Определение сглаживающей способности вибрационного смесителя на основе корреляционного анализа


https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-4-30-34

Полный текст:


Аннотация

В настоящее время всё большую популярность получают пищевые полуфабрикаты из сыпучих материалов (СМ). С увеличением объема их производства порошкообразные материалы целесообразно смешивать в смесителях непрерывного действия (СНД). Для установившихся режимов работы СНД движение материала внутри аппарата принято считать случайными стационарными процессами, между которыми существует причинно-следственная связь. Основными показателями для ее оценки является коэффициент корреляции, математическое ожидание и дисперсия. Связь между входящим и выходящим из аппарата сигналами устанавливают с помощью уравнений материального баланса, описывая расходы потоков сыпучего материала случайными стационарными функциями X(t). Далее, находя вероятностные характеристики входящего и выходящего сигналов, можно судить о «качестве» работы смесителя или подбирать требуемую топологию потоков внутри аппаратной среды путем сравнения отношений их дисперсий или среднеквадратичных отклонений. В данной работе рассмотрена схема движения материальных потоков в разработанном нами смесителе, реализующем метод "последовательного разбавления". При помощи системы уравнений материального баланса, отображающего процесс движения материала в СНД вибрационного типа, рассмотрено влияние рециркуляции на сглаживающие свойства аппарата. Приведены значения величины сглаживающей способности S от коэффициента рециркуляции ? и количества витков n. Выявлено, что увеличение сглаживающей способности ведет к возрастанию количества витков, а соответственно и самих габаритов СНД вибрационного типа, следовательно, целесообразно использовать смеситель с количеством витков равном 6 и коэффициентом рециркуляции равным 0,7, так как при этом сглаживающей способности равной 1753 достаточно для получения качественной готовой смеси при соотношении компонентов 1:50. С помощью корреляционного анализа возможно прогнозировать однородность материального потока на выходе аппарата при известных значениях времени нахождения в нем материала, коэффициентах рециркуляции и дисперсии входного сигнала.

Об авторах

Д. М. Бородулин
Кемеровский государственный университет
Россия
д.т.н., профессор, директор Института инженерных технологий, б-р. Строителей 47, 650056, Россия


А. Б. Шушпанников
Кемеровский государственный сельскохозяйственный институт
д.т.н., профессор, ,, ул. Марковцева, 5, Кемерово, 650043, Россия


Т. В. Зорина
Кемеровский государственный университет
аспирант, кафедра «Технологическое проектирование пищевых производств», ул. Красная, 6, Кемерово, 650043, Россия


Е. А. Шушпанников
Кемеровский государственный университет
аспирант, кафедра «Технологическое проектирование пищевых производств», ул. Красная, 6, Кемерово, 650043, Россия


В. Н. Иванец
Кемеровский государственный университет
д.т.н., профессор, кафедра «Технологическое проектирование пищевых производств», ул. Красная, 6,
Кемерово, 650043, Россия


Список литературы

1. Dubey A. Powder flow and blending // Predictive Modeling of Pharmaceutical Unit Operations. 2017. P. 39–69.

2. Николаев В.Н., Фетисов Е.О., Зязев Е.В. Анализ вибрационных смесителей сыпучих кормов // Инновации, технологии, наука: сб. статей международной научно-практической конференции. Самара, 2015. С. 302.

3. Коробчук М.В., Веригин А.Н., Джангирян В.Г., Фадеев Д.В. и др. Современное смесительное оборудование для приготовления многокомпонентных энергонасыщенных композиций // Вестник Казанского технологического университета. 2013. С. 240–243.

4. Ляшенко В.С. Обзор и анализ смесителей сыпучих кормов // Вестник Омского государственного аграрного университета. 2015. С. 56–60.

5. Пушко В.А., Бойко И.Г. Перспективы применения смесительного оборудования вибрационного типа в условиях инновационного комбикормового производства // Вестник ВНИИМЖ. 2017. № 1 (25). С. 78–82.

6. Ivanets V.N., Borodulin D.M., Shyshpannikov A.B., Sukhorukov D.V. Intensification of bulk material mixing in new designs of drum, vibratory and centrifugal mixers // Foods and Raw Materials. 2015. V. 3. № 1. P. 62–69.

7. Rogers A., Lerapetritou M.G. Discrete element reduced?order modeling of dynamic particulate systems // American Institute of Chemical Engineers Journal. 2014. № 60. P. 3184–3194.

8. Sen M., Dubey A., Singh R., Ramachandran R. Mathematical Development and Comparison of a Hybrid PBM-DEM Description of a Continuous Powder Mixing Process // Journal of Powder Technology. 2013. P. 1–11.

9. Селиванов Ю.Т., Поляков Б.Е. Оптимизация процесса смешивания сыпучих материалов в смесителях непрерывного действия // Математические методы в технике и технологиях – ММТТ-27: сборник трудов XXVII Международной научной конференции. Тамбов, 2014. Т. 1. С. 66–69.

10. Ильиных Г.В., Устьянцев Е.А., Вайсман Я.И. Построение материального баланса линии ручной сортировки твердых бытовых отходов // Экология и промышленность России. 2013. №1. С. 22–25.

11. Киселев Д.И., Козымаев А.С Влияние организации направленного движения материальных потоков в центробежно-шнековом смесителе // Пищевые инновации и биотехнологии: материалы международной научной конференции. Кемерово, 2015. С. 159–161.

12. Бакин М.В., Капранова А.Б., Верлока И.И. Современные методы математического описания процесса смешивания сыпучих материалов // Фундаментальные исследования. 2014. № 5. С. 923–927.

13. Пат. № 2626415, RU, В01F 11/00. Вибрационный смеситель / Шушпанников А.Б., Зорина Т.В., Шушпанников Е.А., Шушпанникова А.С. Заявл. 2016149970; Опубл. 27.07.2017, Бюл. № 21.

14. Fedorovich V.A., Mitsyk A.V. Mathematical Simulation of Kinematics of Vibrating Boiling Granular Medium at Treatment in the Oscillating Reservoir // Key Engineering Materials. 2014. V. 581. P. 456–461.

15. Бородулин Д.М., Ратников С.А., Козымаев А.С., Андрюшкова Е.А. и др. Моделирование движения материальных потоков в центробежно-шнековом смесителе // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2015. № 1. С. 102–108.


Дополнительные файлы

1. 5-й автор
Тема
Тип Прочее
Скачать (14KB)    
Метаданные
2. Рецензия на статью
Тема
Тип Прочее
Посмотреть (493KB)    
Метаданные
3. Сопроводительное письмо
Тема
Тип Прочее
Скачать (3MB)    
Метаданные

Для цитирования: Бородулин Д.М., Шушпанников А.Б., Зорина Т.В., Шушпанников Е.А., Иванец В.Н. Определение сглаживающей способности вибрационного смесителя на основе корреляционного анализа. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2018;80(4):30-34. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-4-30-34

For citation: Borodulin D.M., Shushpannikov A.B., Zorina T.V., Shushpannikov E.A., Ivanets V.N. Determination of the smoothing ability of the vibration mixer on the basis of the correlation analysis. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2018;80(4):30-34. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-4-30-34

Просмотров: 106

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)