4) смешивания
сыпучих сред в гравитационном аппарате с дополнительными смесительными элементами
(рис. 1) на базе теории неравновесных случайных процессов; выявлению факторов,
способствующих выполнению условия максимального перекрытия образующихся
разреженных потоков; разработке трехстадийного гравитационного способа реализации
указанной операции (п. 2.5.1); оценке степени однородности получаемой смеси (п. 2.5.2).
а)
б)
в)
г)
Рис. 1. Принципиальная схема нового смесителя гравитационного типа для зернистых сред и его
элементов: а) и б) общий вид аппарата: 1 – станина, 2 – вертикальный корпус, 3 и 4 – бункеры,
5 – дополнительные бункеры, 6 – устройство выгрузки, 7 – наклонные лотки, 8 – закругление лотков,
9 – цилиндрические барабаны со щеточными элементами, 10 – направляющие пластины, 11 – плоские
наклонные отбойные поверхности, 12 – электродвигатель; б) вид А аппарата; в) элементы в поперечном
сечении; г) в продольном сечении; в) и г) 1 – бункеры, 2 и 3 – слои сыпучих компонентов, 4 – лоток,
5 – барабан, 6 – проекции деформированных щеточных элементов, 7 – щеточный элемент (било)
Отмечены отличительные конструктивные признаки проектируемого аппарата от известных:
наличие дополнительных смесительных устройств на каждой стадии – щеточных элементов
с разнонаправленной винтовой навивкой с торцов барабана (п. 2.1, рис. 1) и наклонных
отбойных поверхностей (п.2.3); способ внесения порций компонентов на транспортирующие
7
лотки (п. 2.4). Согласно схеме (рис. 2) особенностями кинематического анализа движения
частиц в отличии от известных описаний являются: учет толщины слоев рабочих
материалов; приближение, что компонент «1» соответствует нижнему слою на плоском
лотке с последующим срывом из точки Вj, а компонент «2» - верхнему со срывом из точки Аj.
Составляющие скоростей движения частиц
vrϴ1j и vrϴ2j для сыпучих компонентов «1» и
«2» (рис. 2), направленные вдоль касательных
к кривым rs1 и rs2, имеют вид
 rs1 (1 j )
vr 1 j  2
,
(1)
{rs1 (1 j )  [2(lb  h0 )hs / Lb ]}1/2
vr 2 j   (rb  h0  hL ) .
(2)
Пусть частицы компонентов «1» и «2»,
участвующие в формировании разреженных
потоков при взаимодействии со щеточным
элементом (рис. 1, в и 1, г) образуют
энергетически незамкнутые макросистемы,
наблюдается формирование упорядоченности
состояний указанных объектов, которые могут быть описаны кинетическими уравРис. 2. Схема для кинематического анализа
движения частиц из слоя i-го сыпучего
нениями
относительно
статистических
компонента при срыве с j-го щеточного
функций распределения их состояний.
элемента: 1 – лоток, 2 – барабан, 3 – проекции
Моделирование с учетом макромасштабных
деформированных бил
флуктуаций состояний макросистемы обеспечивается дополнением в уравнении Фоккера – Планка (п. 2.2) ланжевеновских случайных
источников [Климонтович Ю.Л.], ответственных за столкновения частиц, срывающихся с
симметрично расположенных разнонаправленных навивок. Энергетическое представление
кинетического уравнения типа Фоккера – Планка имеет форму
fij (t , Eij )
t
1/2
 dE0ij dE fij   

 
 dt dt   Eij

fij
 Eij
 Eij
2
 1 ( Eij fij )
1 ( Eij fij ) 




E fij 2 Eij 
 E0ij Eij
(3)
и успешно применялось для равновесного случая в теории ударных процессов [Бытев Д.О.].
На этапе усиления явления диссипации с существенными случайными флуктуациями
состояний (при столкновениях частиц) одно из решений (3) имеет вид
fij  Aij(3) exp[ Eij / E0ij  Eij 2 / (2E fij 2 )] ,
(4)
 fij d ij  1, d ij  dvxij dvyij .
 ij
Пусть частицы i-го материала имеют сферическую форму с усредненными по фракциям:
диаметром dsi и массой mi. Считается, что стохастическая энергия Eij частицы i-го
компонента при отбрасывании j-ым щеточным элементом из (4) равна
2
2
2
Eij  mi vr ij / 2  M ij / (2Ii )  kuij / 2
(5)
и учитывает поступательное движение частиц, случайный характер их моментов импульсов
M ij  hij 2 mi vr ij и упругий характер взаимодействия с билом при угловой жесткости ku. Здесь:
h1 j  [rs 2 (1 j )  R02 ]1/2 rs12 (1 j ) и h2 j  rs 2 - кратчайшие расстояния от векторов v rϴ1j и v rϴ2j до
оси вращения барабана;
R0  2hs (lb  h0 ) / Lb . Элементарное число частиц dNijn для
выбранного объема (п. 2.3) d ij   2 rij drij dij при отрыве от j-го щеточного элемента c
учетом (4) экспоненциально убывает dNij  Aij exp[ Eij / E0ij  Eij / (2E fij )]d ij . Поиск
n
n
n
2
2
8
константы Aijn осуществляется из нормировочного уравнения
из уравнений сохранения энергии

2
i 1

ij
fij n d ij  1 ; параметра E0ijn -
Ebij n  ENj n в момент срыва частиц при разбрасывании
соответственно из точек Вj, и Аj с учетом эффекта смешивания (рис. 2); параметра Efij - из
уравнения сохранения потоков n1 j ,k  q1 j ,k  n2 j ,k 1  q2 j ,k 1 , частицы которых участвуют в
столкновениях, как макромасштабных флуктуациях состояний макросистем, и отброшены
щеточными элементами с навивками «k» и «k+1», расположенными симметрично
относительно оси Ox. Получены следующие неравновесные функции распределения f ij n и Fi n
fij n ( j )  Cij [Gij ( sij )]1{exp( g 4 g 02 ( j  ij ) 2 [Gij ( sij )]2 / g1i g 2i ) 
{erf{Gij ( sij )[1  g 0 g3i ( j  ij )] / g3i }  erf[Gij ( sij ) / g3i )]} ,
2
Fi n ( j )   jb1 fij n ( j ) . (6)
n
где Cij , Gij , g0 , g4 , gvi (v  1,2,3) - коэффициенты, зависящие от входных параметров модели.
