CC BY
8Комплексная переработка возобновляемого сырья
УДК 676.024.6
РАСЧЕТ КОМПЛЕКСНОГО ПАРАМЕТРА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА РАЗМОЛА ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОДВИЖНОИ ПРЕГРАДЫ
Р. А. Марченко*, В. И. Шуркина, Р. А. Садыков, Ю. Д. Алашкевич
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: r.a.marchenko@mail.ru
Теоретически обоснован механизм процесса размола волокнистых полуфабрикатов при производстве готовой продукции в целлюлозно-бумажном производстве, основанный на комплексном параметре эффективности процесса размола.
Ключевые слова: безножевой размол, турбина, волокнистые материалы, комплексный параметр эффективности процесса размола.
CALCULATING COMPLEX PARAMETER OF EFFICIENCY OF PROCESS OF GRIND OF FIBROUS MATERIALS USING THE MOBILE BARRIER
R. A. Marchenko*, V. I. Shurkina, R. A. Sadykov, Yu. D. Alashkevich
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: r.a.marchenko@mail.ru
The article demonstrates that the mechanism ofprocess of grind offibrous semi-finished products by producing finished goods in pulp-and-paper production based on the complex parameter of efficiency ofprocess of grind is theoretically reasonable.
Keywords: beznozhevy grind, turbine, fibrous materials, complex parameter of efficiency ofprocess ofgrind.
Понимая, что на процесс размола оказывает влияние скорость истечения струи, геометрические параметры турбины, количество лопастей турбины и скорость вращения турбины, необходимо найти между ними зависимость, которая может выражаться в определении комплексного параметра рабочего колеса турбины [1-3].
При работе турбины рабочее колесо вместе с лопастями вращается вокруг оси турбины с угловой скоростью ю. Выходящая из сопла и набегающая на лопасть струя волокнистой суспензии движется прямолинейно-поступательно, со скоростью - К^р. Рассмотрим движение лопасти относительно струи волокнистой суспензии. Для этого условно считаем струю неподвижной, а ось рабочего колеса перемещаем параллельно оси струи со скоростью - Кстр.
Вращение рабочего колеса с угловой скоростью ю и прямолинейно-поступательное перемещение его оси со скоростью - Кстр соответствуют качению без скольжения образующего круга, соосного с рабочим колесом, радиусом:
а = Кир / ю , (1)
По горизонтальной плоскости, со скоростью оси - Кор.
Выберем систему декартовых координат, связанную со струей волокнистой суспензии. Ось абсцисс х направляем параллельно оси струи суспензии по скорости с, ось ординат у - вертикально вниз. Начало координат в исходный момент на оси рабочего колеса.
Рассмотрим перемещение точки к, в исходном положении находящейся на оси ординат на расстоянии гк от оси круга. Отрезки траекторий двух сходст-
венных течек соседних лопастей, при входе в зону действия струи, смещены на величину:
Ах„ = 2^%-а/г = Р. (2)
Эту величину назовем приведенным шагом рабочего колеса, а величину 2-л/г угловым шагом Д/ш, то есть:
Д^ = Ъп/х. (3)
Тогда приведенный шаг рабочего колеса турбины равен:
Р = Дш. а. (4)
Обозначим Р комплексным параметром, который в комплексе характеризует процесс истечения струи суспензии из сопла и контакта её с подвижной преградой.
С учетом выражений (1) и (4), окончательно комплексный параметр эффективности процесса размола можно записать:
2■%■¥ ■г
Р =-^ , (5)
7 ■К
пр
где Кпр - скорость вращения подвижной преграды, м/с; г - радиус подвижной преграды, м.
Таким образом, комплексный параметр эффективности процесса размола зависит от скорости истечения струи суспензии, геометрических параметров приемного устройства и скорости его вращения.
Комплексный параметр эффективности процесса размола влияет на величину импульса струи волокнистой суспензии при ее контакте с элементами подвижной преграды, а также на количество этих контактов.
Решетневские чтения. 2017
Значения импульса, давления струи волокнистой суспензии
Р, м Импульс струи, кг-м/с Давление, возникающее при контакте струи суспензии с преградой, МПа Количество контактов струи
1 2 3 4
0,1 0,08 64,12 24300
0,5 0,40 320,62 4860
1 0,79 641,25 2430
1,5 1,19 961,87 1620
2 1,59 1282,50 1215
При ударе струи суспензии о преграду воздействие на волокно может превышать предел его прочности, что приведет к локальным нарушениям его структуры [4; 5].
В таблице представлены значения импульса струи волокнистой суспензии, возникающего в момент ее контакта с элементами подвижной преграды, значения давлений струи при контакте с преградой, а также количество этих контактов, в зависимости от комплексного параметра эффективности процесса размола, при Устр = 200 м/с, ё0 = 0,002 м, р = 1054 кг/м3.
