Аналитическое представление эластичности и обоснование критерия качества процесса смешивания сыпучих компонентов
Автор: Матюшев В.В., Аветисян А.С., Чаплыгина И.А., Беляков А.А.
Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau
Рубрика: Пищевые технологии
Статья в выпуске: 6, 2023 года.
Бесплатный доступ
Цель исследования - аналитическое представление эластичности и обоснование критерия процесса смешивания сыпучих компонентов. Задачи: разработать аналитическую модель процесса смешивания сыпучих компонентов с учетом индикаторов эластичности и аналитически обосновать критерий качества смешивания сыпучих компонентов. Процесс качественного смешивания сыпучих смесей из растительных компонентов зависит от конструкции применяемого оборудования. Аналитическая модель и критерий качества процесса смешивания сыпучих компонентов разработаны для запатентованной конструкции лопастного смесителя. В качестве компонентов смеси использовалось зерно пшеницы и пшено. Факторами в исследованиях являлись: угловая скорость вала лопастного смесителя; угол наклона лопаток; содержание пшена в смеси. Целевыми функциями оптимизации являлись: вариабельность смеси, энергоемкость процесса смешивания сыпучих компонентов, а также обобщенный показатель, представляющий их свертку. Для вычислительного эксперимента использовался компьютерный пакет Maple. Предложенный критерий качества и эффективности смешивания представлен в аналитическом виде как критерий максимизации, а технологическая задача совершенствования процесса соответственно превращается в задачу условной оптимизации. На точках оптимума «смешанный» обобщенный показатель обладает свойством эластичности - «чувствительности» к управлению процессом смешивания. Критерий качества (эффективности) процесса смешивания сыпучих растительных компонентов предложен для согласования цели роста производительности (высокой энергоемкости) процесса смешивания при гарантированном обеспечении его устойчивости (низкой вариабельности). Определены численные значения максимумов при различных уровнях. При выборе угловой скорости вращения вала, угла наклона лопаток, содержания пшена в смеси на уровне вариации, не превышающем 1,85 %, достигается максимум энергоемкости процесса смешивания.
Смеситель, смесь, компонент, фактор, эластичность, критерий качества, обобщенный показатель, вариабельность, энергоемкость, оптимум
Короткий адрес: https://sciup.org/140300819
IDR: 140300819 | DOI: 10.36718/1819-4036-2023-6-173-178
Список литературы Аналитическое представление эластичности и обоснование критерия качества процесса смешивания сыпучих компонентов
- Макаров Ю.И. Аппараты для смешения сыпучих материалов. М.: Машиностроение, 1973. 216 с.
- Селиванов Ю.Т., Першин В.Ф. Расчет и проектирование циркуляционных смесителей сыпучих материалов без внутренних перемешивающих устройств. М.: Машиностроение-1, 2004. 120 с.
- Аветисян А.С., Матюшев В.В., Чаплыгина И.А. Эффективность применения лопастного смесителя сыпучих компонентов в технологии производства экструдатов // Научно-практические аспекты развития АПК: мат-лы нац. науч. конф. (Красноярск, 12 ноября 2021 г.) / Краснояр. гос. аграр. ун-т. Красноярск, 2021. С. 61-64.
- Анализ существующих и перспективных конструкций смесителей сыпучих компонентов / В.В. Матюшев [и др.] // Наука и образование: опыт, проблемы, перспективы развития: мат-лы междунар. науч.-практ. конф. (Красноярск, 21-23 апреля 2020 г.) / Краснояр. гос. аграр. ун-т. Красноярск, 2020. Ч. 2. С. 178-181.
- Аветисян А.С. Совершенствование конструкции лопастного смесителя сыпучих компонентов // Инновационные тенденции развития российской науки: мат-лы XIV междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых (Красноярск, 7-9 апреля 2021 г.) / Краснояр. гос. аграр. ун-т. Красноярск, 2021. Ч. 1. С. 398-400.
- Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа. М.: Наука, 1981. 448 с.
- Кобзарь А.И. Прикладная математическая статистика для инженеров и научных работников. М.: Физматлит, 2012. 816 с.
- Численные методы при моделировании технологических машин и оборудования: учеб. пособие / Г.В. Алексеев [и др.]. СПб.: ГИОРД, 2014. 200 с.
- Пат. 192831 RU, МПКВ01F7/02 (2006.01), В28С 5/14 (2006.01). Лопастной смеситель / Матюшев В.В., Семенов А.В., Чаплыгина И.А., Аветисян А.С.; патентообладатель Красноярский государственный аграрный университет. № 2019122007; заявл. 09.07.2019; опубл. 02.10.2019.