Выполним сравнительный анализ результатов для равновесного (однонаправленная
навивка бил в барабанно-ленточном смесителе) и неравновесного (разнонаправленная
навивка бил в гравитационном аппарате) случаев при выборе значений параметров: а)
конструктивных rb = 3,0 102 м; lb = 4,5 102 м; hs = (1,6  3,0) 102 м; Lb = 1,85 101 м; nb = 3
( j  1, nb ) c поворотом барабана на угол π/2 рад; б) режимных h0 = 3,0 102 м; ω = (41-58) c-1;
μ0 = 1,3083 рад; в) физико-механических: для щеточных элементов ku = 5,0 104 кг·м/рад; для
сыпучих сред – природного песка ГОСТ 8736-93 (i = 1; ρT1 = 1,525 103 кг/м3; ds1 = 1,5 104 м)
и манной крупы ГОСТ 7022-97 (i = 2; ρT2 = 1, 440 103 кг/м3; ds1 = 4,0 104 м), (рис. 3).
Графики неравновесных зависи-мостей f1jn(αj) (кривые 1’-3’, рис. 3, а) и f2jn(αj) (кривые 1’-3’,
рис. 3, б) соответственно для
компонентов «1» и «2» имеют
более выраженное сближение в
сравнении с графиками для равновесных функций f1jе(αj) (кривые 13, рис. 3, а) и f2jе(αj) (кривые 1-3,
рис. 3, б), что подтверждает
возможность более интенсивного
смешивания с помощью барабанных устройств с разнонаправленными навивками щеточных
а)
б)
элементов (рис. 1). Описание
Рис. 3. Зависимости равновесных fije(αj) и неравновесных fijn(αj) распределения числа частиц i-го
дифференциальных функций распределения числа частиц
материала для отраженного от
сыпучих компонентов по углу разбрасывания для рабочих
отбойника разреженного потока в
объемов смесителей двух видов в зависимости от номера j
деформированного щеточного элемента: а – природный песок зависимости от угла отражения
ГОСТ 8736-93 (i = 1); б – манная крупа ГОСТ 7022-97 (i = 2); fije(αj) – содержится в п. 2.4. В рамках
однонаправленная навивка бил (1-3); fijn(αj) – разнонаправленная стадии 1 порционного смешиванавивка бил (1'-3'); hs = 1,6 102 м; ω = 52,36 рад/c;
ния разреженные потоки ( i  1, 2 ),
j = 1 (1, 1'); j = 2 (2, 2'); j = 3 (3, 3')
полученные после срыва
со
щеточных элементов 4 вращающегося барабана 3 (рис. 4) налетают на плоский отбойник 6,
расположенный под углом  1 к горизонту, и, отражаясь от него под углом  2i , смешиваются.
Полученная промежуточная смесь, падая на второй лоток 10 (рис. 1, а), сползает с него,
разбавляется новой порцией ключевого компонента из дозатора 5 и попадает на второй
9
лоток 7, переходя на вторую стадию переработки. Условие равенства  21max   22 max для
усредненных направлений  2i движения потоков позволяет оценить рациональные
(эффективные) значения для  r . Получена связь между углами  2i (рис. 4) и  j (рис.
2) для каждого потока i-го материала с j-го щеточного элемента в виде
(7)
 j  nb [ i ( 2i )    i ] ,
  nb1  nj 1  j , i  nb1  nj 1ij ,
b
b
 i ( 2i )  u1 ( 1 )u4i ( 1 )  u3i ( 1 )  {[u1 ( 1 )u4i ( 1 ) + u3i ( 1 )]2  4 2iu4i ( 1 )}1/2 / [2u4i ( 1 )] , (8)
где u1 ( 1 ), u3i ( 1 ), u4i ( 1 ) – вспомогательные функции. Используя (6) для fij n ( j ) и Fi n ( j ) и
учитывая (7), (8), получим набор  ij n ( 2i ) и i n ( 2i ) по углу отражения  2i от отбойника
 ij n ( 2i )  Cij [Gij ( sij )]1{exp( g 4 g 02 [ wi ( 2i )  ij ]2[Gij ( sij )]2 / g1i g 2i ) 
{erf{Gij ( sij )[1  g 0 g3i [ wi ( 2i )  ij ]}2 / g3i }  erf[Gij ( sij ) / g3i )]} ,
i n ( 2i )   jb1 ij n ( 2i ) , (9)
n
где обозначено wi ( 2i )  nb i ( 2i )   jb1  j   jb1ij . Установлено, что разность значений
n
n
экстремумов для углов  2i не превышает 0,025 рад (графики 1 и 1’, 2 и 2’, 3 и 3’, рис. 5, а).