В результате проведенных был теоретически обоснован механизм процесса размола волокнистых полуфабрикатов при производстве готовой продукции в целлюлозно-бумажном производстве, основанный на комплексном параметре эффективности процесса размола. Это позволит найти оптимальные параметры работы установки, с точки зрения повышения её производительности, улучшения качества помола и снижения электрозатрат [2; 4; 5].
Библиографические ссылки
1. Марченко Р. А., Шуркина В. И., Алашкевич Ю. Д. Сравнительный анализ качественных показателей вторичного волокнистого материала от способа размола // Новейшие достижения в области инновационного развития в химической промышленности и производстве строительных материалов : материалы ме-ждунар. науч.-техн. конф. Минск : БГТУ, 2015. С. 424-428.
2. Интенсивность процесса размола вторичного волокнистого сырья при использовании безножевой установки / Р. А. Марченко, В. И. Шуркина, Т. А. Лошка-рева и др. // Решетневские чтения : материалы XX Юбилейной междунар. науч.-практ. конф., посвящ. памяти генерального конструктора ракетно-космических систем академика М. Ф. Решетнева (09-12 но-яб. 2016, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. Ч. 2. С. 316-318.
3. Гидродинамические явления при безножевой обработке волокнистых материалов : монография / Ю. Д. Алашкевич, Н. С. Решетова, А. И. Невзоров и др. Красноярск, 2004. 80 с.
4. Марченко Р. А., Шуркина В. И., Алашкевич Ю. Д. Влияние комплексного параметра работы безножевой установки на основные технологические параметры процесса размола // Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья : материа-
лы VII Всерос. конф. Барнаул : АГУ, 2017. С. 373375.
5. Алашкевич Ю. Д., Марченко Р. А. Особенности конструктивных элементов рабочих органов при безножевой обработке волокнистых растительных полуфабрикатов Новейшие достижения в области инновационного развития целлюлозно-бумажной промышленности: технология, оборудование, химия : материалы докладов Междунар. науч.-техн. конф. Минск : БГТУ, 2017. С. 16-22.
References
1. Marchenko R. A., Shurkina V. I., Alashkevich Yu. D. Sravnitel'nyy analiz kachestvennykh pokazateley vtorichnogo voloknistogo materiala ot sposoba razmola / // Noveyshie dostizheniya v oblasti innovatsionnogo raz-vitiya v khimicheskoy promyshlennosti i proizvodstve stroitel'nykh materialov: materialy mezhdunar. nauch.-tekhn. konf. Minsk : BGTU, 2015. Р. 424-428.
2. Intensivnost' protsessa razmola vtorichnogo voloknistogo syr'ya pri ispol'zovanii beznozhevoy ustanovki / R. A. Marchenko, V. I. Shurkina, T. A. Losh-kareva et al. // Reshetnevskie chteniya : materialy XX Yubileynoy mezhdunar. nauch.-prakt. konf., posvyashch. pamyati general'nogo konstruktora raketno-kosmicheskikh sistem akademika M. F. Reshetneva (09-12 noyab. 2016, g. Krasnoyarsk) : v 2 ch. / pod obshch. red. Yu. Yu. Logi-nova ; Sib. gos. aerokosmich. un-t. Krasnoyarsk, 2016. Ch. 2. Р. 316-318.
3. Gidrodinamicheskie yavleniya pri beznozhevoy obrabotke voloknistykh materialov : monografiya / Yu. D. Alashkevich, N. S. Reshetova, A. I. Nevzorov et al. Krasnoyarsk, 2004. 80 р.
4. Marchenko R. A., Shurkina V. I., Alashkevich Yu. D. Vliyanie kompleksnogo parametra raboty beznozhevoy ustanovki na osnovnye tekhnologicheskie parametry protsessa razmola // Novye dostizheniya v khimii i khimicheskoy tekhnologii rastitel'nogo syr'ya : materialy VII vseros. konf. Barnaul : AGU, 2017. S. 373-375 р.
5. Alashkevich Yu. D., Marchenko R. A. Osobennosti konstruktivnykh elementov rabochikh organov pri beznozhevoy obrabotke voloknistykh rastitel'nykh polu-fabrikatov Noveyshie dostizheniya v oblasti innovatsionnogo razvitiya tsellyulozno-bumazhnoy promyshlennosti : tekhnologiya, oborudovanie, khimiya : materialy dokladov Mezhdunar. nauch.-tekhn. konf. Minsk : BGTU, 2017. Р. 16-22.
© Марченко Р. А., Шуркина В. И., Садыков Р. А., Алашкевич Ю. Д., 2017
