CC BY
12
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
УДК 664.8 (031)
Н. З. Дубкова, А. Н. Николаев, И. А. Дубков, Н. Н. Пеплайкина
ВЛИЯНИЕ ЧАСТОТЫ КОЛЕБАНИЙ ВИБРАЦИОННОГО АППАРАТА НА ЗАТРАТЫ МОЩНОСТИ
Ключевые слова: мощность, растительные материалы, вибрационный аппарат.
Проведены экспериментальные исследования по определению влияния частоты колебаний вибрационного аппарата на величину затрат мощности. Получены экспериментальные зависимости изменений затрат мощности и проведено их сравнение с данными теоретических расчетов.
Keywords: power, vegetable materials, vibrating machine.
Experimental study of the effect of vibration frequency vibratory apparatus at the cost of power.The obtained experimental dependence of the changes in power costs were compared with the results of theoretical calculations.
Для практического применения формул для определения затрат мощности в процессе переработке влажных капиллярно-пористых материаловв порошковые продуктынеобходима экспериментальная проверка всех входящих в эти формулы величин.
Для расчета мощности на валу ротора вибросмесителя наиболее подходящей, учитывающей достаточно полно динамические параметры вибромашин и физико-механические свойства обрабатываемой среды, является следующая формула:
N
4qr2то5 sin 2у 204(p2 - о2)
то3(r - A)mpd
204
(1)
Комплексы экспериментальных исследований изменения затрат мощности при различных значениях жесткости упругих опор аппарата, амплитуды колебаний и по влиянию остаточного давления в камере аппарата в процессе получения порошка картофеля при различных значениях других рабочих параметров были проведены ранее [1]. Для необходимых исследований динамики виброперемешивания приодновременной сушки и измельчении была собрана установка ВС-10 на основе вибромельницы [1].
Влияние частоты вибрации корпуса в пределах 25 - 75 Гц на величину потребляемой мощности определялось при постоянной амплитуде А = 1,44 мм на примере получения порошка картофеля до установления конечной влажности материала 5-6%.
На рис. 1 приведены графики изменения мощности во время перемешивания при различных частотах вибрации. На этом рисунке отсутствуют графики изменения коэффициента трения во времени. Характер этих зависимостей при различных частотах подобен. Определяющие точки кривых сушки нанесены на графиках мощности.
Характер влияния частоты на изменение влажности такой же, как и в случае амплитуды - с увеличением частоты значительно ускоряются процессы нагрева и сушки материала за счет интенсификации движения загрузки. При частоте 25 Гц (кривая 5)
после максимума имеется некоторый постоянный участок. Начало этого участка совпадает с влажностью 60 %. При этой частоте отсутствует циркуляция массы [2], имеется только колебание ее частиц. Теплообмен слабый и идет преимущественно за счет теплопроводности массы. Спад мощности до полного удаления влаги можно объяснить уменьшением количества жидкой фазы, которого достаточно для снижения сопротивления массы колебанию до постоянного значения и снижением при этом значений коэффициента трения перерабатываемого материала с корпусом аппарата.
50
Время сушки, нин
100
Рис. 1 - Изменение мощности в процессе получения порошка картофеля при А = 1,44 мм и при различных частотах 72, 62, 50, 38, 25 Гц
Совпадение максимальной мощности при частоте 72 Гц с началом сушки (с осью ординат) объясняется, вероятно, следующим образом. Циркуляция массы с большой скоростью, большое число соударений между частицами и со стенкой в единицу
времени делают нагрев массы до температуры сушки очень кратковременным. Это время соизмеримо с погрешностью прибора по времени, и оно мало по сравнению с общим временем сушки, поэтому максимальная мощность совпала с осью ординат. При увеличении частоты колебаний сокращается время сушки.
Зависимость мощности от частоты (или угловой скорости) имеет форму кубической параболы (рис. 2).
S-
m
600
Частота вращения, с-1
Рис. 2 - Зависимость максимальной (1), начальной (3) и конечной мощности от угловой скорости для картофеля, А = 1,44 мм
На рис. 3 представлены спрямленные параболы тех же значений мощностей, что и на рис. 6.11.
Математическая обработка экспериментальных данных позволила найти уравнения прямых
NHa4 = 2,357 • 10~8 • ю3 + 0,235 Nmax = 2,331 • 10~8 • ю3 + 0,350 Nкон = 1,291 -10"8 • ю3 + 0,279
(2)
Экспериментальные данные и их математическая обработка подтвердили кубическую зависимость от частоты колебаний, что полностью согласуется с теоретической формулой (1), выбранной для экспериментальной проверки.
m
2.5
2,0
1,5
о
0
1
3"
о
1,0
0,5
/ r s
■ -Nkoh • -1\1нач a -Nmax
/S V
0,5 1,0
Частота вращения *ю~ 3\
1,5
-1
Рис. 3 - Графики функции N=1^ ) для картофеля при А = 1,44 мм. 1 - ^ач, 2 - ^ах, 3 - ^он
Литература
1. Дубкова Н.З. Влияние режимных характеристик вибрационного аппарата на затраты мощности / Н.З. Дубкова, З.К. Галиакберов, И.А. Дубков, А.Н. Николаев Вестник Казанского технологического университета. № 19, 2012.- С.105-108.
2. Гончаревич И.Ф. Вибрационные машины в строительстве / И.Ф. Гончаревич, П.А. Сергеев //М.:Машгиз. -1963. - 311с.
© Н. З. Дубкова, к.т.н. доц. каф. оборудования пищевых производств КНИТУ, dubkova_n@rambler.ru; А. Н. Николаев, д.т.н., проф. зав. каф. оборудования пищевых производств КНИТУ, andr_nik_nik@rambler.ru; И. А. Дубков, к.т.н., доцент той же кафедры; Н. Н. Пеплайкина, ассистент той же кафедры.
© N. Z. Dubkova, candidate of technical Sciences, docent, Department of Food Production Equipment, KNRTU, dubkova_n@rambler.ru; A. N. Nikolaev, doctor of technical Sciences, professor, Department of Food Production Equipment, KNRTU, andr_nik_nik@rambler.ru; 1 A. Dubkov, candidate of technical Sciences, docent, Department of Food Production Equipment, KNRTU; N. N. Peplaikina, assistant, Department of Food Production Equipment, KNRTU.