а)
б)
Рис. 4. Условная схема ударного
n
n
взаимодействия сыпучих компонентов с
Рис. 5. Зависимости  ij ( 2i ) и i ( 2i ) : а) 1-3 – природный
плоским отбойником в гравитационном
песок ГОСТ 8736-93 (i=1); kv1 = 0,1853; 1’-3’ – манная крупа
смесителе: 1 – бункер-дозатор, 2 – слои
ГОСТ 7022-97 (i=2); 1 и 1’ – j=1; 2 и 2’ – j=2; 3 и 3’ – j=3;
компонентов, 3 – вращающийся барабан,
kv2 = 0,1587; б) I - песок ГОСТ 8736-93 (i=1); II - манная крупа
4 – проекции деформированных щеточных
ГОСТ 7022-97 (i=2); hs=1,6·10-2 м; ω=52,36 с-1,  1 =0,9599 рад
элементов (бил), 5 – лоток, 6 - отбойник
После ударного взаимодействия с плоским отбойником материалы рассеиваются под углом
 2i , меньшим в (2,58-3,62) раза для щеточных элементов, которые последними покинули зазор
между лотком и барабаном (j=1, кривые 1 и 1’, рис. 5, а) в сравнении с углами  2i для частиц,
первоначально разбрасываемых щеточными элементами, которые первыми из выделенных
бил освободились от частиц смешиваемых компонентов (j=3, кривые 3 и 3’, рис. 5, а).
Отношение γ21ex/γ22ex в выбранном диапазоне изменения угла наклона отбойника  1 =(0,9-1,1)
рад не превышает 1,15 единиц, например, для «пиковых» значений γ21ex и γ22ex , относящихся
соответственно к кривым I и II на рис. 5, б, данное отношение равно 1,14. При этом наблюдается сближение кривых I и II для 1n ( 21 ) и 2 n ( 22 ) , что теоретически подтверждает возможность качественного смешивания песка ГОСТ 8736-93 (i=1) и крупы ГОСТ 7022-97 (i=2).
Рассмотрен трехстадийный способ (п. 2.5) получения зернистой двухкомпонентной
смеси с соотношением объемных долей 1:10 и более ( V1 : V2  1: nV , 10  nV ),
10
апробированный для барабанно-ленточного аппарата. Рекуррентное соотношение
 21  (nV  P11 ) / 2n 1  2P11 позволяет вычислить разность P21  P11   21 между объемными
долями «1» и «2» компонентов Pi ( i  1, 2 ) на стадии   1 при условии, что на отличных от
первой стадиях (   2,3 ) смешиваются равные доли объемов полученной на предыдущей
стадии зернистой смеси и новой порции ключевого компонента. Для оценки качества смеси
используется коэффициент неоднородности зернистой смеси, определяемый для каждой
стадии порционного смешивания VС  100( c 2  /  c 2 1)1/2 , где рассчитываются
c   i =1 (2 2i   2i / 2)
2
c
2
  i =1 (2 2i   2i / 2)
2
1
1
 22   22 /2

22
 22   22 /2

22
d 22 
 21   21 /2
 21
d 22 
 21   21 /2
 21
c ( 21 ,  22 )d 21 ,
2
[c ( 21 ,  22 )] d 21 ,
(10)
(11)
 2i  2u1 ( 1 )  i  u4i ( 1 )tg(i / 2)[1  tgi tg(i / 2)] / [1  tgi tg(i / 2)] iu3i ( 1 ) / 2 .
Получено, что при фиксированном значении  эффективное смешивание (показатель VС
имеет минимальное значение) достигается при практически одинаковых угловых скоростях
барабана  . Например, при   1, 45 (рис. 6, а) наилучшие значения VС1,min , VС 2,min , VС 3,min
для каждой из трех стадий (графики 1-3) наблюдаются при незначительных отклонениях 
(примерно на 0,04 рад/c) в сторону роста их значений ( 1  2  3 ) от первой стадии к
третьей в пределах отрезка (47,4  47,6) c-1, что объясняется порционным возрастанием
расхода ключевого компонента от стадии к стадии. Увеличение  на каждые 0,05 единиц
приводит к сдвигу семейств графиков VС ( ) влево вдоль оси абсцисс (см. графики 1-3,
рис. 6, б) с понижением не только
минимальных значений
коэффициентов
VС1,min  VС 2,min  VС 3,min
с (6-13) % до (5,9-12,9)
%, но и соответствующих им значений
1  2  3 с (47,447,6) c-1 до (45,6-45,8)
а)
б)
c-1, что позволяет в
Рис. 6. Теоретические зависимости VС ( ) и VС () смеси природного песка указанных
условиях
ГОСТ 8736-93 и манной крупы ГОСТ 7022-97 при различных стадиях
гарантировать снижегравитационного смешивания: а) VС ( ) ; 1-3 –   1,45 ; 1’-3’ –   1,50 ;
ние энергозатрат на
1’’-3’’ –   1,60 ; 1, 1’, 1’’ – τ = 1; 2, 2’, 2’’ – τ = 2; 3, 3’, 3’’ – τ = 3; б) 1-4 затрачиваемые
мощ– τ = 1; 1'-4’ – τ = 2; 1''-4'' – τ = 3; 1, 1', 1'' –   46,0 c-1; 2, 2', 2'' –   47,0 c-1; ности
приводов
3, 3', 3'' –   47,5 c-1; 4, 4', 4'' –   48,0 c-1; hs=1,6·10-2 м;  1 =0,9599 рад
барабанов.
