Определение мощности установки роторного типа по переработке медицинских отходов

В статье рассмотрено обоснование потребной мощности установок роторного типа по переработке медицинских отходов. Постановка задачи формулируется следующим образом: разработать аналитическую методику расчета мощности роторных устройств для переработки отходов. Анализ морфологического и структурного состава медицинских отходов позволил выделить укрупненные группы отходов, для переработки которых используются как процессы резания лезвием, так и дроблением. Методика расчета выполнена для роторной системы, состоящей из траверсы, несущей четыре горизонтальных и один П-образный вертикальный ножи. В связи с особенностью перерабатываемой среды (медицинские отходы) невозможно использовать теоретический и практический опыт, накопленный при обработке резцами со снятием стружки с поверхности материала. Величина критического усилия резания зависит от остроты лезвия и разрушающего контактного напряжения, которое может быть определено через приведенное разрушающее контактное напряжение для группы материалов, подверженных разрушению резанием. При определении критического усилия резания необходимо учитывать, что в процессе резания участвует не вся длина лезвия, так как загруженные в стерилизационную камеру медицинские отходы имеют небольшую объемную плотность, которая изменяется со временем. В представленной методике мощность, затрачиваемая на измельчение резанием, находится интегрированием по длине режущей кромки и с учетом наличия двух режущих лезвий. Кроме мощности, затрачиваемой на измельчение, в процессе резания лезвием имеются потери мощности, связанные с движением разрезаемого материала по фаскам лезвия, зависящие от толщины срезаемого слоя, модуля упругости и коэффициента Пуассона перерабатываемого материала. Предлагаемая методика учитывает, что измельчение хрупких материалов, входящих в состав медицинских отходов осуществляется при переработке не разрезанием, а дроблением. Поскольку при переработке медицинских отходов процесс смешения совмещен с процессом измельчения, то роль лопастной мешалки играет вращающийся ротор. В свою очередь, мощность, затрачиваемая на смешивание, зависит от силы сопротивления, действующей на элементарную площадку лопатки, а также от скорости вращения. Таким образом, при переработке медицинских отходов общие затраты мощности определяются как сумма затрат мощности на измельчение и перемешивание. Полученные аналитические выражения дают возможность на этапе проектирования не только выбрать рациональную мощность привода, но и обосновать переменную частоту вращения ротора.