Обґрунтування та побудува математичої моделі процесу переміщення сипкого матеріалу у міжвитковому просторі безконсольного шнека ПГУ, встановивши при цьому вплив геометричних характеристик шнеконапірного механізму ПГУ на керування процесом потоку.
Аннотация к работе
Тому, дорожньо-будівельні підприємства підвищують ефективність роботи існуючих механічних живильників та впроваджують у виробництво інші засоби механізації, що дозволяють поєднувати транспортування сипких матеріалів з технологічними операціями (дозування, підмішування та ін.), наприклад, пневмомеханічні живильники, одним з яких є завантажувальна пневмогвинтова установка (ПГУ). Сторонні домішки у сипкому матеріалі, биття шнека, недостатня герметизація робочого процесу у ШМ забезпечують високу енергоємність ПГУ. Тема дисертаційної роботи відповідає напрямку роботи Кримської академії природоохоронного та курортного будівництва, програмі науково-дослідних робіт Міністерства освіти і науки України у межах пріоритетного напрямку “Екологічно чиста енергетика та ресурсозберігаючі технології” (Тема “Розробка науково-методичних та технологічних основ екологізації будівельного комплексу України“ № 0197U015932). Задачі дослідження: обґрунтувати та побудувати математичну модель процесу переміщення сипкого матеріалу у міжвитковому просторі безконсольного шнека ПГУ, встановивши при цьому вплив геометричних характеристик та режимних параметрів шнеконапірного механізму ПГУ на керування процесом формування потоку сипкого матеріалу на вході і виході безконсольного шнека цієї машини за критерієм енергоємності; розробити багатофакторну регресійну модель робочого процесу у шнеконапірному механізмі та підтвердити результати теоретичних досліджень шляхом випробування дослідно-промислового зразка ПГУ, обладнаної безконсольним шнеком з зустрічно спрямованими напірними витками; запропонувати нові схеми ПГУ із складальними робочими органами малоенергоємного ШМ для виконання технологічних операцій із сипкими матеріалами; уточнити методику визначення раціональних геометричних характеристик та режимних параметрів шнеконапірного механізму ПГУ. Обґрунтуванні та побудові математичної моделі процесу взаємодії безконсольного шнека з сипким матеріалом, що дозволила вперше науково обгрунтувати геометричні характеристики і режимні параметри ШМ, а також прогнозувати ефективні конструкції ПГУ;Процес взаємодії сипкого матеріалу з шнеком ШМ ПГУ має специфічні властивості (наявність протитиснення стиснутого повітря з боку змішувальної камери, змінний крок напірних витків, необхідність створення пилової пробки, велике число обертів шнека та ін.), що ускладнює розрахунок ШМ ПГУ. У розділі 2 проведений теоретичний аналіз процесу взаємодії безконсольного шнека з сипким матеріалом та встановлені визначаючі параметри, які були прийняті за основу при побудові формул для продуктивності, потужності, енергоємності та розрахунку геометричних характеристик нового ШМ. У якості початкового пункту для виведення диференційного рівняння опису процесу взаємодії сипкого матеріалу у каналі з безконсольним шнеком, а також співвідношень для продуктивності, потужності і енергоємності використовували рівняння течії ньютонівської рідини у сталому режимі, а також залежності про зміну тиску стислого повітря вздовж шнека та зміни осьової складової швидкості по радіусу шнека Q = (p2/240)Dш3(1 - `dв)sinb COSBFD]n - (1/(96ҐZ))Dш3(1 - `dв)3SINBCOSBFP](Рк/m), де m - коефіцієнт динамічної вязкості для сипкого матеріалу; FD, FP - функції, які залежать від співвідношення H /W; Dш - зовнішній діаметр шнека, м; dв-діаметр вала шнека, м; n - число обертів шнека, об/хв;`dв = dв / Dш - відносний діаметр вала шнека. Q = Qmax (N - No)/(N - N_), де Qmax - максимальна обємна продуктивність, м3/с; N_ - потужність, що витрачається на зріз матеріалу у зазорі між шнеком та корпусом, КВТ; No = N_ N_h - потужність, що витрачається на подолання опору зворотного потоку та на зріз матеріалу у зазорі між шнеком та корпусом, КВТ; h={((1-`dв)/6p)(FP/FD)(l/ZH)[(1 3sin2b)/(sinbcosb)]} - допоміжна величина, що повуязана з геометричними характеристиками шнека.1.На основі огляду та аналізу закордонної та вітчизняної науково-технічної інформації встановлено, що найбільш доцільно для технологічної переробки сипкого матеріалу використовувати ПГУ з безконсольним шнеком.