Оптимізація кутової швидкості барабанних змішувачів

Автор(и)

  • Gennadii Golub Національний університет біоресурсів і природокористування України вул. Героїв Оборони, 15, м. Київ, Україна, 03041, Україна https://orcid.org/0000-0002-2388-0405
  • Yaroslav Myhailovych Національний університет біоресурсів і природокористування України вул. Героїв Оборони, 15, м. Київ, Україна, 03041, Україна https://orcid.org/0000-0003-0373-2736
  • Oksana Achkevych Національний університет біоресурсів і природокористування України вул. Героїв Оборони, 15, м. Київ, Україна, 03041, Україна https://orcid.org/0000-0001-9878-6563
  • Viacheslav Chuba Національний університет біоресурсів і природокористування України вул. Героїв Оборони, 15, м. Київ, Україна, 03041, Україна https://orcid.org/0000-0002-4119-0520

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.166944

Ключові слова:

лопатка, радіальна швидкість, коефіцієнт заповнення, час змішування, кормові добавки, контрольний компонент, суміш, радіус барабана

Анотація

Барабанні змішувачі можуть забезпечити заданий рівень рівномірності змішування, в тому числі компонентів кормових добавок. Однак питання теоретичного та експериментального обґрунтування конструкційно-кінематичних параметрів барабанних змішувачів недостатньо науково досліджене. Метою роботи є підвищення ефективності виробництва кормових сумішей шляхом забезпечення оптимальної кутової швидкості обертання барабанного змішувача.

Для визначення радіальної швидкості руху частки по лопатці барабана був використаний розв’язок однорідного диференційного рівняння. Визначення числового значення кутової швидкості реалізовано методом комп’ютерного моделювання. Проведення експериментальних досліджень рівномірності перерозподілу кормових компонентів у суміші комбікорму здійснювалося за допомогою розробленого експериментального барабанного змішувача. Змішувач складався з камери, прямокутної рамки, опорної рами та приводу. Камера змішування мала завантажувально-розвантажувальне вікно закрите кришкою. Всередині камери по всій її довжині і рівномірно по периметру були встановленої радіальні лопатки.

Досліди проводилися із використанням барабанного змішувача із радіусом барабана 0,17 м, який мав радіальні лопатки шириною 25 мм та при коефіцієнті заповнення камери 0,5. Встановлено, що барабанний змішувач забезпечує максимальне розсіювання часточок матеріалу по поверхні робочого сегменту при кутовій швидкості обертання барабану 9,69 рад/с.

У результаті експериментальних досліджень встановлено, що при частоті обертання барабана лабораторної установки 9,42 рад/с рівномірність сумішки становить 92,5–93 %, що відповідає існуючим зоотехнічним вимогам для всіх видів комбікормів. При цьому максимальне відхилення теоретичних та експериментальних даних становило біля 9 %. Отримані результати дають змогу стверджувати про можливість визначення числового значення кутової швидкості барабанних змішувачів запропонованим методом комп’ютерного моделювання

Біографії авторів

Gennadii Golub, Національний університет біоресурсів і природокористування України вул. Героїв Оборони, 15, м. Київ, Україна, 03041

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра тракторів, автомобілів і біоенергосистем

Yaroslav Myhailovych, Національний університет біоресурсів і природокористування України вул. Героїв Оборони, 15, м. Київ, Україна, 03041

Кандидат технічних наук, професор

Кафедра технічного сервісу і інженерного менеджменту ім. М. Момотенка

Oksana Achkevych, Національний університет біоресурсів і природокористування України вул. Героїв Оборони, 15, м. Київ, Україна, 03041

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра механізації тваринництва

Viacheslav Chuba, Національний університет біоресурсів і природокористування України вул. Героїв Оборони, 15, м. Київ, Україна, 03041

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра тракторів, автомобілів і біоенергосистем