Третья глава содержит описание лабораторной гравитационной установки по
изучению смешивания зернистых сред (п. 3.1, рис. 7); методики проведения экспериментальных исследований данного процесса и особенности физико-механических свойств
сыпучих сред (п. 3.2); результаты опытных испытаний по выявлению факторов, влияющих
на качество смеси манной крупы ГОСТ 7022-97 и песка ГОСТ 8736-93 (п. 3.3-3.4), в том
числе трехстадийным (I) и 4-х стадийным (II) гравитационными способами; сравнительного
анализа полученных теоретико-экспериментальных результатов (п. 3.5). Способы I и II
отличаются соотношением объемных долей компонентов на различных стадиях смешивания.
11
.
В ходе опытных испытаний
выявлены:
дискретные
зависимости массовых долей
n
компонентов mi /  j 1 mij от
угла  j при различных значениях  ; коэффициента VC
от параметров  ,  ,  1 ;
расхода зернистых компонентов - от  ,  . Пределы
изменения
параметров:
h0  (2,8 
  (1,45  1,6) ;
3,1) 102 ;  1 =(50-60)0=(0,87
-1,04) рад. Фиксированные
значения:
rb  3,0 102 м;
а)
б)
Рис. 7. Опытная установка для изучения процесса смешивания
Lb  1,85 101 м; lb  4,5 102
сыпучих сред: а) принципиальная схема: 1 - бункер, 2 – слои сыпучих
компонентов, 3 –барабан, 4 – щеточный элемент, 5 – лоток, 6 – отбойник м; h  3, 2 102 м;   75 0
ss
0
(или вертикальная ловушка), 7 – спускной лоток; б) внешний вид
=1,31 рад.
Для
оценки
распределения числа частиц по углу разбрасывания  j вместо отбойника 6 (рис. 7, а)
помещалась вертикальная ловушка с параллельными ячейками. С ростом значения 
расширяется зона одновременного попадания в ловушки частиц обеих сред, что приводит к
улучшению качества смеси. Анализ опытных результатов позволил выявить рациональный
диапазон изменения режимного параметра n =(440-470) об/мин или  = (46-49) рад/c).
Рис. 8.
Экспериментально установлено,
Экспериментальные что в случае трехстадийного
зависимости VC ( )
способа смешивания (рис. 8) с
на стадии для смеси увеличением значения  с 45
манной крупы
рад/c до 50 рад/c наиболее качестГОСТ 7022-97 и
песка ГОСТ 8736-93 венная смесь на каждой стадии
при  =47 рад/c
при трехстадийном образуется
способе,   1,60 :
(   1, 45 );  =46 рад/c (   1,5 ),
пунктир –
 =45 рад/c (   1,6 ), что можно
регрессионные
с
наибольшим
зависимости, точки - сопоставить
сближением максимальных углов
опыт:  1 =0,96 рад;
разбрасывания
частиц
в
I –   1 ; II –   2 ;
разреженных потоках
( i  1, 2 ).
III –   3
Причем, с каждым этапом от   1 до   3 наблюдается значительное уменьшение
коэффициента однородности: с 13 % до 7,2 % (при  =47 рад/c ,   1, 45 ); с 12,5 % до 6,1 %
(при  =46 рад/c ,   1,5 ); с 12,8 % до 7 % (при  =45 рад/c ,   1,6 ). На третей стадии для
зависимости VC () (рис. 9, а) с ростом величины  от 1,45 до 1,6 прослеживается: для
кривой 1 - снижение коэффициента неоднородности от 11,5 % до 6,9 %; для 2 – минимальное
значение VC  6,1 % при   1,5 ; для (3) – рост VC с 6,5% до 9,5%. Влияние угла наклона
отбойника  1 на качество смеси VC ( 1 ) показано на рис. 9, б при   3 . При увеличении  1 с
0,87 рад до 1,04 рад независимо от стадии смешивания коэффициент неоднородности
12
снижается. Более качественная смесь получается при  =46 рад/c. Анализ экспериментальных зависимостей VC ( ) для трехстадийного (I, п. 3.4.2) и 4-х стадийного (II, п. 3.4.3)
способов смешивания показал, что значение VC в случае способа I меньше, чем для II в 1,05
раза для стадии   3 , однако стадия   4 для способа II в сравнении со стадией   3 для
способа I протекает более эффективно – значение VC меньше в 1,07 раза (п. 3.4.2, рис. 9, в).
а)
б)
в)
Рис. 9. Экспериментальные зависимости VC ( ) на стадии   3 ; для смеси манной крупы ГОСТ 702297 и природного песка ГОСТ 8736-93 при различных способах смешивания: пунктир – регрессионные
зависимости, точки – опыт; а) VC () ; 1 -  =46 рад/c; 2 –  =47 рад/c; 3 –  =48 рад/c;  1 =0,96 рад; 3-х
стадийный б) VC ( 1 ) ; 1 -  =46 рад/c; 2 –  =47 рад/c;   1,5 ; трехстадийный; в)   1,5 ; 1 =0,96 рад;
III –   3 (трехстадийный); IV’ –   4 (4-х стадийный)
Данный факт позволяет рекомендовать к использованию трехстадийный способ (с меньшим
числом ступеней) в целях снижения энергозатрат. Сравнение теоретических и опытных
результатов для Fie(αj) и неравновесных Fin(αj) показало сближение значений экстремумов
для углов разбрасывания частиц сред i  1, 2 ( 1ejex /  2e jex  1njex /  2n jex  1,1 , рис. 10).
