Исследование процесса истечения сыпучих материалов из бункеров
Автор: Лобанов В.И., Чухлебова А.В., Гаршин И.А.
Журнал: Международный журнал гуманитарных и естественных наук @intjournal
Рубрика: Технические науки
Статья в выпуске: 4-1 (55), 2021 года.
Бесплатный доступ
Путем ранжирования факторов, влияющих на расход сыпучих материалов из бункеров, установлено, что значительное влияние оказывают площадь и форма выпускного отверстия. Экспериментальным путём доказано, что оптимальной формой выпускного отверстия для бункеров, при использовании их на различных сыпучих материалах, является круг.
Бункер, расход сыпучих материалов, априорное ранжирование, форма выпускного отверстия
Короткий адрес: https://sciup.org/170188668
IDR: 170188668 | DOI: 10.24412/2500-1000-2021-4-1-47-49
Текст научной статьи Исследование процесса истечения сыпучих материалов из бункеров
В настоящее время в сельском хозяйстве и перерабатывающей промышлености используются различные ёмкости для сыпучих материалов: бункеры-накопители, бункеры для временного хранения, бункеры активного вентилирования и т.д.
Всё более актуальной становится проблема организации приема большого количества масс сыпучих материалов, поступающих на переработку, временное и длительное хранение, снижение потерь на пути от поля до конечного потребителя.
Частичное несоответствие разнообразных конструкций бункеров физическим особенностям загружаемого сыпучего материала приводит к застойным явлениям, порче большой части продукции и разрушению стенок бункеров, а также снижению производительности последующего тех. оборудования.
Практика свидетельствует о существенных недостатках в работе бункерных устройств поточных технологических линий. Наблюдение за работой и множество научных исследований показывают, что существует прямая связь между ухудшением сыпучести зерновой массы, а, следовательно, и расхода из бункера, и физикомеханическими свойствами исходного сыпучего материала [1, 2].
В связи со сказанным выше, актуален вопрос выявление наиболее значимых факторов, влияющих на расход сыпучих материалов из бункеров.
Материал и методика исследований
Одним из путей решения данной проблемы видится в выявлении наиболее значимых факторов, влияющих на расход сыпучих материалов из бункеров, путем использование метода экспортных оценок (априорное ранжирование факторов). Кроме того, требуется дополнительные экспериментальные исследования для исследования процесса истечения сыпучих материалов из бункеров.
Цель исследований – выявление наиболее значимых факторов, оказывающих влияние на расход сыпучих материалов из бункеров.
Результаты исследований
Из литературных источников нами выявлены факторы, оказывающие наибольшее влияние на расход сыпучих материалов из бункеров [3, 4].
В качестве таких факторов были выбраны:
Х 1 – влажность материала;
Х 2 – гранулометрический состав материала;
Х 3 – угол наклона стенок нижней части бункера;
Х 4 – диаметр бункера;
Х 5 – высота бункера;
Х 6 – материал изготовления бункера;
Х 7 – площадь и форма выпускного отверстия;
Х 8 – засорённость материала.
Для проведения опроса специалистов, работающих и связанных со сферой хра- нения и переработки сельскохозяйственных материалов, была составлена экспертная карта. Было привлечено 10 специалистов, а результаты опроса и их обработка представлены в таблице 1.
