УДК 678.025.1:66.067.122.2

Явник П.М.

ЧИСЛЕННЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ ПО ДВУХСТАДИЙНОМУ ДОЗИРОВАНИЮ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Тамбовский государственный технический университет

В данном докладе рассматривается использование вычислительной техники для организации численных экспериментов по дозированию.

Ключевые слова: двухстадийное дозирование, сыпучие материалы, порционный дозатор, преобразователь отдельных порций в непрерывный поток, математические и имитационные модели.

This report examines the use of computer technology for the organization of numerical experiments on feeding.

Keywords: two-stage feeding, bulk solids, proportioning hopper, the transmitter of individual portions in a continuous flow, mathematical and imitation models .

Сущность технологии двухстадийного дозирования  заключается в следующем: на первой стадии весовым методом формируются отдельные порции материала;  на второй - осуществляется преобразование отдельных порций в непрерывный поток. Устройство для реализации данного способа состоит из двух основных элементов: порционного весового дозатора; преобразователя отдельных порций в непрерывный поток. В качестве преобразователя ранее использовались следующие устройства: гладкая вращающаяся труба; шнековый питатель; вибрационный питатель с лотком прямоугольного поперечного сечения, совершающим вертикальные колебания. Для определения оптимальных режимных и геометрических параметров преобразователя были разработаны математические модели процесса дозирования и методики идентификации параметров этих моделей. Определение оптимальных режимных и геометрических параметров дозатора, реализующего двухстадийную технологию, требует проведения большого количества экспериментов на реальном оборудовании. С целью сокращения времени на идентификацию параметров моделей, проверки их адекватности и определения оптимальных режимных и геометрических параметров дозаторов нами разработана имитационная модель процесса двухстадийного дозирования и ее математическое и программное обеспечение. Работа порционного дозатора имитируется с помощью генератора случайных чисел и фильтра, который учитывает отклонения веса отдельных порций от заданных значений и закон распределения этих отклонений. Численные значения отклонений соответствуют характеристикам промышленных порционных дозаторов. Процесс преобразования отдельных порций в непрерывный поток имитируется с помощью математических моделей в которые дополнительно введены возможные отклонения коэффициентов внутреннего трения сыпучих материалов, подлежащих дозированию. Численные значения коэффициентов трения и возможные отклонения этих значений определяются экспериментально. Результаты численных экспериментов показали, что отклонения значений коэффициентов трения существенно влияют на точность дозирования. С целью уменьшения отклонений коэффициентов трения и повышения точности дозирования разработана конструкция преобразователя отдельных порций в непрерывный поток, в которой используется лоток цилиндрической формы наклоненный к горизонту под углом 2-10^° и совершающий круговые колебания относительно продольной оси. Математическая модель процесса преобразования отдельных порций в непрерывный поток, для данной конструкции преобразователя, создана на основе математического аппарата случайных марковских процессов дискретных в пространстве и времени. Сравнение результатов численного и натурного эксперимента показали, что предлагаемая имитационная модель достаточно адекватно описывает реальный процесс, а использование новой конструкции преобразователя позволяет более чем на 30% повысить точность непрерывного дозирования.