Рис. 10. Теоретико-экспериментальное
сопоставление зависимостей равновесных Fie(αj) и неравновесных
Fin(αj) для рабочих объемов смесителей
двух видов: hs = 1.6 102 м; ω = 52,36 рад/c;
Fie(αj) – однонаправленная навивка бил (1, 2);
Fin(αj) – разнонаправленная навивка бил (3,
4); природный песок ГОСТ 8736-93 (i = 1; 1,
1' и 3, 3'); манная крупа ГОСТ 7022-97 (i = 2;
2, 2' и 4, 4'); теория – пунктир (1, 2) и линии
(3, 4); опыт – (1'-4')
При этом для неравновесного случая отмечается еще и стремление к совпадению
самих кривых 3 и 4 (рис. 10) для материалов «1» и «2», что может обеспечить условия для их
дальнейшего
наиболее
эффективного
смешивания.
Анализ
теоретических
и
экспериментальных данных при образовании разреженных потоков из частиц i  1, 2
показывает их удовлетворительное согласие с относительной погрешностью (14-18) % для
равновесного (кривые 1 и 2; точки 1’ и 2’; рис. 10) и (9-12) % для неравновесного (кривые 3
и 4; точки 3’ и 4’; рис. 10) случаев. Учет предварительной послойной подачи материалов на
лоток для последнего случая (рис. 1, б и 2) в стохастическом описании изучаемого процесса
приводит к снижению расхождения его теоретико-экспериментальных показателей.
13
Сравнение теоретических и опытных результатов для VC ( ) смеси манной крупы
ГОСТ 7022-97 и песка ГОСТ 8736-93 при 3-х стадийном смешивании (п 3.5) показано на
рис. 11, а с относительной погрешностью (5-7) %, что позволяет использовать в указанном
интервале изменения  полученные расчетные зависимости. Наилучшая сходимость теории
и опытов для VC () наблюдается при  =48 рад/c с относительной погрешностью 5% (рис.
11, б); при  =46 рад/c - 18%; при  =47 рад/c - 17%. Наиболее качественная смесь
соответствует значениям параметров   1,5 и  =47 рад/c, коэффициент неоднородности
при этом минимальный, как при расчетах ( VC  6, 4 %), так и при эксперименте ( VC  6,1 %).
а)
б)
Рис. 11. Сравнение теоретических и опытных результатов для коэффициента неоднородности смеси
манной крупы ГОСТ 7022-97 и природного песка ГОСТ 8736-93 при трехстадийном смешивании:
  3 ; nV  10 ; hs  1,6 102 м; nb  3 ; 1 =0,96 рад; 0 0 =1,31 рад; а) VC ( ) ;   1,5 ; I –   1 ; II –   2 ; III –
  3 ; б) VC () ; 1 -  =46 рад/c; 2 –  =47 рад/c; 3 –  =48 рад/c; теория линии 1, 2; опытные данные: точки
Четвёртая глава посвящена разработке инженерной методики расчета нового
гравитационного аппарата с дополнительными смесительными устройствами для получения
зернистой смеси с соотношением 1:10 и более трехстадийным способом. Выполнен расчет
основных энергетических показателей процесса (п. 4.1); оценка рациональных пределов
изменения основных конструктивно-режимных параметров аппарата, в диапазоне которых
наблюдается эффективный режим его работы (п. 4.2 и п. 4.3); пример расчета (Прил. А).
Получено выражение для производительности смесителя в зависимости от  -стадии
   /2
n
2
 j 1 Nij nvr ij fij n ( j )d j
 4 2i   2i   i 1 kvi 
, [м3/с].
(12)
Qb  Q0 
 4    2      /2 n N n v  n ( )d
j
j   i 1 
 j 1 ij r ij ij 2i 2i

 
Установлено, что расчетные и опытные данные для Qb ( ) имеют практически
линейный характер, изменение параметра  в сторону увеличения на 0,05 единиц приводит к
росту значений Qb примерно в 1,15 раза для каждой стадии. Зависимость Qb () носит
квадратичный характер. С ростом параметра  в 1,1 раза наблюдается снижение значений
расчетных и опытных Qb примерно в 1,3 раза на всех стадиях. Выражение (12) учитывает
физико-механические свойства зернистых сред и щеточных элементов, регламентное значеdv
ние VC . В инженерной методике расчета аппарата использованы полученные выражения для
Qb и мощности приводов смесительных барабанов. Блок-схема из 10 макро-блоков
j
j
b
j
2i
2i
b
2i
предполагает расчет pk  { pk ,v1  const} , v1  1, q1 и pr  { pr ,v2 } , v2  1, q2 эффективных
значений параметров смесителя, состоящих из наборов: конструктивных pk  {Ltr1 , Ltr 2 , Lbaf ,
Lb , rb , lb , rsb , Nb , hs ,H , hpb , 0 } и режимных pr   , h0 , hL , 1  . Задавая входные данные в виде
*
*
*
*
dv
условных множеств параметров (блок 1): входные x  Qbi , nVi  , выходные y  {Qbi , nVi ,VC ,
VC }, дополнительные pd  {Ti ,  Hi , d si ,  fi , f31i , f32 , ku , kvi } , учитывающие свойства материа-
14
лов и щеточных элементов, выполняется (блок 2): выбор интервалов изменения  fi , 0 , Ltr1 ;
открытие цикла для пошагового расчета приближения 0 j1 ; второй циклический расчет
*
пределов для Lb , rb с проверкой условия L*bj 2 / rb*
*
1 . Блок 3: расчет 0-ых приближений lb 0 и
rsb* 0 ; выбор пределов для  и h0 ; циклический расчет приближения h0* j 3 . Блок 4: расчет в 1ом приближении lb , rsb ; h0 с учетом условий экстремумов для производительности смеси*
теля по высоте слоев зернистых компонентов hL . Блок 5: расчет hs 0 согласно данным из блоков 2-3; пределов для  с учетом модифицированного критерия Фруда; циклический расчет
*
*
*
* j ; вычисление значений Nb , hpbj3 ,H 0 j3 ; уточнение lb*  lb*1 из условия экстремума для
производительности аппарата по отношению lb / rb . Блок 6: выбор пределов для  1 и цикли4
ческий расчет  1* j . Блок 7: проверка неравенства для VC j3 j4 j5 с учетом значений VCdv , Vc с
5
возможным возвратом на блок 2, а также блок 5 при последнем шаге по циклу j4 . Блок 8:
расчет 1-го приближения  H 1 j3 из условия экстремума для мощности приводов смесительных барабанов; завершение циклов j3 , j4 . Блок 9: проверка двойного неравенства для
*
VC j5 с учетом VC , Vc с возможным возвратом на блок 6. Блок 10: вывод наборов pk , pr .
