Практичні аспекти моделювання режимів пневмотранспортування дрібно–штучних харчових продуктів
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.213176Ключові слова:
пневмотранспортування, дрібно-штучні, надлишковий тиск, зворотній зв’язок, газова суспензіяАнотація
Розроблено математичну модель критичних режимів пневмотранспортування для забезпечення розрахунків та конструювання мережі пневмопродуктопроводів із безперервним режимом роботи. Модель враховує технологічні умови руху газової суспензії; закони руху окремих дрібно–штучних частинок із врахуванням їх ударної взаємодії та декомпресії, а також реальні граничні умови руху харчового продукту. Експериментально досліджено параметри зони динамічного руйнування шару дрібно-штучного харчового продукту ударною повітряною хвилею.
Теоретично описано процес управління критичними режимами пневмотранспортування на основі пропорційних елементів і зворотного зв'язку (струмова петля 4–20 мА); дослідження процесу руйнування кластера продуктів за допомогою повітряної хвилі і контрольованою декомпресії. Розглянуто процес пневмотранспортування дрібно-штучного продукту в системі експериментального стенду та процес пневмотранспортування, який керується імпульсами стисненого повітря, що обумовлюють робочі режими.
Встановлені: втрати тиску, які виникають під час руху чистого повітря; додаткові втрати тиску, які виникають при русі матеріалу; втрати тиску на підтримку транспортування матеріалу у підвішеному стані на вертикальній ділянці.
Розроблено модель для розрахунку координати частинки продукту при зіткненні з внутрішньою поверхнею продуктопроводу, а також зміна її кінематичних характеристик. Визначені раціональні режими пневмотранспортування і можливі енергетичні витрати при переробці дрібно-штучних матеріалів. Під час збільшення часу подачі стисненого повітря в продуктопровід, кількість частинок продукту досягає максимуму в діапазоні 0,1...0,2 с. Витрати стисненого повітря визначені в залежності від величини вхідного магістрального тиску Р (0,1...0,3 МПа) та складають 80...160 (Нл/хв). Запропоновано підхід до моделювання пневмотранспортуючих систем у ціломуПосилання
- Raheman, H., Jindal, V. K. (2001). Pressure drop gradient and solid friction factor in horizontal pneumatic conveying of agricultural grains. Applied Engineering in Agriculture, 17 (5). doi: https://doi.org/10.13031/2013.6903
- Raheman, H., Jindal, V. K. (2001). Solid velocity estimation in vertical pneumatic conveying of agricultural grains. Applied Engineering in Agriculture, 17 (2). doi: https://doi.org/10.13031/2013.5446
- Cui, H., Grace, J. R. (2006). Pneumatic conveying of biomass particles: a review. China Particuology, 4 (3-4), 183–188. doi: https://doi.org/10.1016/s1672-2515(07)60259-0
- Tymoshenko, V. I., Knyshenko, Yu. V. (2013). Granular material pneumatic transportation under increased pressure of carrier gas. Nauka ta innovacii, 9 (1), 5–17. doi: https://doi.org/10.15407/scin9.01.005
- Kril', S. I., Chal'tsev, M. N. (2010). About method of calculating main parameters of pneumatic transport ulk solids in horizontal pipes. Prykladna hidromekhanika, 12 (4), 36–44.
- Dixon, G.; Butters, G. (Ed.) (1981). Chap. Pneumatic conveying. Plastics Pneumatic Conveying and Bulk Storage. Applied Sciences Publisher.
- Gyenis, J., Arva, J. (1994). Steady state particle flow in mixer tubes equipped with motionless mixer elements. Industrial Mixing Technology, 144–160.
- Orozovic, O., Lavrinec, A., Rajabnia, H., Williams, K., Jones, M. G., Klinzing, G. E. (2020). Transport boundaries and prediction of the slug velocity and layer fraction in horizontal slug flow pneumatic conveying. Chemical Engineering Science, 227, 115916. doi: https://doi.org/10.1016/j.ces.2020.115916
- Zhang, P., Roberts, R. M., Bénard, A. (2012). Computational guidelines and an empirical model for particle deposition in curved pipes using an Eulerian-Lagrangian approach. Journal of Aerosol Science, 53, 1–20. doi: https://doi.org/10.1016/j.jaerosci.2012.05.007
- Röhrig, R., Jakirlić, S., Tropea, C. (2015). Comparative computational study of turbulent flow in a 90° pipe elbow. International Journal of Heat and Fluid Flow, 55, 120–131. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijheatfluidflow.2015.07.011
- Li, K., Kuang, S. B., Pan, R. H., Yu, A. B. (2014). Numerical study of horizontal pneumatic conveying: Effect of material properties. Powder Technology, 251, 15–24. doi: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2013.10.013
- Yang, D., Li, J., Du, C., Jiang, H., Zheng, K. (2015). Injection Performance of a Gas-Solid Injector Based on the Particle Trajectory Model. Advances in Materials Science and Engineering, 2015, 1–8. doi: https://doi.org/10.1155/2015/871067
- Gavva, O., Kryvoplias-Volodina, L., Yakymchuk, M. (2017). Structural-parametric synthesis of hydro-mechanical drive of hoisting and lowering mechanism of package-forming machines. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (7 (89)), 38–44. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.111552
- Vasilevskiy, M. V., Romandin, V. I., Zykov, E. G. (2013). Transportirovka i osazhdenie chastits v tehnologiyah pererabotki dispersnyh materialov. Tomsk: Izd-vo Tomskogo politehnicheskogo universiteta, 288.
- Shishkin, S. F., Gavrilyuk, D. N. (2009). Raschet vysokonapornogo pnevmotransporta. Vestnik BGTU im. V.G. SHuhova, 3, 114–117.
- Berger, S. A., Talbot, L., Yao, L. S. (1983). Flow in Curved Pipes. Annual Review of Fluid Mechanics, 15 (1), 461–512. doi: https://doi.org/10.1146/annurev.fl.15.010183.002333
- Ghafori, H., Ebrahimi, H. R. (2018). Numerical and experimental study of an innovative pipeline design in a granular pneumatic-conveying system. Particuology, 38, 196–203. doi: https://doi.org/10.1016/j.partic.2017.07.007
- de Moraes, M. S., Torneiros, D. L. M., da Silva Rosa, V., Higa, J. S., De Castro, Y. R., Santos, A. R. et. al. (2017). Experimental quantification of the head loss coefficient K for fittings and semi-industrial pipe cross section solid concentration profile in pneumatic conveying of polypropylene pellets in dilute phase. Powder Technology, 310, 250–263. doi: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2017.01.039
- Rajan, K. S., Srivastava, S. N., Pitchumani, B., Dhasandhan, K. (2008). Experimental study of thermal effectiveness in pneumatic conveying heat exchanger. Applied Thermal Engineering, 28 (14-15), 1932–1941. doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2007.12.004
- Zhang, H., Liu, M., Wang, B., Wang, X. (2011). Dense gas-particle flow in vertical channel by multi-lattice trajectory model. Science China Technological Sciences, 55 (2), 542–554. doi: https://doi.org/10.1007/s11431-011-4578-7
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Liudmyla Kryvoplias-Volodina, Oleksandr Gavva, Mykola Yakymchuk, Anastasiia Derenivska, Taras Hnativ, Hennadii Valiulin
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.