Таблица 1. Результаты экспертного опроса и их обработка
|
S3 Рч О S. |
Эксперты |
(Я m о К Рч сЗ S S и |
1 о О |
6 К О н О см Й |
со о Рч ^ S о В |
сЗ рц |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||||||
|
Х1 |
1 |
1 |
1,5 |
2 |
4 |
1 |
1 |
5 |
1 |
1 |
18,5 |
-33,5 |
1122,25 |
1,85 |
1 |
|
Х2 |
3,5 |
3 |
5 |
6 |
3 |
5 |
2 |
6 |
3 |
4 |
40,5 |
-11,5 |
132,25 |
4 |
4 |
|
Х3 |
3,5 |
2 |
3 |
3 |
1 |
6 |
5,5 |
2 |
3 |
5 |
34 |
-18 |
324 |
3,4 |
2 |
|
Х4 |
9 |
8 |
7 |
4 |
6 |
8 |
3 |
1 |
7,5 |
9 |
62,5 |
10,5 |
110,25 |
6,2 |
6 |
|
Х5 |
7,5 |
9 |
9 |
8 |
5 |
7 |
8,5 |
3 |
7,5 |
8 |
72,5 |
20,5 |
420,25 |
7,2 |
7 |
|
Х6 |
7,5 |
7 |
8 |
7 |
9 |
9 |
5,5 |
7,5 |
9 |
7 |
76,5 |
24,5 |
600,25 |
7,6 |
8 |
|
Х7 |
3,5 |
5 |
6 |
5 |
2 |
2 |
5,5 |
4 |
3 |
3 |
39,5 |
-12,5 |
156,25 |
3,9 |
5 |
|
Х8 |
3,5 |
4 |
4 |
9 |
8 |
4 |
5,5 |
9 |
5 |
2 |
54 |
2 |
4 |
5,4 |
3 |
|
Сумма |
407 |
- |
2869,5 |
- |
- |
||||||||||
Используя методику априорного ранжирования факторов по критерию Линка– Уоллеса, выявлена группа наиболее значимых факторов: X 1, X 3 и X 7
Значение первых двух факторов X 1 и X 3 , т.е. влажности материалов и угла наклона стенок нижней части бункера, исследовано и доказано рядом авторов [1].
Влияние же формы выпускного отверстия требует экспериментального подтверждения.
Экспериментальная установка по определению влияния формы выпускного отверстия бункера на процесс истечения (расход материала) разработана и изготовлена на кафедре МПСП [5].
Рис. 1. Схема и общий вид экспериментальной установки:
1 – бункер; 2 – регулирующая заслонка с диафграмой; 3 – мерный ящик;
4 – направляющая с мерной линейкой; 5 – механизм подъема бункера.
Расход материала (кг/с) определяли из выражения:
м q = Т где М – масса навески сыпучего материала, засыпаемого в бункер установки, кг;
t – время истечения навески, фиксируемая секундомером, с.
Результаты экспериментальных исследований представлены в таблице 2.
Таблица 2. Расход материала, кг/с
|
Материал (культура) |
Форма отверстия |
||||
|
Круг (○) |
Квадрат (□) |
Прямо-уго ник ( ) |
Треугольник (∆) |
||
|
1. |
Пшеница |
0,19 |
0,06 |
0,06 |
0,05 |
|
2. |
Гречиха |
0,15 |
0,16 |
0,14 |
0,14 |
|
3. |
Подсолнечник |
0,07 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
|
4. |
Горох |
0,16 |
0,16 |
0,13 |
0,13 |
*Площадь каждого из отверстий S =12,25 см .
Для всех рассматриваемых материалов наибольший расход зафиксирован при установке выпускного отверстия с формой круг.
Выводы:
-
1. Путём ранжирование факторов, влияющих на расход сыпучих материалов из бункера, установлена, что значительное
-
2. Экспериментальным путём доказано, что оптимальной формой выпускного отверстия для бункеров, при использовании их на различных сыпучих материалах, является круг.
влияние оказывают площадь и форма выпускного отверстия.
Список литературы Исследование процесса истечения сыпучих материалов из бункеров
- Семёнов В.Ф. Бункеры и хранилища: учебное пособие / Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1999. - 221 с.
- Бестарное хранение муки, отрубей и комбикормов / Под ред. П.Д. Буренина. - М.: Колос, 1974. - 200 с.
- Семенов В.Ф. Интенсификация истечения слабосыпучих материалов из бункеров / В.Ф. Семёнов, С.М. Анибаев, О.Т. Темиртаев // Подъёмно- транспортная техника и склады. - 1992. - №3. - С. 19.
- Семенов В.Ф. Повышение производительности выгрузки сыпучих с.-х. материалов из бункеров // Тракторы и сельхозмашины. - 1977. - №5. - С. 32-33.
- Лобанов В.И. Процессы и аппараты: методические указания к лабораторным работам. - Барнаул: Изд-во АГАУ, 2006. - 116 с.