*
dv
*
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ: Aij(3) , Aij n - нормировочные константы; c –
концентрация ключевого компонента в смеси; d Si - усредненный диаметр частицы, м; Eij энергия частицы при стохастическом движении в фазовом пространстве dij , Дж; E0ij ( E0ij n )
– энергия i-ой системы в момент ее стохастизации, Дж; E fij – потери энергии i-ой системы
при макромасштабных флуктуациях ее состояния (столкновениях частиц), Дж; Ebij n ( ENj n ) –
суммарная энергия частиц i-го потока (частиц двух сред), Дж; Fi n ( i n ) и f ij n ( ij n ) – неравновесные дифференциальные функции распределения числа частиц i-го компонента по углу  j
(углу  2i ): полные и при срыве с j-го била, рад-1; f31i ( f32 ) - коэффициент трения со стороны
поверхности била на частицы смеси (лотка на щеточный элемент); jv , v  1,5 – номер цикла;
h0 – высота зазора, м; hL   i 1 hci – высота слоев, м; hs – шаг навивки, м; hss – максимальное
2
расстояние между навивками «k» и «k+1», м; hpb - расстояние между билами в одной навивке,
м; jv , v  1,5 – номер цикла; ku – угловая жесткость била, кг·м/рад; kvi – коэффициент восстановления частиц при ударе об отбойник; Ltr1 , Ltr 2 - длина и ширина лотка, м; Lbaf – длина
отбойника, м; Lb и lb – длина: барабана и била, м; Mij – момент импульсов частицы, кг·м2/с; mi
– усреднённая масса частицы i-го материала, кг; N – число частиц; N b – число бил в проекции
на плоскость поперечного сечения барабана; n – частота вращения, мин-1; nb – число деформированных бил; nij ,k ( qij ,k ) – полные концентрации (концентрации не столкнувшихся) частиц
компонента i при срыве с j-го била k-ой навивки; nVi - объемные доли; Qb ( Q0 ) – объемные
расходы материалов после удара об отбойник (после работы барабана), м3/c; rb ( rsb ) – радиус
dv
барабана (била), м; rs1 (1 j ) – уравнение спиральной кривой для концов бил Вj, м; VСτ ( VC ) –
коэффициент неоднородности (регламентное значение), %; vr ij ( vxij , v yij ) – скорость частицы в
полярной (декартовой) системе, м/c; αj – угол разбрасывания при срыве с j-го била, рад;
 j  (n, rj ) , рад; i - усредненный угол рассеивания, рад;  = lb / h0;  j , i ,  2i – прира-
15
щения углов  j , i ,  2i , рад; δj , φj – углы при описании деформации бил, рад;  H - угол винтовой навивки, рад; ij (d ij ) и ij (d ij ) – фазовые объемы (элементы), м2/c2;  ( r ) - угол
(эффективное значение) между лотком и отбойником, рад;  1 – угол наклона отбойника к
горизонтали, рад; 1 j ( 2 j ) – угловая координата Вj (Аj), рад;  2i ( 2iex ) – усредненный угол
(экстремальное значение) отражения от отбойника i-го потока, рад; 0 - угол наклона лотка к
вертикальной стенке корпуса аппарата, рад; ρTi (ρНi) – истинная (насыпная) плотность среды,
кг/м3;  fi – угол внутреннего трения, рад;  – угловая скорость, рад/с. Индексы: i - номер
компонента смеси; j – номер деформированного щеточного элемента; k – номер навивки (k – с
левого торца, k+1 – с правого торца барабана); τ – номер стадии порционного смешивания.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
1. Показана целесообразность гравитационного транспортирования округлых частиц
размером (1,5÷4,0)·10-4 м в барабанно-лотковый зазор для их непрерывного смешивания в
разреженных потоках, формируемых щеточными элементами и наклонным отбойником, при
анализе современного состояния проблемы получения качественной смеси из твердых
дисперсных сред I-III класса сыпучести по методике Керра с соотношением 1:10 и более.
2. Разработаны две стохастические модели формирования разреженных потоков
зернистых компонентов - с помощью щеточных элементов и наклонного отбойника на
основе теории неравновесных случайных процессов, позволяющие оценить качество смеси
на каждой стадии порционного смешивания в зависимости от конструктивно-режимных
параметров гравитационного аппарата и физико-механических свойств сыпучих сред.
3. Получено
теоретико-экспериментальное
подтверждение
целесообразности
использования трехстадийного порционного смешивания с коэффициентом неоднородности
VC  (6,1  6,4) % при эффективных диапазонах изменения основных параметров аппарата:
 1 =(0,909-1,04) рад,  =(46-49) рад/c и фиксированных значениях   1,5 и hs=1,6·10-2 м.