Посилання

  1. Krasnov, I. N., Filin, V. M., Globin, A. N., Ladygin, Е. A. (2014). Proizvodstvo kombikormov v usloviyah lichnyh podsobnyh i fermerskih hozyaystv. Zernograd: FGBOU VPO ACHGAA, 228.
  2. Dudka, S., Toshynskiy, V. (2012). Research of granulation and drying process in technology of fertilizer «Superagro N: P 10:40». Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (6 (58)), 7–10. Available at: http://journals.uran.ua/eejet/article/view/5583/5023
  3. Tereshkin, O., Horielkov, D., Dmytrevskyi, D., Chervonyi, V. (2016). Modeling of mechanical treatment of napiform onion to determine the rational parameters of its cleaning. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (11 (84)), 30–39. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.86472
  4. Makarov, Yu. I., Sal'nikova, G. D. (1993). Osnovnye tendencii sovershenstvovaniya otechestvennogo, oborudovaniya dlya smeshivaniya sypuchih materialov. Neftyanoe i himicheskoe mashinostroenie, 10, 5–8.
  5. Lu, G., Third, J. R., Müller, C. R. (2015). Discrete element models for non-spherical particle systems: From theoretical developments to applications. Chemical Engineering Science, 127, 425–465. doi: https://doi.org/10.1016/j.ces.2014.11.050
  6. Liu, P. Y., Yang, R. Y., Yu, A. B. (2013). DEM study of the transverse mixing of wet particles in rotating drums. Chemical Engineering Science, 86, 99–107. doi: https://doi.org/10.1016/j.ces.2012.06.015
  7. Norouzi, H. R., Zarghami, R., Mostoufi, N. (2015). Insights into the granular flow in rotating drums. Chemical Engineering Research and Design, 102, 12–25. doi: https://doi.org/10.1016/j.cherd.2015.06.010
  8. Zhang, Z., Gui, N., Ge, L., Li, Z. (2017). Numerical study of mixing of binary-sized particles in rotating tumblers on the effects of end-walls and size ratios. Powder Technology, 314, 164–174. doi: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2016.09.072
  9. Ma, H., Zhao, Y. (2017). Modelling of the flow of ellipsoidal particles in a horizontal rotating drum based on DEM simulation. Chemical Engineering Science, 172, 636–651. doi: https://doi.org/10.1016/j.ces.2017.07.017
  10. Gui, N., Yang, X., Tu, J., Jiang, S. (2017). Numerical simulation and analysis of mixing of polygonal particles in 2D rotating drums by SIPHPM method. Powder Technology, 318, 248–262. doi: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2017.06.007
  11. Qi, H., Xu, J., Zhou, G., Chen, F., Ge, W., Li, J. (2015). Numerical investigation of granular flow similarity in rotating drums. Particuology, 22, 119–127. doi: https://doi.org/10.1016/j.partic.2014.10.012
  12. Gan, J. Q., Zhou, Z. Y., Yu, A. B. (2016). A GPU-based DEM approach for modelling of particulate systems. Powder Technology, 301, 1172–1182. doi: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2016.07.072
  13. Li, S., Yao, Q., Chen, B., Zhang, X., Ding, Y. L. (2007). Molecular dynamics simulation and continuum modelling of granular surface flow in rotating drums. Chinese Science Bulletin, 52 (5), 692–700. doi: https://doi.org/10.1007/s11434-007-0069-4
  14. Zheng, Q. J., Yu, A. B. (2015). Modelling the granular flow in a rotating drum by the Eulerian finite element method. Powder Technology, 286, 361–370. doi: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2015.08.025
  15. Delele, M. A., Weigler, F., Franke, G., Mellmann, J. (2016). Studying the solids and fluid flow behavior in rotary drums based on a multiphase CFD model. Powder Technology, 292, 260–271. doi: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2016.01.026
  16. Naumenko, Y., Sivko, V. (2017). The rotating chamber granular fill shear layer flow simulation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (7 (88)), 57–64. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.107242
  17. Sheng, L.-T., Chang, W.-C., Hsiau, S.-S. (2016). Influence of particle surface roughness on creeping granular motion. Physical Review E, 94 (1). doi: https://doi.org/10.1103/physreve.94.012903
  18. Chou, H.-T., Lee, C.-F. (2009). Cross-sectional and axial flow characteristics of dry granular material in rotating drums. Granular Matter, 11 (1), 13–32. doi: https://doi.org/10.1007/s10035-008-0118-y
  19. Makevnin, M. P., Pershin, V. F., Sviridov, M. M. (1984). Raschet vremeni padeniya chastic sypuchego materiala v barabannyh sushilkah s lopastnoy nasadkoy. Himicheskoe i neftyanoe mashinostroenie, 9, 31–32.
  20. Golub, G., Pavlenko, S., Kukharets, S. (2017). Analytical research into the motion of organic mixture components during formation of compost clamps. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (1 (87)), 30–35. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.101097

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-05-13

Як цитувати

Golub, G., Myhailovych, Y., Achkevych, O., & Chuba, V. (2019). Оптимізація кутової швидкості барабанних змішувачів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(7 (99), 64–72. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.166944

Номер

Том 3 № 7 (99) (2019): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Gennadii Golub, Yaroslav Myhailovych, Oksana Achkevych, Viacheslav Chuba

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.