Разработанная имитационная модель позволяет проводить компьютерные эксперименты по смешиванию компонентов, в которых изменяются параметры компонентов смеси или смесителя, устанавливается характер влияния параметра и даются рекомендации по выбору его оптимальных значений. Модель процесса смешивания учитывает размеры, форму и реологические свойства компонентов смеси, а также взаимодействие сыпучего материала с рабочими поверхностями смесителя (лопатками, стойками лопаток, валами, корпусом). Иммитационная математическая модель смесителя обладает высоким пространственным разрешением для корректного воспроизведения взаимодействия частиц в процессе смешивания. В рамках конечно-элементного приближения сыпучий материал представляется как совокупность множества элементов. Для моделирования механического поведения смеси использовался метод динамики частиц. Моделирование производится в трехмерном декартовом пространстве. Состояние каждого элемента задается шестью переменными: координатами его центра и компонентами скорости. Решением данной системы дифференциальных уравнений второго порядка являются функции, определяющие траектории движения элементов и позволяющие оценить эффективность процесса перемешивания. Для решения дифференциальных уравнений такого вида используется численный метод Рунге-Кутта второго порядка. Для реализации расчета по представленным выше формулам и удобства проведения серий компьютерных экспериментов разработана компьютерная программа на языке Object Pascal в интегрированной среде программирования Borland Delphi 7. Разработанная математическая модель процесса смешивания сыпучих компонентов позволяет подобрать рациональные технологические режимы смешивания, что дает возможность увеличить однородность смешивания до 98 % и рассчитать кинематический режим процесса смешивания в смесителе за счет создания «квазиневесомого» гидродинамического режима смешивания и существенного ускорения процесса смешивания.

смешивание, сыпучий материал, математическая модель, расчет, параметры.

1. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем: учебное пособие. М.: Высшая школа, 1998. 319 с.

2. Кривцов А.М. Деформирование и разрушение тел с микроструктурой. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. 304 с.

3. Hoover W.G. Atomistic Nonequilibrium Computer Simulations // Physica A. 1983. V. 118. P. 111–122.

4. Гулд Х., Тобочник Я. Компьютерное моделирование в физике. Часть. 2. М.: Мир, 1990. 400 с.

5. Хеерман Д.В. Методы компьютерного эксперимента в теоретической физике. М.: Наука, 1990. 176 с.

6. Hafner J. Atomic-Scale Computation Materials Science // Acta Mater. 2000. V. 48. P. 71–92.

7. Лагарьков А.Н., Сергеев В.М. Метод молекулярной динамики в статистической физике // УФН. 1978. Т. 125. № 7. С. 409–448. doi: 10.3367/UFNr.0125.197807b.0409

8. Allen M.P., Tildesley D.J. Computer Simulation of Liquids. Oxford: Clarendon Press, 1987. 408 p.

9. Полухин В.А., Ухов В.Ф., Дзугутов М.М. Компьютерное моделирование динамики и структуры жидких металлов. М.: Наука, 1981. 323 с.

10. Monaghan J. Smoothed Particle Hydrodynamics // Annu. Rev. Astron. Astrophys. 1992. V. 30. P. 543–574.

11. Инженерные расчеты на ЭВМ: Справочное пособие; под ред. В.А. Троицкого. Л.: Машиностроение, 1979. 288 с.

12. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. 279 с.

13. Мельников С.В., Алешкин В.Р., Рощин П.М. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов: 2е изд., перераб. и доп. Л.: Колос, 1980. 168 с.

14. Дегтярев Ю.И. Методы оптимизации: учеб. пособие для вузов. М.: Сов. радио, 1980. 272 с.