4. Подтверждена экспериментально рекомендация к использованию трехстадийного
порционного способа смешивания зернистых сред с целью снижения энергозатрат
вследствие незначительного превосходства по качеству смеси 4-х стадийной переработки на
последних этапах указанных способов, когда VC для последнего меньше только в 1,07 раза.
5. Установлено, что коэффициент неоднородности не превышает 6,5% при эффективной
реализации трехстадийного смешивания зернистых сред в гравитационном аппарате, когда с
переходом от первой стадии их переработки к третьему наблюдается повышение
модифицированного числа Фруда на 0,6 ед. при его обобщенных пределах Fr  (1,180  1,214) .
6. Разработаны: новая конструкция гравитационного аппарата с дополнительными
смесительными элементами, защищенная двумя патентами РФ, и бесконтактный способ
оценки качества сыпучих смеси, подтвержденный патентом РФ.
7. Предложены способы оценки энергетических показателей нового гравитационного
аппарата с дополнительными смесительными устройствами. Разработана инженерная
методика и блок-схема расчета его основных конструктивно-режимных параметров.
Техническая документация на гравитационный аппарат передана предприятию ОАО
«Автодизель» для использования при получении предварительных составов формовочной
смеси с требуемой часовой производительностью 16,5 т/ч.
СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
а) статьи в ведущих рецензируемых изданиях по списку ВАК:
1 Капранова, А.Б. Стохастическое описание процесса формирования потоков сыпучих компонентов в
аппаратах со щеточными элементами / А.Б. Капранова, И . И . Верлока // Теор. основы хим. технологии. –
2018. – Т. 53, № 5. – С. 1-15. (Web of Science)
16
2 Капранова, А.Б. Моделирование критерия качества смеси в объеме барабанно-ленточного устройства / А.Б.
Капранова, М.Н. Бакин, И . И . Верлока // Хим. и нефтегаз. машиностроение. – 2018. – № 5. – С. 3-9. (Web of
Science)
3 Verloka I. Stochastic modeling of bulk components batch mixing process in gravity apparatus / I. Verloka, A.
Kapranova, M. Tarshis, S. Cherpitsky // International Journal of Mechanical Engineering & Technology (IJMET). –
2018. – V. 9, Is. 2. Р. 438–444; Article ID: IJMET_09_02_045
Available online at
http://www.iaeme.com/IJMET/issues.asp ?JType=IJMET&VType =9&IType=2, ISSN Print: 0976-6340 and ISSN
Online: 0976-6359. (Scopus)
4 Бакин М.Н. Современные аппараты с подвижной лентой для смешивания сыпучих материалов / М.Н. Бакин,
А.Б. Капранова, И.И. Верлока // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 5 (ч. 4). – C. 687–691.
5 Бакин М.Н. Исследование распределения сыпучих компонентов в рабочем объеме барабанно-ленточного
смесителя / М.Н. Бакин, А.Б. Капранова, И.И. Верлока // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 5(ч. 5).
– C. 928–933.
6 Верлока, И.И. Современные гравитационные устройства непрерывного действия для смешивания сыпучих
компонентов / И.И. Верлока, А.Б. Капранова, А.Е. Лебедев // Инженерный вестник Дона. – 2014. – № 4; URL:
www.ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2014/2599.
7 Бакин М.Н. Современные методы математического описания процесса смешивания сыпучих материалов /
М.Н. Бакин, А.Б. Капранова, И.И. Верлока // Фундаментальные исследования. - № 5 (ч. 5), 2014. – С. 923-927.
8 Бакин М.Н. Об экспериментальных распределениях частиц сыпучих компонентов в разреженных потоках /
М.Н. Бакин, И.И. Верлока, А.Б. Капранова // Изв. ВУЗов. Химия и хим. технология. Иваново. – 2015. Т. 23,
№ 10. – C. 70-72.
9 Капранова, А.Б. Способы описания движения твердых дисперсных сред в различных плоскостях для
сечений смесительного барабана / А.Б. Капранова, М.Н. Бакин, И.И. Верлока, А. И. Зайцев // Вестник Тамб.
гос.техн. унта, 2015. – Т. 21, № 2. – С. 296-304.
10 Бакин М.Н. О способах оценки производительности смесительного барабана со щеточными элементами /
М.Н. Бакин, И.И. Верлока, А.Б. Капранова // Изв. ВУЗов. Химия и хим. технология. Иваново. – 2015. Т. 58,
№ 11. – C. 80-82.
11 Капранова, А.Б. Влияние влажности сыпучих сред на их распределение в рабочем объеме смесителя с
подвижной лентой / А.Б. Капранова, М.Н. Бакин, И.И. Верлока, А.И. Зайцев // Вестник Тамб. гос.техн. ун-та,
2015. – Т. 21, № 1. – С. 97-104.
12 Капранова, А.Б. Об оценке содержания ключевого компонента после ударного рассеивания сыпучих
материалов на начальном этапе порционного смешивания / А.Б. Капранова, И.И. Верлока // Вестник ИГЭУ. –
2016. – № 3. – C. 78-83.
13 Капранова, А.Б. Методика определения рациональных диапазонов изменения параметров барабанноленточного смесителя сыпучих материалов / А.Б. Капранова, М.Н. Бакин, И.И. Верлока, М.Ю. Таршис //
Вестник Тамб. гос.техн. ун-та, 2017. – Т. 23, № 3. – С. 428-439.
б) регистрация интеллектуальной собственности:
14 Пат. 2586126 Российская Федерация, МПК B01F3/18. Смеситель сыпучих материалов гравитационного
типа / А.И. Зайцев, А.Е. Лебедев, А.Б. Капранова, И.И. Верлока. – Опубл. 10.06.2016, Бюл. № 16.
15 Пат. 2620387 Российская Федерация, МПК G01N1/28. Способ определения коэффициента неоднородности
смеси трудноразделимых сыпучих материалов / А.И. Зайцев, А.Е. Лебедев, А.Б. Капранова, И.И. Верлока,
Н.В. Бадаева, А.А. Ватагин, Д.В. Лебедев. – Опубл. 25.05.2017, Бюл. № 15.
16 Пат. 2621225 Российская Федерация, МПК B28C5/04, B01F3/18. Смеситель сыпучих материалов
гравитационного типа / А.Е. Лебедев, С. Сафуан, И.И. Верлока, А.Б. Капранова, Н.В. Бадаева. – Опубл.
01.06.2017, Бюл. № 16.
в) зарубежные публикации:
17 Kapranova, A.B. The model of dispersion of particles during their flow from chipping the surface / A.B.
Kapranova, I.I. Verloka, A. E. Lebedev, A. I. Zaitzev // Czasopismo techniczne. Mechanika. – Krakov, Poland, 2016.
– V. 113, № 2. – P. 145-150.
18 Kapranova, A.B. The study of the volume fraction of key component in the second phase of the portion mixing by
means of the device of gravity type / A.B. Kapranova, I.I. Verloka // J. Chem. Eng. Process Technol. – V. 8. – № 5.
– P. 59. (DOI) 10.4172/2157-7048-C1-009.https://www.omicsonli ne.org/ArchiveJCEPT/chemical-engineering-2017proceedings-posters-accepted-abstracts.php.
г) прочие публикации:
19 Верлока, И.И. Применение экспресс-метода оценки показателей качества двухкомпонентных сыпучих
смесей / И.И. Верлока, А.Е. Лебедев // 68–я Всеросс. науч.-техн. конф. студентов, магистрантов и аспирантов
с международным участием : cб. матер. конф. – Ярославль : Издат. Дом ЯГТУ, 2015. – С. 427-429.
17
20 Капранова, А.Б. Сравнительный анализ равновесных и неравновесных функций распределения
смешиваемых сыпучих сред / А.Б. Капранова, И.И. Верлока, А.И. Зайцев // Матем. методы в технике и
технологиях – ММТТ-28: сб. трудов 28-й Междунар. науч. конф. в 12 т. – Т. 8. – Саратов : Саратов. гос. техн.
ун-т, 2015; Ярославль : Ярослав. гос. техн. ун-т; Рязань : Рязанск. гос. радиотехн. ун-т, 2015. – С. 223-227.
21 Верлока, И.И. Экспериментальные исследования процесса трехстадийного смешивания сыпучих сред 1:10
в разреженных потоках / И.И. Верлока, А.Б. Капранова // Международный студенческий научный вестник,
2015. – № 3. – С. 199-200.
22 Верлока, И.И. Экспериментальное определение угла разбрасывания частиц сыпучей среды щеточными
элементами гравитационного смесителя / И.И. Верлока, А.Б. Капранова // Modern problems of fundamental and
applied sciences: сб. трудов I Междунар. научно-практической конференции (18 января 2016 г.). – Praha,
Czech Republic : Изд-во Printing house, 2016. Т. 1. – С. 128-132.
23 Верлока, И.И. К вопросу об опытных исследованиях процесса формирования разреженных потоков
сыпучих сред щеточными элементами / И.И. Верлока, А.Б. Капранова // 69–я Всеросс. науч.-техн. конф.
студентов, магистрантов и аспирантов с международным участием (20 апреля 2016 г.): сб. материалов конф.
[Электронный ресурс]. – Ярославль : Издат. Дом ЯГТУ, 2016. – 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). – С. 471-472.
24 Капранова, А.Б. К вопросу о моделировании процесса порционного смешивания в аппарате
гравитационного типа / А.Б. Капранова, И.И. Верлока, С.В. Филиппов, П.А. Яковлев // Современные задачи
инженерных наук – МНТФ Косыгин-2017: сб. научн. трудов VI-ой Междунар. науч.-техн. Симпозиума
«Современные энерго- и ресурсосберегающие технологии СЭТТ – 2017 Форума «Первые международные
Косыгинские чтения (11-12 октября 2017 года). Т. 1. – М. : Изд-во ФГБОУ ВО «РГУ им. А.Н. Косыгина»,
2017. – С. 119-121.
25 Капранова, А.Б. К расчету объемной доли сыпучего компонента при порционном смешивании в
гравитационном устройстве / А.Б. Капранова, И.И. Верлока, П.А. Яковлев, С.В. Филиппов // Математические
методы в технике и технологиях – ММТТ-30: сб. трудов 30-й Междунар. науч. конф. – СПб. : Изд-во
Политехн. ун-та, 2017. – Т. 9. – С. 64-66.
26 Верлока, И.И. Экспериментальное исследование получения качественной сыпучей смеси продуктов
растениеводства / И.И. Верлока, П.А. Яковлев, А.Б. Капранова // Сушка, хранение и переработка продукции
растениеводства – МНТС Тимирязев – 2018: сб. научн. трудов междунар. науч.-техн. семинара (22-23 мая
2018 года). – М. : Изд-во «Перо», 2018. – С. 207-210.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
6
Размер файла
1 879 Кб
Теги
типа, сыпучих, смешивании, процесс, материалы, аппарата, гравитационное, совершенствование
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа