автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Методы расчета и совершенствование конструкций циркуляционных смесителей, обеспечивающих заданное качество смеси

На правах рукописи

СЕЛИВАНОВ Юрий Тимофеевич

МЕТОДЫ РАСЧЕТА И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ЦИРКУЛЯЦИОННЫХ СМЕСИТЕЛЕЙ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ЗАДАННОЕ КАЧЕСТВО СМЕСИ

05.02.13 - Машины, агрегаты и процессы (химическая промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Тамбов 2005

Работа выполнена на кафедре «Прикладная механика и сопротивление материалов» Тамбовского государственного технического университета.

Научный консультант доктор технических наук, профессор

Першин Владимир Федорович

Официальные оппоненты: Заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор технических наук, профессор Зайцев Анатолий Иванович

Защита диссертации состоится «28» октября 2005 г. в 14 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 212.260.02 Тамбовского государственного технического университета по адресу: 392000, г. Тамбов, ул. Ленинградская, 1, ауд. 60.

Отзывы в двух экземплярах, скрепленные гербовой печатью, просим направлять по адресу: 392000, г. Тамбов, ул. Советская, 106, ТГТУ.

Эл. почта: kvidep@cen.tstu.ru Факс: (8-0752) 72-20-24

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан « ¡Р » сентября 2005 г.

доктор технических наук, профессор Мизонов Вадим Николаевич

доктор технических наук, профессор Долгунин Виктор Николаевич

Ведущая организация Научно-исследовательский и

проектно-конструкторский институт биологической техники («НИИбиотехника»), г. Москва

Ученый секретарь диссертационного совета, доцент

В.М. Нечаев

¿аоб - * /гхчг

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время в химической и смежных отраслях промышленности используется множество различных типов смесителей для приготовления смесей сыпучих материалов. При создании новых производств вопрос выбора типа смесительного оборудования часто выходит на первое место.

Несмотря на большое разнообразие конструкций, не ослабевает интерес исследователей к циркуляционным смесителям, которые отличаются простотой конструкций, надежностью и высокой производительностью, однако расширение области их применения ограничено тем, что процесс приготовления смесей сыпучих материалов в циркуляционных смесителях периодического и непрерывного действия не всегда приводит к получению продукта, отвечающего требуемому качеству, т.е. не достигается заданное значение коэффициента неоднородности смеси Основной причиной низкого качества смеси является сегрегация компонентов при приготовлении смесей из полидисперсных материалов.

В результате многолетнего теоретического и экспериментального исследования процесса смешивания автор пришел к выводу, что процесс сегрегации может не препятствовать, но напротив, способствовать получению высококачественных смесей. Это связано с тем, что в машинах циркуляционного типа имеет место упорядоченный характер движения компонентов и зоны сегрегированного состояния смеси легко прогнозируемы. При длительном смешивании в рабочем объеме смесителя можно выделить две зоны с повышенной концентрацией одного из компонентов. В настоящее время подавляющее большинство работ направлено на уменьшение последствий этого эффекта. В представленной работе выбран противоположный путь решения проблемы: использование эффекта сегрегации для максимальной детерминации движения компонентов и интенсификации процесса смешивания. Было выдвинуто предположение о том, что если в результате длительного смешивания образуются зоны А и В, причем в зоне А повышенная концентрация ключевого компонента, например мелких частиц, то в начале процесса необходимо обеспечить равномерную загрузку ключевого компонента в зону В и прекратить процесс тогда, когда этот компонент находится на полпути из одной зоны в другую.

Поскольку именно процесс движения частиц во многом определяет интенсивность и эффективность смешивания в циркуляционных смесителях, необходимо с единых позиций рассмотреть характер движения и распределения полидисперсного материала в рабочем объеме. Необходимо также создание определенного аппаратурного оформления, позволяющего управлять протеканием процесса, изменяя регламент загрузки компонентов.

Целью работы является совершенствование работы действующих и создание новых конструкций циркуляционных смесителей для получения высококачественных смесей из полидисперсных материалов. Достижение поставленной цели связано: с исследо! :ния и взаи-

модействия сыпучих материалов в рабочем объеме аппарата; созданием математических моделей, адекватно отражающих процессы, происходящие в циркуляционных смесителях; с разработкой методик, позволяющих рассчитать наиболее рациональную работу комплекса дозатор-смеситель; с созданием и апробацией новых конструкций смесителей, позволяющих на практике реализовать особенности проведения процесса, предлагаемые в результате его исследования.

Научная новизна. Установлены общие закономерности движения полидисперсных сыпучих материалов в сложном силовом поле и предложена методология использования эффекта сегрегации для максимальной детерминации движения частиц за счет организации последовательной загрузки компонентов, что позволило с единых позиций рассмотреть процесс смешивания-сегрегации в циркуляционных смесителях различных конструкций. Запатентованы новые способы получения многокомпонентных полидисперсных смесей, обеспечивающие заданное качество продукта. Наиболее важными научными результатами являются:

- физические модели и математическое описание процесса смешивания в циркуляционных смесителях периодического и непрерывного действия, учитывающие эффект сегрегации частиц, отличающихся по физико-механическим характеристикам;

- методика оценки влияния погрешности дозирования на качество готовой смеси, получаемой в циркуляционных смесителях;

- методики расчета геометрических и режимных параметров проведения процесса смешивания компонентов, склонных к сегрегации в циркуляционных смесителях периодического и непрерывного действия;

- способы и устройства для изучения кинетики процесса смешивания в циркуляционных смесителях, которые позволяют за счет ввода нейтрального материала фиксировать распределение частиц ключевого компонента в циркуляционном контуре при остановке смесителя в заданные моменты времени;

- метод и устройство для определения склонности к сегрегации компонентов смесей, отличающихся плотностью и/или размерами частиц;

-методики исследования процессов движения и смешивания полидисперсных материалов, основанные на полной замене выделенного объема материала на выбранном участке частицами трассера с теми же физико-механическими свойствами, что и основной компонент, на разных стадиях процесса (в различных сечениях по длине смесителя).

Практическая значимость и реализация результатов работы. Результаты теоретических и экспериментальных исследований процесса смешивания-сегрегации в циркуляционных смесителях периодического и непрерывного действия, а также методики расчета основных режимных и геометрических параметров процесса, в том числе реализованные в виде математических моделей и программного обеспечения и официально зарегистрированные (Свидетельство № 2002612031), позволяют обеспечить получение смеси заданного качества из компонентов, отличающихся размерами и/или удельными плотностями.

В лабораторных и промышленных условиях проверены новые способы и конструкции смесителей, реализующие предложенную концепцию использования эффекта сегрегации для интенсификации процесса смешивания, позволяющие существенно сократить время процесса и обеспечить заданное качество смеси.

Использованные при проведении экспериментов способ и устройство для исследования процесса смешивания-сегрегации (А. с. № 1755905 и 1722550), а также устройство для определения склонности к сегрегации компонентов смеси (А. с. № 1742668) позволили в 2,5 - 3 раза сократить количество опытов, необходимых для идентификации параметров математических моделей.

Разработанная методика расчета регламента загрузки компонентов позволила существенно сократить время процесса смешивания при обеспечении заданного качества смеси. В частности, результаты промышленных испытаний барабанного смесителя (А. с. № 1599073), внедренного в АО «Мичуринский завод "Прогресс"» для приготовления многокомпонентных смесей из металлических порошков, показали, что время приготовления смеси сократилось с 24 часов до 1,5-4 часов в зависимости от рецептуры при увеличении объема единовременной загрузки в 10 раз. Годовой экономический эффект от внедрения конструкции барабанного смесителя составил 12 тысяч рублей (в ценах 1989 г.).

Способ непрерывного приготовления многокомпонентных смесей и устройство для его реализации (Патент № 2207900) прошли апробацию на участке производства «Этрол» ФГУП «Котовский завод пластмасс» и ООО «Котовская керамика». Время приготовления смеси сократилось в 2,3 раза. Результаты анализов, проведенных в заводской лаборатории, а также дальнейшее использование полученной смеси при производстве готовых изделий показали, что она соответствует заданному качеству.

Автор защищает: 1) Математические модели процесса приготовления многокомпонентных смесей в циркуляционных смесителях периодического и непрерывного действия. 2) Алгоритм оптимизации процесса смешивания сыпучих материалов за счет сближения свойств части основного и ключевого компонентов. 3) Методику, позволяющую оптимизировать работу комплекса смеситель-дозатор. 4) Результаты экспериментальных исследований влияния режимных и геометрических параметров смесителя на эффективность процесса смешивания. 5) Методику экспериментального определения склонности к сегрегации для компонентов, отличающихся размерами и/или удельными плотностями частиц. 6) Результаты экспериментального исследования характера движения сыпучего материала вдоль оси барабанного смесителя непрерывного действия. 7) Результаты экспериментального исследования характера осевого смешивания в барабанном смесителе непрерывного действия. 8) Методики расчета рациональных параметров проведения процесса приготовления многокомпонентных смесей в циркуляционных смесителях периодического и непрерывного действия. 9) Новую конструкцию смесителя сыпучих материалов с регулируемой загрузкой компонентов. 10) Новые способ и

устройство для непрерывного приготовления многокомпонентных смесей сыпучих материалов.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на: Всесоюзной конференции «Процессы и аппараты для микробиологических производств» (Грозный, 1986, 1989); Всесоюзной конференции «Технология сыпучих материалов» (Белгород, 3986); V Всесоюзной научно-технической конференции «Молодые исследователи и конструкторы — химическому машиностроению» (Северодонецк, 1986); VIII Всесоюзной конференции «Новые технологические процессы и оборудование для производства электрических машин малой мощности» (Тбилиси, 1987); Всесоюзной научно-технической конференции «Роль молодых конструкторов и исследователей химического машиностроения в реализации целевых программ, направленных на ускорение НТП в отрасли» (Зеленогорск, 1988); Международной научно-технической конференции (Киев, 1988); Областной научно-технической конференции (Тамбов, 1989); Всесоюзной научно-технической конференции «Технология сыпучих материалов» (Ярославль, 1989); научных конференциях ТГТУ (Тамбов, 1994, 1998, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005); Всероссийской научно-технической конференции «Компьютерные технологии в науке, проектировании и производстве» (Нижний Новгород, 1999); XV Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (Тамбов, 2002); Международной научной конференции «Энергоресурсосберегающие технологии и оборудование, экологически безопасные производства» (Иваново, 2004); на X, XIV и XV Международных конгрессах СШБА (Чешская республика, Прага, 1990, 2002, 2003); II Международной конференции по транспортировке и переработке сыпучих материалов (Израиль, Иерусалим, 1997); первом Европейском конгрессе по химическому машиностроению (Италия, Флоренция, 1997); Всемирном конгрессе по порошковой технологии (Великобритания, Брайтон, 1998).

Публикации. По теме диссертации опубликована 61 работа, из них пять авторских свидетельств и патентов на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка использованной литературы (230 наименований отечественных и зарубежных авторов) и приложения. Работа изложена на 336 страницах, содержит 63 рисунка, 2 таблицы, 2 приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована ее цель, указаны научная новизна и практическая значимость, а также основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проводится анализ современного состояния вопроса приготовления многокомпонентных смесей сыпучих материалов. Отмечается, что влияние сегрегации, т.е. разделения частиц, отличающихся меж-

ду собой по размерам или удельным плотностям при движении сыпучего материала во вращающемся барабане, вне зависимости от технологического процесса, достаточно велико, так как она, в значительной мере, воздействует на интенсивность и эффективность основного процесса, а также на качество готовой продукции.

Рассматриваются вопросы классификации смесителей сыпучих материалов. Используя информационные ресурсы сети Internet, выявлен ряд ведущих производителей смесительного оборудования, предлагающих различные конструкции, созданные на основе современных исследований и разработок в данной области. Сделан вывод о том, что, несмотря на большое разнообразие конструкций, с точки зрения механизма процесса смешивания, все типы смесителей можно разделить на две большие группы. Первая включает в себя смесители, которые обеспечивают стохастический характер движения частиц смешиваемых компонентов. Вторая предполагает превалирование детерминированной составляющей. В отличие и в дополнение к используемой в настоящее время классификации смесителей, предлагается в качестве циркуляционных выбирать аппараты с максимально детерминированным характером движения компонентов.

Производится обзор подходов, используемых при математическом моделировании процесса смешивания. Для описания процесса смешивания в непрерывном режиме может быть использована диффузионная модель, описываемая следующим выражением

8mXi (t, l)/dt = Кд2тХ2 (if, l)/3l2 +F(mXl, тХг), (1)

где X - коэффициент пропорциональности; mXj(t,l) и mXi (t, /) - математические ожидания числа объединений частиц А и В в смеси в момент t в сечении смесителя на расстоянии /; F[mXi, тХг) характеризует изменение

математического ожидания под действием некоторого силового поля.

Однако анализ литературных данных показывает, что наиболее перспективным при моделировании процесса смешивания сыпучих материалов является математический аппарат марковских цепей. Для описания процесса в периодическом и непрерывном режиме, а также при смешивании компонентов, отличающихся только по цвету или склонных к сегрегации, могут быть задействованы различные механизмы формирования матриц переходных вероятностей При смешивании компонентов, отличающихся только по цвету в периодическом режиме, миграция частиц в осевом направлении не значительна и для описания процесса может быть использована одномерная цепь ячеек с вероятностями перехода, постоянными во времени. При осуществлении процесса в непрерывном режиме для его описания необходимо использовать двухмерную цепь ячеек (для описания радиального и осевого смешивания) с постоянной матрицей переходных вероятностей.

При смешивании компонентов, склонных к сегрегации в периодическом режиме при малой концентрации ключевого компонента, объем которого не оказывает влияния на кинетику процесса, матрица переходных

вероятностей также постоянна во времени, однако при отсутствии обратных переходов возникает абсорбирующая ячейка в области, примыкающей к центру циркуляции. При непрерывном режиме для описания может быть использована двухмерная цепь ячеек с абсорбирующей ячейкой в осевом сечении аппарата.

При осуществлении процесса в непрерывном режиме со значительным объемом ключевого компонента (сопоставимым с объемом самого малого подслоя) необходимо учитывать влияние его концентрации в каждом подслое на величину вероятности перехода. В этом случае необходимо использовать матрицу переходных вероятностей, переменную во времени. Для приготовления многокомпонентных смесей необходимо учитывать взаимное влияние всех ключевых компонентов и формировать матрицу переходных вероятностей для каждого из них. Необходимо также производить трансформацию этих матриц в связи с пересчетом количества подслоев при догрузке тех или иных компонентов смеси в различных сечениях аппарата и при уменьшении площади, занятой циркуляционным контуром, на каждом переходе. Решению этой задачи посвящена большая часть работы, так как анализ литературных данных указывает на то, что подобный подход практически не использовался для описания процесса приготовления многокомпонентных смесей.

В заключительном разделе главы рассмотрены экспериментальные методы исследования процесса смешивания и оценки качества смеси. Отмечено, что наиболее часто для оценки качества смеси используют коэффициент неоднородности.

Литературный обзор позволяет сделать вывод о том, что наибольший интерес представляет собой следующий путь исключения нежелательного влияния сегрегации - определенная последовательность загрузки компонентов. Указывается на недостаточную разработанность вопроса приготовления однородной смеси из трех и более компонентов в циркуляционных смесителях периодического и непрерывного действия, что затрудняет использование указанного оборудования для получения таких смесей.

Во второй главе работы рассмотрены математические модели процесса приготовления многокомпонентных смесей в поперечном сечении циркуляционного смесителя. Исследование характера движения компонентов в циркуляционных смесителях непрерывного действия позволяет сделать вывод о том, что при разбиении конструкции на участки небольшой длины можно считать каждый такой участок смесителем периодического действия со временем смешивания, соответствующим времени пребывания материала на этом участке. Как следствие, рассмотрение вопроса, связанного с моделированием процесса в поперечном сечении смесителя, приобретает большое прикладное значение и для случая исследования смесителей непрерывного действия.

При смешивании двух компонентов, отличающихся размерами или плотностью частиц, наблюдается целенаправленное движение частиц с одинаковыми свойствами в определенные зоны смесителя, которые обыч-

но называют центрами сегрегации. Таким образом, при приготовлении смесей из компонентов, отличающихся свойствами (размером, формой, плотностью и т.д.) частиц, движущей силой процесса является склонность компонентов к сегрегации. Понятие «склонность к сегрегации» присуще только смесям, но не отдельным компонентам. При моделировании процесса приготовления многокомпонентных смесей целесообразно анализировать механизм процесса сегрегации, а смешивание рассматривать как результат сегрегации компонентов.

Процесс сегрегации полидисперсной (многокомпонентной) смеси не может быть описан с помощью упрощенного механизма сегрегации. Это связано с тем, что для многокомпонентных смесей в большинстве случаев нельзя однозначно сказать, что является превалирующим: разница в размерах или в плотностях. Чаще всего приходится иметь дело с комбинацией размеров и плотностей. При разработке механизма сегрегации многокомпонентной смеси представляется целесообразным использование комплексной характеристики склонности частиц к сегрегации. В качестве этой характеристики может быть использован коэффициент РО, который применяется для количественной характеристики склонности двухкомпонент-ной смеси к сегрегации и определяется при идентификации параметров математической модели. Численно он равен вероятности перехода частиц ключевого компонента в элементарный объем, находящийся ближе к центру циркуляции (при нулевой концентрации в нем этого компонента), при

смешивании двух компонентов, склонных к сегрегации. Вероятность РО — комплексная характеристика, которая определяется свойствами частиц компонентов смеси и учитывает их отличие.

Предложенный механизм процесса сегрегации многокомпонентных смесей определяется соотношением вероятностей перехода участвующих в процессе компонентов, т.е. характеристиками частиц. Даже если компонент С имеет наибольшую вероятность перехода, а компонент В - промежуточную, то могут быть задействованы различные механизмы сегрегации. Поэтому нельзя охарактеризовать смесь, используя вероятности перехода компонентов, склонных к сегрегации, только относительно какого-то одного компонента. Необходимо использование коэффициентов, характеризующих взаимопроникновение всех компонентов, т.е. Р0Са, РОсв и Р0ВА.

В разработанных моделях при циркуляционном движении весь материал в поперечном сечении делится на поднимающийся и скатывающийся слои, а затем на подслои и ячейки. Считается, что состояние системы, т.е. концентрация компонентов В подслоях, изменяется скачкообразно. Время одного перехода (цикла) АТ равно отрезку времени, за который границу раздела слоев пересекают по одному элементарному объему каждого подслоя. Таким образом, для того чтобы рассчитать состояние системы в момент времени Г, необходимо последовательно рассмотреть изменения концентрации ключевых компонентов за к переходов, где к = Т / АТ

Пусть коэффициенты вероятности перехода компонентов смеси располагаются в порядке убывания, в соответствии с неравенством: Р0п>Р023>Р0и.

Первой фазой перехода для случая ячеечной модели будет переход первого компонента из элементарного объема г в элементарный объем у, с последующим вытеснением из последнего третьего компонента. Рассмотрим переход частиц из ячейки первого подслоя в ячейку второго. Считаем, что объем i соприкасается с обечайкой барабана, а объем у располагается непосредственно над ним во втором подслое.

Вероятность перехода р](3,'-Л'п) компонента 1 из ячейки г в ячейкуу на этой фазе перехода в момент времени Т = тЛТ равна

у» = ро13(1 - (с,°-тЧ) + С<;>1))), (2)

где />0,3 - вероятность перехода компонента 1 в ячейку, содержащую компонент 3; С1(-1,т~1>, С^'т~1) - концентрации компонентов 1, 2, соответственно, в ячейке у в момент времени Т = (т- 1)Л7"; т = 1, 2,..., к.

Как следует из этой зависимости, вероятность обмена непосредственно зависит от двух параметров: коэффициента вероятности перехода первого компонента в ячейку, содержащую третий компонент Р0]3 и от объема, занятого третьим компонентом в ячейке у, причем с увеличением этого объема увеличивается и вероятность .

Тогда количество компонента 1, содержащегося в ячейке у после этой фазы перехода, будет равно

На второй фазе перехода произойдет вытеснение вторым компонентом из ячейки г третьего компонента, содержащегося в ячейке у. На третьей фазе перехода произойдет вытеснение второго компонента из ячейки у первым компонентом из ячейки г. Процесс пересчета концентраций компонентов, участвующих в этом переходе, носит циклический характер, и каждый цикл соответствует одной из фаз перехода.

Для некоторых случаев ячеечная модель процесса смешивания сыпучих материалов может быть значительно упрощена, так как концентрации всех смешиваемых компонентов в каждой, отдельно взятой ячейке одного подслоя, можно считать одинаковыми. Поэтому можно не разбивать подслои на элементарные объемы и в расчетах по модели оперировать понятием концентрации смешиваемых компонентов по подслоям.

Для послойной модели, если коэффициенты вероятности перехода компонентов 1, 2, 3 располагаются согласно неравенству Р0п > Р0п > Р012, на первой фазе перехода рассматривается переход первого компонента в подслой, лежащий ближе к центру циркуляции, с последующим вытеснением из него третьего компонента. Вероятность

перехода первого компонента из подслоя г в подслой г + 1 - Р1з'1+1'т) на данной фазе перехода в момент времени Т = тАТ будет равна

р^М = ро^^ _ + фит-1) ^ (4)

где , - концентрации компонентов 1, 2, соответственно,

в подслое г + 1 в момент времени Т = {т- 1)ДТ ; т = 1, 2,..., Л.

Концентраты первого компонента в подслое i после первой фазы перехода будет определяться зависимостью

£•(1,14-1)у(0 _ р(ы+1,т)у(Ы) + ^(<-1,т-1)р('-и,т)у(Ы)

С1т)=— 1 уО) 1 12 ' (5)

где К(|) - объем подслоя г.

Концентрацию первого компонента после этой фазы перехода в первом подслое можно определить так

С0,т) _ ^с(1т-1)у0) _ С0,т-1)р0,2,т)у(\) у( 1) ^

При расчете концентрации первого компонента в последнем подслое N можно использовать выражение

_ 1) + ^

Получение высококачественных смесей сыпучих материалов в циркуляционных смесителях в некоторых случаях представляется проблематичным. Это связано с тем, что при приготовлении многокомпонентных смесей одновременная загрузка смешиваемых сыпучих материалов приводит к появлению ядра сегрегации с повышенным содержанием наиболее склонных к сегрегации ключевых компонентов. Для достижения высокого качества смеси необходимо загружать все компоненты в смеситель не одновременно, а в некоторой последовательности. При этом в смеситель могут догружаться довольно большие порции тех или иных компонентов. Их попадание в смеситель меняет как конфигурацию поднимающегося и скатывающегося слоев, так и порядок разбиения их на подслои. Может изменяться также концентрация смешиваемых компонентов в подслоях, поэтому разработан оригинальный механизм пересчета концентраций компонентов по подслоям.

В связи с тем, что не существует единого критерия, характеризующего качество многокомпонентной смеси, использовался коэффициент неоднородности УЗ. Он характеризует качественный состав двухкомпонентной смеси и рассчитывается для компонентов смеси, попарно. Например, для случая трехкомпонентной смеси можно оценить ее качество по первому и третьему компонентам, а также по второму и третьему компонентам.

В третьей главе рассмотрены вопросы, связанные с моделированием процесса смешивания в циркуляционных смесителях непрерывного действия. Моделирование процесса в смесителях непрерывного действия со-

пряжено с рядом сложностей, связанных с тем, что материал перемещается не только в поперечном сечении смесителя, но и вдоль его оси. Характер этого движения зависит как от конструкции смесителя, так и от его режимных параметров.

По мере удаления от области загрузки барабана количество материала в поперечных сечениях убывает, а скорость продвижения материала в осевом направлении будет возрастать, поскольку выполняется условие неразрывности потока, т.е. имеет место закономерность, связывающая количество сыпучего материала в поперечном сечении барабана с его скоростью продвижения в осевом направлении.

Если закон распределения материала вдоль оси барабана имеет линейный характер, то объем материала, находящегося в барабане, можно определить по зависимости

У = {РШ + РК)Ь/2, (8)

где и Р, - площади, занятые циркуляционным контуром в торцевых сечениях барабана; X - длина барабана.

В предлагаемой модели процесса смешивания используется относительная скорость осевого движения. Для этого определяется, какую долю от суммарного пребывания в смесителе составляет время цикла в первом сечении. Поскольку известна площадь, занятая материалом в зоне загрузки сыпучего материала (в сечении г = 1) и, следовательно, время цикла А Г,, то эта доля может быть найдена следующим образом

*,=Д7)/Та, (9)

где Гп - время пребывания частицы в барабанном смесителе.

За время Д Т{ материал перемещается на определенное расстояние в осевом направлении. В этом переходе участвует определенный объем сыпучего материала. Он может быть рассчитан как доля от суммарного объема материала V, находящегося в барабанном смесителе

\=*,У- (10)

Этот объем может быть определен как произведение площади циркуляционного контура Р1 (при ¿=1 Г, = Рн) на длину элементарного участка в осевом направлении. Расстояние, на которое переместится слой материала в осевом направлении барабана на этом участке за время ДГ(, определяется зависимостью

¡¡=4,/^. (И)

При переходе на следующий участок необходимо учитывать уменьшение площади поперечного сечения барабана, занятой материалом, с учетом того, что она изменяется от до Рк по линейному закону. При изменении расстояния на 11 площадь, занятая материалом в следующем сечении может быть рассчитана с учетом предыдущего значения Р1

Имеющаяся структура распределения компонентов по подслоям циркуляционного контура должна быть сохранена при уменьшении площади, рассчитанной по зависимости (12), на каждом переходе. При этом возможны два варианта: 1) Число подслоев не уменьшилось, изменилась лишь их толщина. С учетом того, что объемы подслоев изменяются пропорционально, достаточно сохранить имеющуюся до пересчета структуру распределения ключевых компонентов по подслоям циркуляционного контура. 2) Произошло уменьшение числа подслоев. В этом случае необходимо пересчитать концентрации ключевых компонентов по вновь образованным подслоям циркуляционного контура с сохранением имевшейся структуры распределения. Поскольку изменение площади, занятой циркуляционным контуром вдоль оси барабана, происходит монотонно и может быть описано прямой с небольшим углом наклона к горизонту, а время цикла гораздо меньше времени пребывании частицы в барабане, максимальное уменьшение числа подслоев не бывает больше единицы.

На каждом переходе т, для случая трехкомпонентной смеси, концентрации ключевых компонентов С1 и Сг есть функции радиуса (в математической модели они задаются рядом численных значений, соответствующих

каждому подслою), определяющего положение подслоя, т.е. С[т) = /, (я);

С<т) = /2 (я), где Я изменяется от радиуса центра циркуляции Яс до радиуса барабана /?3 Вследствие того, что распределение ключевых компонентов по объему смеси не одинаково, функции/1 и/2 различны.

Концентрации ключевых компонентов в пределах каждого подслоя определяются зависимостями

где г - номер подслоя, г = 1,..., N -1.

При этом вне зависимости от того, изменилось или нет число подслоев, функции, описывающие распределение концентраций ключевых компонентов в поднимающемся слое, должны оставаться одинаковыми, изменяются лишь величины, определяющие расположение подслоев, т.е. Я„ 1 = 1,..., N.

Средние концентрации каждого из ключевых компонентов в объеме смеси должны оставаться постоянными. Они определяются зависимостями

(14)

гМ -

/ " ук)

(15)

1=1

* ^ А у(,) с<т)

"2,ср

^,=1 Л<+1

(16)

Для синхронизации времени одного перехода и количества материала, участвующего в процессе смешивания на каждом переходе, в качестве времени цикла на любом переходе следует принять этот параметр, соответствующий участку, расположенному в непосредственной близости от ссыпающего края барабана. При этом будут устранены некоторые его колебания, вызванные искусственным характером разбиения циркуляционного контура на подслои. С учетом данного подхода изменятся зависимости, определяющие распределение концентраций компонентов смеси по подслоям циркуляционного контура. Рассмотрим эти изменения для случая трехкомпонентной смеси, вероятности перехода которых располагаются согласно неравенству Р013 > Р023 > Р0,2 .

Вероятность перехода /^У ' ^ первого компонента из подслоя г в подслой 1+1 на первой фазе перехода в момент времени Т = тАТ определяется зависимостью (4). Величина времени перехода АТ принимается равной значению, соответствующему участку, расположенному в непосредственной близости от разгрузочного края барабана, т.е. усредненному значению.

Концентрация первого компонента в подслое i после первой фазы перехода будет равна

С)''т = — " . (17)

где _ объем первого компонента, содержащегося в подслое г

перед этой фазой перехода; ~ объем компонента 1,

перешедшего из подслоя / - 1, который расположен ближе к обечайке барабана и непосредственно контактирует с подслоем г; величина £0,т-1)р0,1+1,т)у(\к) характерИЗуех количество компонента 1, перешедшего из подслоя г в подслой г + 1 на данной фазе перехода; усредненное значение объема последнего подслоя, соответствующего участку, расположенному вблизи ссыпающего края барабана.

Концентрация первого компонента в первом подслое после этой фазы перехода может быть определена следующим образом

С, -— (18)

При расчете концентрации первого компонента в последнем подслое N можно использовать зависимость

Сх 'т =—! У . (19)

Для устранения отрицательного влияния сегрегации предлагается использование эффективного метода, сущность которого достаточно проста: ключевой и определенная часть основного компонентов (частицы основного и ключевого компонентов имеют одинаковую плотность) должны иметь минимальные отличия в свойствах и загружаться в смеситель в соответствии с определенным регламентом. Ключевым называется компонент, обладающий меньшим размером частиц по отношению к основному. При этом один из вариантов сближения их свойств - измельчение части основного компонента (в дальнейшем будем называть этот компонент вспомогательным). Объем вспомогательного компонента в идеальном варианте должен равняться объему внутренних подслоев с повышенной концентрацией ключевого компонента. Размеры же частиц вспомогательного материала должны равняться размеру частиц ключевого компонента. В этом случае, вследствие того, что частицы измельченного основного и ключевого компонентов имеют одинаковые плотности, склонность к сегрегации ключевого и вспомогательного компонентов будет одинаковой, что обусловит их равномерное присутствие в зоне центра циркуляции.

В случае использования вспомогательного компонента в последнем подслое, кроме ключевого компонента, будет присутствовать определенное количество вспомогательного компонента. Если концентрация вспомогательного компонента С , вероятность перехода ключевого компонента будет равна

я(»-.,ли> = Р0( 1_с<**-»-С*("'*",)>). (20)

Результаты численных экспериментов показывают, что для одного и того же ключевого компонента вероятность с использованием

вспомогательного компонента будет меньше той же величины, рассчитанной без использования этого компонента. Как следствие, и объем ключевого компонента, который перейдет из подслоя N - 1 в подслой /V, при использовании вспомогательного компонента будет меньше.

Как показали результаты предварительных экспериментов, пульсации в работе дозаторов наиболее близко описываются нормальным законом распределения. Сглаживающая способность смесителя - отношение среднего квадратического отклонения пульсаций расхода ключевого компо-

нента на входе смесителя и на выходе из него. Элементом дискретности является использование для дальнейшего анализа промежутка времени А Т.

Использование математической модели процесса смешивания позволяет при заданном качестве смеси и времени пребывания ключевого компонента в смесителе определить основные требования, предъявляемые к дозатору (допустимые максимальные отклонения от средней производительности и длительность этих отклонений), при которых смесительная установка гарантирует получение смеси требуемого качества.

На основе разработанных математических моделей периодического и непрерывного процесса смешивания разработана методика, позволяющая подбирать смесители и дозаторы с оптимальным соответствием основных характеристик.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований процесса приготовления смесей сыпучих материалов в циркуляционных смесителях. Для оценки возможности управления процессом смешивания и прогнозирования качества готового продукта созданы шесть действующих лабораторных установок различных типов смесителей, наиболее часто используемых в промышленности: барабанный горизонтальный, К-образный, «пьяная бочка», биконический, ленточный и одноваль-ный лопастной. Результаты экспериментов показали, что исследованные типы смесителей можно отнести (с точки зрения характера движения компонентов и кинетики процесса смешивания) к одной группе смесителей с детерминированным характером движения компонентов. Причем в горизонтальном барабанном и лопастном одновальном смесителях наблюдается преобладание детерминированной составляющей.

Экспериментальные исследования процесса смешивания в периодическом режиме проводились на лабораторной установке. С целью увеличения объема информации, полученной при обработке результатов одного опыта, был разработан оригинальный способ исследования процесса смешивания сыпучих материалов (А. с. № 1755905). Сущность способа заключается в следующем: в барабан определенным образом загружаются смешиваемые компоненты, после чего он приводится во вращение. После смешивания компонентов барабан останавливается и через центральное отверстие съемной торцевой стенки на свободную поверхность смеси равномерно, по всей свободной поверхности, подается нейтральный материал. Затем барабан поворачивается до вертикального расположения оси его вращения. В это время нейтральный сыпучий материал образует скат, а смешиваемые компоненты остаются в том состоянии, которое они занимали сразу после остановки барабана. После этого осуществляется отбор проб методом квартования всей смеси.

Однако приведенный способ исследования процесса смешивания не позволял определять концентрацию по подслоям, поскольку после остановки барабана для отбора проб происходило изменение конфигурации циркуляционного контура и, следовательно, перемешивание в подсло-

ях. Для устранения этого явления предложено новое устройство (А. с. № 1722550) для исследования процесса смешивания и сегрегации сыпучего материала. В результате использования устройства слой материала оказывается зажатым между изогнутой пластиной и внутренней поверхностью барабана. При этом полностью сохраняется конфигурация циркуляционного контура и появляется возможность отбора проб из любой части поперечного сечения барабана для дальнейшего исследования.

Для обработки экспериментальных данных использовались известные методики, по которым проводилась проверка результатов параллельных опытов по критериям Кохрена и Фишера.

При экспериментальном исследовании процесса смешивания в периодическом режиме рассматривались различные варианты изменения режимных и геометрических параметров. Результаты экспериментальных исследований показали, что математические модели процесса приготовления многокомпонентных смесей адекватны реальному процессу.

Для исследования характера распределения сыпучего материала вдоль оси барабана использовалась экспериментальная установка, принципиальная схема которой представлена на рис. 1, а.

Она включает в себя барабан 1 с изменяющимся углом наклона по отношению к горизонту от 0 до 5° и привод 2, позволяющий плавно изменять угловую скорость вращения в исследуемом диапазоне. Загрузочный край барабана опирается на опорный узел 3 и снабжен устройством для загрузки материала в смеситель в виде лотка 4. Производительность подачи материала изменяется за счет варьирования скорости подачи компонентов через питатель 5.

5

9 6 8 1

Рис. 1 Схема экспериментальной установки для исследования характера движения и осевого смешивания сыпучего материала в барабанном смесителе

Для отбора проб с целью дальнейшего анализа характера распределения материала по длине барабана использовалась специальная конструкция пробоотборников, состоящая из пластин в виде полуокружностей б, конфигурация которых показана на рис. 1, б, закрепленных на двух стержнях 7. При сборке этой конструкции между пластинами размещались съемные втулки определенной длины 8, закрепленные на стержнях с помощью гаек 9. Изменяя длину втулок и количество пластин, можно получать различную конфигурацию расположения пробоотборников.

Порядок проведения эксперимента был следующим. После остановки барабана с материалом, распределенным вдоль его оси, снималось одно из торцевых колец, выполняющее функцию подпорного. Например, с загрузочного края барабана. После этого осуществлялось введение пробоотборника таким образом, чтобы полукруглые пластины касались поверхности барабана, противоположной от сегмента, занятого сыпучим материалом. Когда конструкция полностью введена в смеситель, осуществлялся ее поворот вокруг оси на 180°. В результате этого сыпучий материал оказывался разделенным на отдельные порции или пробы между пластинами. Для изъятия проб из барабана для дальнейшего анализа снимались втулки и пластины, надетые на стержни, и сыпучий материал выгружался в специальные емкости. Три порции материала, расположенные между пластинами, подвергались анализу. Разборная конструкция пробоотборника позволяет с изменением длин и мест расположения втулок определять характер распределения материала на любом участке барабана.

Барабан экспериментальной установки был изготовлен из полупрозрачного материала, и имелась возможность измерения хорды, образованной компонентами в различных сечениях барабана, при помощи штангенциркуля.

При сравнении характера распределения компонентов вдоль оси барабана с линейной зависимостью меньшие расхождения значений были получены по результатам измерения хорды сыпучего материала и дальнейшего аналитического расчета. В этом случае разброс значений не превышал 5 - 7 %. Это объясняется тем, что при измерениях подобного рода отсутствует воздействие на объект исследования. В случае использования пробоотборника возможны определенные ошибки, связанные с фазой введения устройства в слой материала и дальнейшей его выгрузкой. Однако использование пробоотборника подтверждает линейный характер распределения материала, хотя разброс значений оказывается несколько большим.

При разработке математических моделей процесса смешивания в непрерывном режиме необходимо учитывать изменяющийся характер распределения сыпучего материала по длине барабана и, как следствие, изменение интенсивности осевого смешивания. Для исследования этого явления использовалась экспериментальная установка, изображенная на рис. 1. Порядок проведения эксперимента был следующим. После остановки барабана с материалом, распределенным вдоль его оси. снималось

торцевое подпорное кольцо, расположенное на загрузочном краю барабана. После этого осуществлялось введение пробоотборника и поворот вокруг оси на 180°. В результате этого сыпучий материал оказывался разделенным на порции А, В и С. Порции материала, обозначенные буквами В и С на рис. 1, а, извлекались из барабана. Осуществлялось взвешивание порции В и вместо нее загружалось такое же количество цветного трассера. Размеры втулок, расположенных между пластинами, выбирались таким образом, чтобы количество материала, обозначенное на рис. 1 буквой В, при выбранной производительности питателя поступало в смесительный барабан за 3 - 4 секунды.

После загрузки трассера осуществлялась подача порции основного материала, обозначенного буквой С, на отведенное ему место. При этом оказывалось, что порция окрашенного материала располагалась на некотором расстоянии от загрузочного края барабана. Оно выбиралось таким образом, чтобы при дальнейшей работе смесительного барабана с одновременной загрузкой основного материала его частицы при падении на слой не достигали окрашенного материала. При этом создавались условия, когда на осевое смешивание не оказывает влияние разброс частиц в загрузочной области барабана при падении их с лотка. При появлении трассера на ссыпающем краю барабана осуществлялся отбор порций материала.

По результатам проведенных экспериментов сделаны следующие выводы: 1) характер движения сыпучего материала вдоль оси барабанного смесителя без внутренних устройств можно считать поршневым и осевое смешивание рассматривать только в пределах участков, на которые делится барабан по длине при моделировании данного процесса; 2) барабанный смеситель обладает хорошей сглаживающей способностью при пульсациях производительности в подаче смешиваемых компонентов, и это необходимо учитывать при моделировании процесса и выборе дозаторов.

Для экспериментального определения склонности к сегрегации была разработана методика и лабораторная установка (А. с. № 1742668), изображенная на рис. 2.

Сущность методики в том, что конструкция лабораторной установки позволяет организовать загрузку ключевого компонента 1 в определенную зону на радиальной лопасти 2 плоской модели барабана. После ссыпания материала с лопасти и распределения по ячейкам секционированного пробоотборника 3 определяется его концентрация в каждой ячейке. Используя математическую модель процесса смешивания и сегрегации, методом последовательных приближений определяют численные значения параметров математической модели, в частности величину Р0*2 ■ Далее, на лабораторной установке барабанного смесителя проводят исследование процесса смешивания-сегрегации и для тех же компонентов определяют реальное значение параметра Р012. Сравнение результатов определения вероятности перехода на лабораторной установке и в реальном барабанном смесителе показало, что существует достаточно строгая взаимосвязь между указанными вероятностями.

Рис. 2 Схема прибора для определения склонности к сегрегации

Таким образом, для определения вероятности перехода для смеси первого и третьего компонентов достаточно с использованием указанной

установки определить численное значение Р0,э3, а реальное значение вероятности перехода определить из соотношения Р0\2 / Р0]ъ = Р012 / Р0] г.

Несмотря на то, что данная методика не позволяет учитывать влияние отдельных параметров компонентов на формирование склонности к сегрегации, она может быть успешно использована для практических расчетов барабанных смесителей, поскольку существенно сокращает время экспериментальных исследований.

В пятой главе изложены методики расчета режимных и геометрических параметров циркуляционных смесителей периодического и непрерывного действия и предложены новые конструкции и способ смешивания компонентов, отличающихся размерами и/или удельными плотностями частиц.

Задача определения рациональных режимных и геометрических параметров смесителя может быть решена только при условии оптимизации процесса смешивания, с учетом регламента загрузки компонентов. Одним из ключевых моментов практического использования разработанных математических моделей является поиск оптимальных режимов работы оборудования, обеспечивающих требуемое качество смеси за минимальное время. Результаты численных экспериментов показывают, что высокое качество смеси достигается в случае равномерной, неодновременной загрузке компонентов смеси.

Для барабанного смесителя периодического действия разработана методика, позволяющая рассчитать продолжительность, интенсивность и время начала загрузки для смеси, состоящей из любого количества компонентов.

Однако имеются отличия в проведении процесса в периодическом и непрерывном режимах. Наиболее важным из них является изменение коэффициента заполнения материалом рабочего объема смесителя вдоль его оси. В циркуляционных смесителях периодического действия процесс

смешивания рассматривается только во времени, поскольку коэффициент заполнения аппарата сыпучим материалом одинаков для любого поперечного сечения. В смесителях непрерывного действия процесс необходимо рассматривать как во времени, так и в пространстве - по длине смесителя.

С точностью, достаточной для инженерных расчетов, можно допустить, что характер изменения площади циркуляционного контура по длине смесителя - линейный (за исключением небольшого по дайне участка, примыкающего к разгрузочному краю конструкции). В связи с тем, что скорость продвижения материала в продольном направлении аппарата возрастает, характер изменения площади, занятой циркуляционным контуром в поперечном сечении смесителя, во времени будет не линейным.

Методика расчета параметров процесса приготовления многокомпонентной композиции в барабанном смесителе непрерывного действия представлена для смеси, состоящей из п + 1 компонентов, т.е. имеется п ключевых компонентов и один основной.

Если концентрация наименее склонного к сегрегации ключевого компонента в готовой смеси равна Сь то эта величина для случая, когда остальные ключевые компоненты в смесь не загружаются, должна быть пересчитана по зависимости

Необходимо получить зависимости, характеризующие работу циркуляционного смесителя при заданных значениях его степени заполнения и угла наклона барабана к горизонту. В качестве исходных данных в математическую модель закладываются величины, характеризующие площади циркуляционного контура материала F на загрузочном краю барабана и на его разгрузочном краю. Закон изменения этой величины по времени Г изображается кривой линией, обращенной выпуклостью вверх. Зависимость изменения пути Ьр, пройденного сыпучим материалом, от времени изображается кривой линией, обращенной выпуклостью вниз.

Для каждого ключевого компонента продолжительность загрузки рассчитывается по зависимости

где] - номер ключевого компонента меняется от 2 до я; Р010 - вероятность перехода частиц первого компонента в подслой, расположенный ближе к центру циркуляции, включающий в себя только частицы основного компонента; аналогично для других вероятностей перехода, например РО, + 1; -вероятность перехода частиц компонента /' + 1 в подслой, расположенный ближе к центру циркуляции, включающий в себя только частицы компонента г; РО]0/РО^ - соотношение вероятностей перехода первого и 7-го компонентов в основной.

(21)

/ / \ 1 \ ( Л- г *

7'/т = Тх 1-УС: РО,, /РО + У С,Р0ю/Р01+и , (22)

После расчета продолжительности загрузки каждого ключевого компонента необходимо произвести ее корректировку с учетом характера изменения площади, занятой циркуляционным контуром сыпучего материала во времени. Для этого определяется среднее значение площади циркуляционного контура при загрузке наименее склонного к сегрегации ключевого компонента. Можно допустить, что эта величина будет соответствовать значению площади при половине времени пребывания материала в смесителе. Если суммарное значение времени пребывания соответствует значению Ти величина площади циркуляционного контура при значении Т{/2 может быть определена из графика Д7). Обозначим полученную величину через Р\.

Время окончания загрузки для каждого ключевого компонента наступает одномоментно, в непосредственной близости от разгрузочного края смесителя. Зная длительность загрузки каждого из них, можно определить время начала загрузки и по аналогии с вариантом для наименее склонного к сегрегации ключевого компонента вычислить среднее значение площади циркуляционного контура Рр соответствующей любому ключевому компоненту, где) изменяется от 2 до п.

Продолжительности загрузки всех ключевых компонентов, кроме наименее склонного к сегрегации, определяются по зависимости

(23)

где у - номер ключевого компонента изменяется от 2 до и.

Интенсивность загрузки любого ключевого компонента смеси

= и(Тг /Г,)(С,. / С,) , у= 2,..., п. (24)

Время начала загрузки по каждому компоненту определяется следующим образом

Гун=7]-7}, у = 2,...,я. (25)

Согласно этой зависимости определяется временной регламент загрузки ключевых компонентов и последовательность их загрузки. Вначале организуется подача ключевого компонента, наименее склонного к сегрегации, с интенсивностью ц\. Затем, через время 7}„, организуется загрузка следующего по склонности к сегрегации компонента с интенсивностью ц, и так далее, по мере нарастания их склонности к сегрегации.

Для смесителей непрерывного действия важно не только знание времени начала загрузки каждого ключевого компонента, но и расстояния от загрузочного края смесителя до места начала введения в смесь каждого из них. Рассчитать это расстояние можно с использованием графика ЛД7).

Разработанные методики позволяют рассчитать оптимальные регламенты как периодического, так и непрерывного процессов приготовления многокомпонентных композиций сыпучих материалов в циркуляционных смесителях, а также существенно сократить время компьютерной обработки данных.

Осуществление различных регламентов загрузки ключевых компонентов на имеющихся типах оборудования представляется проблематичным, поэтому была предложена новая конструкция барабанного смесителя сыпучих материалов (А. с. № 1599073), представленная на рис. 3.

Она состоит из барабана 1, который приводится во вращение приводом 2. Внутри барабана / (вдоль его оси) установлена труба 3 с щелевой прорезью по всей длине. Труба 3 приводится во вращение реверсивным приводом 4. Изменение направления вращения трубы 3 осуществляется механизмом 5. На одном из краев щелевой прорези установлена поворотная пластина 6 с возможностью перемещения в радиальном направлении относительно этого края. Пластина 6 установлена в направляющие 7, и ее положение фиксируется зажимом 8. При использовании поворотной пластины 6 направляющие 7 прикреплены к трубе 3 с помощью шарнира 9 и фиксируются зажимом 10.

Смеситель работает следующим образом. Основной компонент загружают в барабан, а ключевой - в трубу 3. Барабан 1 приводом 2 приводится во вращение, и основной компонент движется по замкнутому циркуляционному контуру внутри барабана. Труба 3 с помощью реверсивного привода 4 и механизма управления 5 поочередно поворачивается в противоположных направлениях относительно вертикального диаметра на угол, больший угла трения покоя сыпучего материала. При этом сыпучий материал равномерно распределяется по длине трубы. После того как ключевой компонент равномерно распределится по длине трубы 3, с помощью механизма управления 5 реверсивный привод начинает вращать трубу с постоянной угловой скоростью в одном направлении - по часовой стрелке (рис. 3, б).

При достижении открытой поверхностью сыпучего материала угла наклона к горизонту, равного углу трения покоя, ключевой компонент

Рис. 3 Конструкция барабанного смесителя сыпучих материалов

начинает высыпаться из трубы 3 и распределяться по наружной поверхности основного компонента, движущегося по замкнутому циркуляционному контуру в поперечном сечении вращающегося барабана.

Барабанный смеситель сыпучих материалов можно с успехом использовать для получения многокомпонентных смесей. При последовательной загрузке ключевых компонентов можно использовать одну трубу с щелевой прорезью, а в случае их одновременной загрузки - две и более трубы, расположенные последовательно друг за другом на одном уровне. В этом смесителе можно организовать процесс догрузки ключевых компонентов по закону равномерного уменьшения объемов догружаемых компонентов (для случая трехкомпонентной смеси) в соответствии с зависимостями

где 0,\, £>2 - объемы догрузки первого и второго ключевых компонентов; Тп, Т21 - время начала загрузки первого и второго ключевых компонентов; Тхь Тх1 - время окончания загрузки.

По закону равномерного увеличения

а также режим загрузки, описываемый, например квадратичным полиномом:

Новая конструкция смесителя была изготовлена и введена в эксплуатацию в ноябре 1989 г. в АО «Мичуринский завод "Прогресс"».

Для осуществления разработанного регламента загрузки компонентов предложены новые способ и устройство для непрерывного приготовления многокомпонентных смесей сыпучих материалов (Патент № 2207900). Способ включает в себя непрерывное дозирование компонентов, их непрерывную загрузку по длине смесителя, вплоть до разгрузочного края барабана в смеситель на расстоянии от места выгрузки, пропорциональном насыпным плотностям и/или размерам частиц, смешивание и выгрузку готовой смеси. Непрерывную загрузку компонентов по длине барабана осуществляют равномерно. Устройство для приготовления «-компонентной смеси содержит смеситель непрерывного действия, дозаторы компонентов, узлы загрузки компонентов и выгрузки готовой смеси, дополнительно снабжено п -1 перфорированными трубами, установленными внутри смесителя вдоль его оси, с приводами вращения. На перфориро-

(26)

(27)

(28)

ванной трубе с возможностью фиксированного поворота установлены перфорированные обечайки длиной

Ц*=ЬШ9, (29)

где А'р - число рядов отверстий по длине трубы Ь. Отверстия в обечайке имеют характерные размеры: - вдоль оси трубы и - на окружности, и разделены на М групп, в каждой из которых с1х одинаков и равен диаметру отверстий в перфорированной трубе, а йг изменяется и равно

¿2 =</,+(!'-1)«/,, (30)

где г - порядковый номер отверстия в группе, который изменяется от 1 до п0 / М\па- количество отверстий в одном поперечном сечении трубы, выбирается кратным М; расстояния между центрами отверстий в поперечном сечении трубы больше или равны (п0 / М) <1\, причем в исходном положении все отверстия в обечайках совпадают с отверстиями в трубе.

На рис. 4 показаны графики, характеризующие изменение качественного состава смеси в случае равномерной и непрерывной загрузки ключевых компонентов, вплоть до разгрузочного края барабана. Время начала загрузки первого и второго ключевых компонентов не совпадает. Длительность проведения процесса в этом случае увеличивается, однако наилучшее качество готовой смеси по обоим ключевым компонентам достигается одновременно, и коэффициенты неоднородности не превышают 2 - 3 %.

Экспериментальная проверка указанных способов проведения процессов смешивания соответствовала условиям проведения численных экспериментов. При этом использовался барабанный смеситель диаметром 0,3 м и длиной 1 м. Концентрация ключевых компонентов в смеси по каждому из них составляла 5 %. В качестве компонентов смеси использо-

К51, Г52,%

Рис. 4 Изменение коэффициентов неоднородности при равномерной, непрерывной загрузке ключевых компонентов

вались- стеклянные шарики с диаметром Л - 8 • Ю-4 м - основной компонент; стеклянные шарики с й-4 10"4м (1) и кварцевый песок й = 2 • 10"* м (2) - ключевые компоненты Состояние смеси оценивалось только для случаев, соответствующих наилучшему распределению каждого ключевого компонента в поперечном сечении барабана, рассчитанных по математической модели процесса. Экспериментальные точки, характе- «

ризующие состояние смеси, обозначены для кварцевого песка - о, а для стеклянных шариков - □.

Устройство для осуществления указанного способа показано на рис. 5. Оно содержит смеситель 1 с узлами загрузки 2-4, узел выгрузки готовой смеси 5, дозаторы 6-8 для непрерывной подачи компонентов А, В и С, соответственно, перфорированные трубы 9 и 10 с приводами вращения 11 и 12.

В качестве смесителя может быть использован барабанный смеситель непрерывного действия. Устройство работает следующим образом. Основной компонент А с помощью узла загрузки вводится в смеситель. Ключевые компоненты с помощью узлов загрузки 3 и 4 вводятся в перфорированные трубы таким образом, чтобы они были заполнены соответствующими сыпучими материалами. Перфорация на трубе 9 для подачи в барабан наиболее склонного к сегрегации ключевого компонента начинается не с начала трубы, а на определенном расстоянии от места выгрузки. В частности, компонент С начинали загружать в сечении, когда время пребывания двух основных составляющих смеси соответствовало расчетному моменту времени ввода данного компонента. При этом загрузка ключевых компонентов в смеситель осуществляется через отверстия перфорации в трубах. Диаметр отверстий подбирается таким образом, чтобы через них производилась вполне определенная, необходимая по требованиям к гото- '

вой смеси, загрузка ключевых компонентов в смеситель в результате вращения труб приводами 11 а 12.

Апробация способа непрерывного приготовления многокомпонент- *

ных смесей и устройства для его реализации производилась в 2003 г. на участке производства «Этрол» ФГУП «Котовский завод пластмасс» и

6 7 8

ООО «Котовская керамика». Барабанный смеситель непрерывного действия и способ непрерывного приготовления многокомпонентных смесей рекомендованы к промышленному использованию.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1 Установлены общие закономерности движения полидисперсных сыпучих материалов в сложном силовом поле и предложена методология использования эффекта сегрегации для максимальной детерминации движения частиц за счет организации последовательной загрузки компонентов. Это позволило с единых позиций рассмотреть процесс смешивания-сегрегации в циркуляционных смесителях различных конструкций. Предложен подход к организации процесса приготовления многокомпонентных смесей, позволяющий рассчитать конструктивные, геометрические и режимные параметры, обеспечивающие заданное качество смеси при направленном движении компонентов, отличающихся размерами и/или удельными плотностями частиц.

2 Разработаны математические модели процесса приготовления многокомпонентных смесей сыпучих материалов в циркуляционных смесителях периодического действия, учитывающие характер движения компонентов, режимные и геометрические характеристики аппарата. При разработке моделей использовано оригинальное математическое описание механизма сегрегации компонентов для случая многокомпонентных композиций. Предложенные модели позволяют учитывать неравномерный и неодновременный характер загрузки компонентов смеси.

3 Разработана математическая модель процесса приготовления многокомпонентных смесей в циркуляционных смесителях непрерывного действия. Указанная модель позволяет учитывать осевое перемещение компонентов, возникающее при работе смесителя. Программное обеспечение математической модели официально зарегистрировано Российским агентством по патентам и товарным знакам.

4 По результатам численных экспериментов предложен алгоритм оптимизации процесса смешивания сыпучих материалов. Он предполагает сближение свойств части основного и ключевого компонентов за счет измельчения определенного объема основного компонента. Разработанные программы расчета режимных и геометрических параметров процесса смешивания позволяют, варьируя свойствами вспомогательного компонента и его концентрацией, получать наилучшее качество готовой смеси.

5 На основе разработанных математических моделей периодического и непрерывного процессов смешивания создана методика, позволяющая подбирать смесители и дозаторы с оптимальным соответствием основных характеристик. В основу методики положена оценка влияния характеристик дозатора (величина и форма отклонений производительности от номинальных значений) на качество готовой смеси.

6 Проведены экспериментальные исследования влияния режимных и геометрических параметров смесителя на интенсивность и эффективность процесса смешивания. При проведении исследований использовались запатентованные автором способ и устройство. Полученные результаты свидетельствуют об адекватности математических моделей реальному процессу.

7 Разработан метод экспериментального определения склонности к сегрегации сыпучих материалов. Для реализации метода предложено и запатентовано устройство для проведения исследования. Основным достоинством метода является тот факт, что коэффициент склонности к сегрегации может быть определен независимо от того, какими отличиями в свойствах компонентов определяется склонность к сегрегации.

8 Проведены экспериментальные исследования характера движения сыпучего материала вдоль оси барабана и интенсивности осевого смешивания в барабанном смесителе непрерывного действия. В результате исследований установлено, что: в математической модели непрерывного процесса смешивания сделано достаточно обоснованное допущение о линейном характере распределения материала вдоль оси барабана; характер движения сыпучего материала вдоль оси барабанного смесителя без внутренних устройств можно считать поршневым и осевое смешивание рассматривать только в пределах участков, на которые делится барабан при моделировании процесса; барабанный смеситель обладает хорошей сглаживающей способностью при пульсациях производительности в подаче смешиваемых компонентов дозаторами.

9 Разработаны методики расчета рациональных параметров процесса приготовления многокомпонентных смесей в циркуляционных смесителях периодического и непрерывного действия. Предложенные методики позволяют определить регламент загрузки компонентов, гарантирующий получение смеси заданного качества.

10 На основе установленных закономерностей движения полидисперсных материалов разработана новая конструкция смесителя с регулируемой загрузкой компонентов для приготовления многокомпонентных смесей из сыпучих материалов, отличающихся размерами и/или удельными плотностями частиц. Конструкция позволяет реализовать регламенты загрузки компонентов, рассчитанные с использованием разработанных методик и математических моделей процесса. Промышленный образец конструкции барабанного смесителя внедрен в производство в АО «Мичуринский завод "Прогресс"» для приготовления многокомпонентных смесей из металлических порошков и рекомендован к широкому использованию в промышленности. Результаты промышленных испытаний показали, что конструкция смесителя и регламент загрузки компонентов позволили сократить время приготовления смеси с 24 часов до 1,5 - 4 часов в зависимости от рецептуры и увеличить объем единовременной загрузки в 10 раз при обеспечении требуемого качества смеси. Результаты теоретических

экспериментальных исследований, приведенные в данной работе, использованы при разработке нового способа и устройства, позволяющего производить регулируемую загрузку ключевых компонентов для непрерывного приготовления многокомпонентных смесей сыпучих материалов, которые прошли апробацию на участке производства «Этрол» ФГУП «Котовский завод пластмасс» и ООО «Котовская керамика». Время приготовления смеси сократилось в 2,3 раза. Результаты анализов, проведенных в заводской лаборатории, а также дальнейшее использование полученной смеси при производстве готовых изделий показали, что она соответствует заданному качеству. Способ непрерывного приготовления многокомпонентных смесей и устройство для его реализации рекомендованы к промышленному использованию.

Основные обозначения: С, С - концентрация компонента, объемная доля; й - диаметр частицы, м; ¿ь <12 ~ диаметры отверстий, м; Ри, -- площади, занятые циркуляционным контуром в начальном и конечном сечениях барабана, м2; к - число переходов; I - длина барабана, м; ЬР - расстояние от загрузочного края смесителя до места начала загрузки компонента, м; 1о6 - длина перфорированной оболочки, м; I - расстояние, на которое перемещается слой материала в осевом направлении барабана на участке, м; М - число групп отверстий; N - номер подслоя; Щ - число рядов отверстий по длине трубы; п0 - количество отверстий; Р - вероятность перехода; РО - коэффициент склонности к сегрегации; ц - интенсивность загрузки, м3 ■ с'; Яс - радиусы барабана и цетра циркуляции, м; 5 - доля от суммарного времени пребывания в смесителе; Т- время, с; V-объем материала, м3; УЗ- коэффициент неоднородности, %; V - объем материала, участвующего в переходе, м3; X - коэффициент пропорциональности; АТ-время одного перехода (цикла), с. Индексы: г,у - номер ячейки или подслоя, номер сечения; т - номер перехода.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях.

1 Селиванов, Ю.Т. Расчет и проектирование циркуляционных смесителей сыпучих материалов без внутренних перемешивающих устройств / Ю.Т. Селиванов, В.Ф. Першин. М.: Машиностроение-1,2004. 119 с.

2 Першин, В.Ф. Моделирование процесса смешения сыпучих материалов в барабанном смесителе непрерывного действия / В.Ф. Першин, В.Л. Негров, Ю.Т. Селиванов // Процессы и аппараты для микробиологических производств «БИОТЕХНИКА-86» : тез. докл. Всесоюз. конф. Грозный, 1986. С. 31.

3 Першин, В.Ф. Моделирование процесса смешивания полидисперсных материалов / В Ф. Першин, В.Л. Негров, Ю.Т. Селиванов // Технология сыпучих материалов «ХИМТЕХНИКА-86»: тез. докл. Всесоюз. конф. Белгород, 1986. С. 49 - 50.

4 Першин, В.Ф. Исследование процесса смешивания полидисперсных материалов / В.Ф. Першин, В.Л. Негров, Ю.Т. Селиванов // Молодые исследователи и конструкторы - химическому машиностроению: тез. докл. V Всесоюз. науч.-техн конф. Северодонеик, 1986. С. 28

5 Першин, В.Ф. Влияние регламента загрузки компонентов на работу барабанного смесителя / В.Ф. Першин, Ю.Т. Селиванов // Новые технологии, процессы и оборудование для производства электрических машин малой мощности: тез. докл. УШ Всесоюз. науч.-техн. конф. Тбилиси, 1987. С. 2.

6 Першин, В.Ф. Зонная модель процесса теплообмена в барабанных сушилках / В.Ф. Першин, В.Л. Негров, Ю.Т. Селиванов // Роль молодых конструкторов и исследователей хим. машиностроения в реализации целевых программ, направленных на ускорение НТП в отрасли : тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. Зеленогорск, 1988. С. 32.

7 Першин, В.Ф. Методика теплового расчета барабанных сушилок с применением ЭВМ / В.Ф. Першин, Ю.Т. Селиванов, В.Л. Негров // Роль молодых конструкторов и исследователей хим. машиностроения в реализации целевых программ, направленных на ускорение НТП в отрасли: тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. Зеленогорск, 1988. С. 33.

8 Першин, В.Ф. Основы стратегии создания САПР машин и аппаратов барабанного типа / В.Ф. Першин, В.Л. Негров, Ю Т. Селиванов // Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. Киев, 1989. С. 21.

9 Першин, В.Ф. Разработка САПР барабанных смесителей / В.Ф. Першин, Ю.Т. Селиванов // Тез. докл. Обл. науч.-техн. конф. Тамбов, 1989. С. 62.

10 Першин, В.Ф. Использование циркуляционных смесителей для смешивания компонентов, отличающихся размерами и плотностью частиц / В.Ф. Першин, Ю.Т. Селиванов // Технология сыпучих материалов «Химтех-ника-89» : тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. Ярославль, 1989. Т. 2. С. 39.

11 Негров, В.Л. Тепловой расчет барабанных сушилок с применением ЭВМ / В.Л. Негров, В.Ф. Першин. Ю.Т. Селиванов // Процессы и аппараты для микробиологических производств «Биотехника-89»: тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. Грозный, 1989. С. 12.

12 А. с. AI 1599073 SU 5 В 01 F 9/02. Барабанный смеситель сыпучих материалов / В.Ф. Першин, Ю.Т. Селиванов, А.Г. Ткачев, В.И. Токарев, А.В.Суворов (Тамб. ин хим. машиностроения). №4434980/31-26; заявл. 26.06.88 ; опубл. 15.10.90. Бюл. № 38.

13 Pershm V.F. Particulate solids motion and distribution in drum dryers / V.F. Pershin, V.L. Negrov, , U.T. Selivanov //10 International Congress of Chemical Equipment and Automatics, «CHISA-90» Praha, Czechoslovakia, 1990. P. 48.

14 Perschin V.F. The mixing and segregation of particulate solids of different particle size / VF. Perschin, U.T Selivsnov, A.G. Tkachev // 10 International Congress of Chemical Equipment and Automatics, «CHISA-90». Praha, Czechoslovakia, 1990. P. 49.

15 A. c. Al 1722550 SU 5 В 01 F 3/18. Устройство для исследования процессов смешивания и сегрегации сыпучих материалов / В.Ф. Першин,

В.Л. Негров, Ю Т. Селиванов (Тамб. ин. хим. машиностроения). № 4837061/26 ; заявл. 13.04.90 ; опубл. 30.03.92. Бюл. № 12.

16 А. с. А1 1742668 SU 5 G 01 N 1/20. Устройство для исследования движения сыпучего материала на лопасти машины барабанного типа /

B.Ф. Першин, B.J1. Негров, Ю.Т. Селиванов (Тамб. ин. хим. машиностроения). № 4823470/26 ; заявл. 26.03 90 ; опубл. 23.06.92. Бюл. № 23.

17 А. с. А1 1755905 SU 5 В 01 F 3/18. Способ исследования процесса смешивания сыпучих материалов / В.Ф. Першин, Ю.Т. Селиванов, B.J1. Негров (Тамб. ин. хим. машиностроения). № 4819902/26 ; заявл 26.04.90; опубл. 23.08.92. Бюл. № 31.

18 Казаков, М.Г. Исследование процесса приготовления многокомпонентных смесей / М.Г. Казаков, В.Ф. Першин, Ю.Т. Селиванов, А.Г. Ткачев // Тез докл. I Науч конф. ТГТУ. Тамбов, 1994. С. 81.

19 Artemov, V.A. Experimental and theoretical study of the mixing of particulate solids in a rotating drum / V.A. Artemov, V.F. Pershin, U.T. Selivanov, A.G Tkachev // Proceedings The 2-nd Israel Conference for Conveying and Handling of Particulate Solids. Jerusalem, Israel, 1997. P. 11.68-11.74.

20 Pershin, V.F. Influence of the feeder's capacity and accuracy on the mixture quality / V.F. Pershin, S.V. Barishnikova, U.T. Selivanov // Proceedings of the First European Congress of Chemical Engineering. Florence, Italy, 1997. P. 997-999.

21 Селиванов, Ю.Т. Моделирование процесса смешивания с учетом погрешностей дозирования / Ю.Т. Селиванов, В.В. Воинов, А.А. Осипов // Труды ТГТУ : сб. науч. ст. молодых ученых и студентов. Тамбов, 1998.

C. 48-51.

22 Pershin, V.F. Determination of mixture inclination to segregation / V.F. Pershin, S.V. Barishnikova, U.T. Selivanov, A.A. Pasko // Abstracts of Papers World Congress on Particle Technology 3. Brighton, UK, 1998. P. 173.

23 Першин, В.Ф. Состояние и перспективы развития научных исследований по порошковой технологии / В.Ф Першин, С.В. Барышникова, В.Н. Артемов, О.Ю. Косарева, В.Л. Негров, А.В. Пасько, Ю.Т. Селиванов // Технологическое оборудование, производственные процессы, строительные конструкции • сб. науч. тр. ТГТУ. Тамбов, 1998. Ч. 1. С. 53 - 58.

24 Селиванов, Ю.Т. Модель многофазового процесса смешивания сыпучих материалов / Ю.Т. Селиванов // Технологическое оборудование, производственные процессы, строительные конструкции: сб. науч. тр. ТГТУ. Тамбов, 1998. Ч. 1. С. 63 - 67.

25 Pershin, V. Modeling of mixing and segregation of particulate solids in a rotation drum / V. Pershin, U. Selivanov. V. Artemov, S. Barishnikova, A. Tkachev // Вестник ТГТУ. 1998. Т. 4. № 2, 3. С. 230 - 237.

26 Пасько, A.A. Компьютерная система для исследования процесса смешивания сыпучих материалов / А.А. Пасько, В.Ф. Першин, Ю Т. Сели-

ванов, М.М. Свиридов // Компьютерные технологии в науке, проектировании и производстве : тез. докл. I Всерос. науч.-техн. конф. Н. Новгород, 1999. С. 17.

27 Селиванов, Ю.Т. Использование детерминированных режимов при смешивании частиц, склонных к сегрегации /' Ю.Т. Селиванов // Тез. докл. IV Науч. конф. ТГТУ. Тамбов, 1998 С. 127.

28 Селиванов, Ю Т. Специфика использования экспериментальных данных при моделировании процесса смешивания сыпучих материалов / Ю.Т. Селиванов, A.A. Осипов // Технологические процессы и оборудование : сб. науч. тр. ТГТУ. Тамбов, 2000. Вып. 6. С. 129 - 131.

29 Селиванов, Ю.Т. Некоторые особенности моделирования процесса смешивания с регулируемой загрузкой компонента / Ю.Т. Селиванов // Тез. докл. V Науч. конф. ТГТУ. Тамбов, 2000. С. 241.

30 Pershin, V. The ordered mixing of bulk solids / V. Pershin, A. Pasko, M. Sviridov, U. Selivanov // 14th International Congress of Chemical and Process Engineering CHISA-2000. Praha, Czech. Republic, 2000. P. 1.169.

31 Орлов, A.B. Некоторые аспекты моделирования процесса смешивания в барабанном смесителе непрерывного действия / A.B. Орлов, Ю.Т. Селиванов // Труды ТГТУ : сб. науч. ст. молодых ученых и студентов. Тамбов, 2001. Вып. 8. С. 114- 117.

32 Селиванов, Ю.Т. Моделирование процесса смешивания с учетом характера движения сыпучего материала в барабане непрерывного действия / Ю.Т. Селиванов // Тез. докл. VI Науч. конф. ТГТУ. Тамбов, 2001. С. 237.

33 Селиванов, Ю Т. К вопросу выбора критерия оценки качества смеси / Ю.Т. Селиванов, A.B. Орлов // Тез. докл. VI Науч. конф. ТГТУ. Тамбов, 2001. С. 238.

34 Селиванов, Ю.Т. Моделирование процесса смешивания дисперсных материалов, отличающихся размерами частиц / Ю.Т. Селиванов, В.Ф. Першин // Теоретические основы химической технологии. 2001 Т. 35. № 1.С. 90-93.

35 Селиванов, Ю.Т. Экспериментальное исследование процесса смешивания дисперсных материалов, отличающихся размерами частиц / Ю.Т. Селиванов, В.Ф. Першин И Теоретические основы химической технологии. 2001. Т. 35. № 2. С. 218 - 220.

36 Першин, В.Ф. Расчет регламента загрузки компонентов в барабанный смеситель / В.Ф. Першин, Ю.Т. Селиванов // Вестник ТГТУ. 2001. Т. 7. №4. С. 591 -598.

37 Першин, В.Ф. Расчет барабанного смесителя с упорядоченной загрузкой компонентов / В Ф. Першин, Ю.Т Селиванов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2002. № 2. С. 12-14.

38 Селиванов, Ю.Т. Экспериментальная установка для исследования процесса смешивания сыпучих материалов в барабанном смесителе /

Ю Т. Селиванов, A.B. Орлов // Труды ТГТУ : сб. науч. ст. молодых ученых и студентов. Тамбов, 2002. Вып. 11. С. 50 - 54.

39 Селиванов, Ю.Т. Математичесхое моделирование и практические рекомендации по проведению процесса смешивания сыпучих материалов / Ю.Т. Селиванов // Тез. докл. VII Науч. конф. ТГТУ. Тамбов, 2002. С. 119.

40 Селиванов, Ю Т. Некоторые рекомендации по регламенту процесса приготовления многокомпонентных смесей, склонных к сегрегации / Ю.Т. Селиванов, A.B. Орлов // Тез. докл. VII Науч. конф. ТГТУ Тамбов, 2002. С. 120.

41 Селиванов, Ю.Т. Моделирование процесса смешивания в барабанном смесителе при периодическом и непрерывном режиме / Ю.Т. Селиванов, A.B. Орлов // Математические методы в технике и технологиях : тр. XV Междунар. науч. конф. В 10 т. / Под общ. ред. B.C. Балакирева ; ТГТУ. Тамбов, 2002. Т. 10. С. 50 - 51.

42 Селиванов, Ю.Т. Оптимизация процессов смешивания сыпучих материалов в барабанных смесителях непрерывного действия / Ю.Т. Селиванов, A.B. Орлов // Математические методы в технике и технологиях : тр. XV Междунар. науч. конф. В Ют. / Под общ. ред. B.C. Балакирева; ТГТУ. Тамбов, 2002. Т. 6. С. 34 - 35.

43 Першин, В.Ф. Экспериментальные исследования характера движения сыпучего материала вдоль оси барабанного смесителя / В.Ф. Першин, Ю.Т. Селиванов, A.B. Орлов // Вестник ТГТУ. 2002. Т. 8. № 2. С. 265 - 271.

44 Селиванов, Ю.Т. К вопросу повышения эффективности работы барабанных смесителей сыпучих материалов / Ю.Т. Селиванов, В.Ф. Першин // Химическая промышленность. 2002. № 7. С. 52 - 54.

45 Pershin, V. Research of mixing with the ordered loading of components / V. Pershin, U. Selivanov, O. Demin, A. Orlov // 15th International Congress of Chemical and Process Engineering CHISA-2002. Praha, Czech. Republic, 2002. P. 562.

46 Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2002612031. Оптимизация процесса смешивания сыпучих материалов в барабанных смесителях непрерывного действия (смешивание в барабанном смесителе) / Селиванов Ю.Т., Першин В.Ф., Орлов A.B. (Тамб. гос. техн. ун-т). № 2002611772 ; заявл. 03.10.2002. Зарегистрировано 03.12.2002.

47 Селиванов, Ю.Т. К вопросу оптимального проектирования смесительных установок / Ю.Т. Селиванов, В Ф. Першин // Химическая промышленность сегодня. 2003. № 2. С. 43 - 46.

48 Першин, В.Ф. Механизм пересчета концентраций компонентов по подслоям в барабанном смесителе / В Ф. Першин, Ю.Т. Селиванов, A.B. Орлов // Химическое и нефтегазовое машиностроение 2003. № 2. С. 5 - 8.

49 Селиванов, Ю Т. Некоторые аспекты классификации смесителей сыпучих материалов / Ю.Т Селиванов // Тез. докл. VIII Науч. конф. ТГТУ Тамбов, 2003. С. 136.

50 Селиванов, Ю.Т. Влияние характеристик дозатора на кинетику процесса смешивания сыпучих материалов / Ю.Т. Селиванов, А.В. Орлов // Тез. докл. МП Науч. конф. ТГТУ. Тамбов, 2003. С. 137.

51 Першин, В Ф. Моделирование процесса смешивания сыпучих материалов в циркуляционных смесителях непрерывного действия / В.Ф. Першин, Ю.Т. Селиванов // Теоретические основы химической технологии. 2003. Т. 37. № 6. С. 629 - 635.

52 А. с. С2 2207900 1Ш 7 В 01 Е 3/18. Способ непрерывного приготовления многокомпонентных смесей и устройство для его реализации / Ю.Т. Селиванов, В.Ф. Першин, А.В. Орлов (Тамб. гос. техн. ун-т). № 2001110153/12 ; заявл. 13.04.01 ; опубл. 10.07.03. Бюл. № 19.

53 Першин, В.Ф., Селиванов Ю.Т., Демин О.В. Перспективы использования циркуляционных смесителей в промышленности / В.Ф. Першин, Ю.Т. Селиванов, О.В. Демин // Химическая промышленность сегодня. 2003.№11.С. 41-44.

54 Селиванов, Ю.Т. Исследование влияния осевого движения на процесс непрерывного смешивания сыпучих материалов во вращающемся барабане / Ю.Т. Селиванов, В.Ф. Першин // Известия вузов. Химия и химическая технология. 2003. Т. 46. Вып. 7. С. 42 - 45.

55 Селиванов, Ю.Т. Экспериментальные исследования характера осевого смешивания в барабанном смесителе непрерывного действия / Ю.Т. Селиванов, В.Ф. Першин // Теоретические основы химической технологии. 2004. Т. 38. № 1. с. 103 - 105.

56 Першин, В.Ф. Использование численных экспериментов для оптимизации процесса смешивания сыпучих материалов / В.Ф. Першин, Ю.Т. Селиванов, А.В. Орлов // Теоретические основы химической технологии. 2004. Т. 38. № 2. С. 209 - 214.

57 Селиванов, Ю.Т. Методика расчета параметров процесса приготовления многокомпонентных смесей в циркуляционных смесителях непрерывного действия / Ю.Т. Селиванов, В.Ф. Першин // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2004. № 2. С. 7 - 10.

58 Селиванов, Ю.Т. Экспериментальное исследование процесса смешивания сыпучих материалов в непрерывном режиме / Ю.Т. Селиванов // Тез. докл. IX Науч. конф. ТГТУ. Тамбов, 2004. С. 73.

59 Селиванов, Ю.Т. Стратегия повышения эффективности работы циркуляционных смесителей / Ю.Т. Селиванов, В.Ф. Першин // Энергоресурсосберегающие технологии и оборудование, экологически безопасные производства: сб. тр. Междунар. науч. конф. Иваново, 2004. Т. 2. С. 94.

60 Селиванов, Ю.Т. Стратегия обеспечения заданного качества смеси в циркуляционных смесителях сыпучих материалов / Ю.Т. Селиванов // Тез. докл. X Науч. конф. ТГТУ. Тамбов, 2005. С. 27 -33.

61 Селиванов, Ю.Т. Экспериментальное исследование характера распределения сыпучего материала в поперечном сечении смесителя непрерывного действия / Ю.Т. Селиванов // Тез. докл. X Науч. конф. ТГТУ. Тамбов, 2005. С. 52.

Подписано к печати 8.09.2005. Гарнитура Times New Roman. Формат 60 х 84/16. Бумага офсетная Печать офсетная. Объем- 1,86 усл. печ. л.; 2,0 уч.-изд. л. Тираж 100 экз. С. 620

Издательско-полиграфический центр ТГТУ 392000, Тамбов, Советская, 106, к. 14

•I**

t>A

РНБ Русский фонд

2006-4 12845

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Использование процесса смешивания в промышленности.

1.2. Классификация типов смесителей.

1.3. Моделирование процесса смешивания.

1.4. Экспериментальные методы исследования процесса смешивания и оценка качества смеси.

ГЛАВА II. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПРИГОТОВЛЕНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ В ЦИРКУЛЯЦИОННЫХ СМЕСИТЕЛЯХ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ.

2.1. Некоторые особенности использования аппарата случайных марковских цепей для описания процесса смешивание-сегрегация.

2.2. Механизм процесса сегрегации многокомпонентной смеси. 2.3. Ячеечная модель процесса смешивания.

2.4. Послойная модель процесса приготовления многокомпонентных смесей.

2.5. Механизм пересчета концентраций компонентов по подслоям.

ГЛАВА III. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СМЕШИВАНИЯ В ЦИРКУЛЯЦИОННЫХ СМЕСИТЕЛЯХ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ.

3.1. Моделирование процесса смешивания с учетом влияния осевого движения материала во вращающемся барабане.

3.2. Использование численных экспериментов для оптимизации процесса смешивания сыпучих материалов.

3.3. Использование численных экспериментов для оптимального проектирования смесительных установок.

ГЛАВА IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПРИГОТОВЛЕНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ В ЦИРКУЛЯЦИОННЫХ СМЕСИТЕЛЯХ.

4.1. Использование циркуляционных смесителей в промышленности.

4.2. Описание лабораторной установки для исследования процесса смешивания в периодическом режиме и методики экспериментального исследования.

4.3. Обработка экспериментальных данных и идентификация параметров математической модели.

4.4. Методика экспериментального определения склонности к сегрегации.

4.5. Экспериментальное исследование влияния режимных и геометрических параметров на процесс смешивания в периодическом режиме.

4.6. Исследование процесса приготовления многокомпонентных смесей в периодическом режиме.

4.7. Экспериментальное исследование характера движения сыпучего материала вдоль оси барабанного смесителя.

4.8. Экспериментальное исследование характера осевого смешивания в барабанном смесителе непрерывного действия.

ГЛАВА V. РАСЧЕТ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ И РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЦИРКУЛЯЦИОННЫХ СМЕСИТЕЛЕЙ.

5.1. Стратегия расчета смесителей периодического и непрерывного действия.

5.2. Методы повышения эффективности работы циркуляционных смесителей.

5.3. Методики расчета параметров процесса приготовления многокомпонентных смесей в циркуляционных смесителях периодического и непрерывного действия.

5.4. Новые конструкции и способы получения многокомпонентных смесей сыпучих материалов.

Актуальность проблемы. В настоящее время в химической и смежных отраслях промышленности используется множество различных типов смесителей для приготовления смесей сыпучих материалов. При создании новых производств вопрос выбора типа смесительного оборудования часто выходит на первое место.

Несмотря на большое разнообразие конструкций, не ослабевает интерес исследователей к циркуляционным смесителям, которые отличаются простотой конструкций, надежностью и высокой производительностью, однако расширение области их применения ограничено тем, что процесс приготовления смесей сыпучих материалов в циркуляционных смесителях периодического и непрерывного действия не всегда приводит к получению продукта, отвечающего требуемому качеству, т.е. не достигается заданное значение коэффициента неоднородности смеси VS. Основной причиной низкого качества смеси является сегрегация компонентов при приготовлении смесей из полидисперсных материалов.

В результате многолетнего теоретического и экспериментального исследования процесса смешивания автор пришел к выводу, что процесс сегрегации может не препятствовать, но напротив, способствовать получению высококачественных смесей. Это связано с тем, что в машинах циркуляционного типа имеет место упорядоченный характер движения компонентов и зоны сегрегированного состояния смеси легко прогнозируемы. При длительном смешивании в рабочем объеме смесителя можно выделить две зоны с повышенной концентрацией одного из компонентов. В настоящее время подавляющее большинство работ направлено на уменьшение последствий этого эффекта. В представленной работе выбран противоположный путь решения проблемы: использование эффекта сегрегации для максимальной детерминации движения компонентов и интенсификации процесса смешивания. Было выдвинуто предположение о том, что если в результате длительного смешивания образуются зоны А и В, причем в зоне А повышенная концентрация ключевого компонента, например мелких частиц, то в начале процесса необходимо обеспечить равномерную загрузку ключевого компонента в зону В и прекратить процесс тогда, когда этот компонент находится на полпути из одной зоны в другую.

Поскольку именно процесс движения частиц во многом определяет интенсивность и эффективность смешивания в циркуляционных смесителях, необходимо с единых позиций рассмотреть характер движения и распределения полидисперсного материала в рабочем объеме. Необходимо также создание определенного аппаратурного оформления, позволяющего управлять протеканием процесса, изменяя регламент загрузки компонентов.

Целью работы является совершенствование работы действующих и создание новых конструкций циркуляционных смесителей для получения высококачественных смесей из полидисперсных материалов. Достижение поставленной цели связано: с исследованием характера движения и взаимодействия сыпучих материалов в рабочем объеме аппарата; созданием математических моделей, адекватно отражающих процессы, происходящие в циркуляционных смесителях; с разработкой методик, позволяющих рассчитать наиболее рациональную работу комплекса дозатор-смеситель; с созданием и апробацией новых конструкций смесителей, позволяющих на практике реализовать особенности проведения процесса, предлагаемые в результате его исследования.

Научная новизна результатов работы.

Установлены общие закономерности движения полидисперсных сыпучих материалов в сложном силовом поле и предложена методология использования эффекта сегрегации для максимальной детерминации движения частиц за счет организации последовательной загрузки компонентов, что позволило с единых позиций рассмотреть процесс смешивания-сегрегации в циркуляционных смесителях различных конструкций. Запатентованы новые способы получения многокомпонентных полидисперсных смесей, обеспечивающие заданное качество продукта. Наиболее важными научными результатами являются:

- физические модели и математическое описание процесса смешивания-сегрегации в циркуляционных смесителях периодического и непрерывного действия, учитывающие эффект сегрегации частиц, отличающихся по физико-механическим характеристикам;

- методика оценки влияния погрешности дозирования на качество готовой смеси, получаемой в циркуляционных смесителях;

- методики расчета геометрических и режимных параметров проведения процесса смешивания компонентов, склонных к сегрегации в циркуляционных смесителях периодического и непрерывного действия;

- способы и устройства для изучения кинетики процесса смешивания в циркуляционных смесителях, которые позволяют за счет ввода нейтрального материала фиксировать распределение частиц ключевого компонента в циркуляционном контуре при остановке смесителя в заданные моменты времени;

- метод и устройство для определения склонности к сегрегации компонентов смесей, отличающихся плотностью и/или размерами частиц;

- методики исследования процессов движения и смешивания полидисперсных материалов, основанные на полной замене выделенного объема материала на выбранном участке частицами трассера с теми же физико-механическими свойствами, что и основной компонент, на разных стадиях процесса (в различных сечениях по длине смесителя).

Практическая ценность.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований процесса смешивания-сегрегации в циркуляционных смесителях периодического и непрерывного действия, а также методики расчета основных режимных и геометрических параметров процесса, в том числе реализованные в виде математических моделей и программного обеспечения и официально зарегистрированные (свидетельство № 2002612031), позволяют обеспечить получение смеси заданного качества из компонентов, отличающихся размерами и/или удельными плотностями.

В лабораторных и промышленных условиях проверены новые способы и конструкции смесителей, реализующие предложенную концепцию использования эффекта сегрегации для интенсификации процесса смешивания, позволяющие существенно сократить время процесса и обеспечить заданное качество смеси.

Использованные при проведении экспериментов способ и устройство для исследования процесса смешивания-сегрегации (авт. свидГ"№№ 1755905 и 1722550), а также устройство для определения склонности к сегрегации компонентов смеси (авт. свид. № 1742668) позволили в 2,5-3 раза сократить количество опытов, необходимых для идентификации параметров математических моделей.

Разработанная методика расчета регламента загрузки компонентов позволила существенно сократить время процесса смешивания при обеспечении заданного качества смеси. В частности, результаты промышленных испытаний барабанного смесителя (авт. свид. № 1599073), внедренного в АО Мичуринский завод «Прогресс» для приготовления многокомпонентных смесей из металлических порошков, показали, что время приготовления смеси сократилось с 24 часов до 1,5-4 часов в зависимости от рецептуры при увеличении объема единовременной загрузки в 10 раз. Годовой экономический эффект от внедрения конструкции барабанного смесителя составил 12 тысяч рублей (в ценах 1989 года).

Способ непрерывного приготовления многокомпонентных смесей й устройство для его реализации (патент № 2207900) прошли апробацию на участке производства «Этрол» ФГУП «Котовский завод пластмасс» и ООО «Ко-товская керамика». Время приготовления смеси сократилось в 2,3 раза. Результаты анализов, проведенных в заводской лаборатории, а также дальнейшее использование полученной смеси при производстве готовых изделий показали, что она соответствует заданному качеству.

Автор защищает:

1. Математические модели процесса приготовления многокомпонентных смесей в циркуляционных смесителях периодического и непрерывного действия. 2. Алгоритм оптимизации процесса смешивания сыпучих материалов за счет сближения свойств части основного и ключевого компонентов. 3. Методику, позволяющую оптимизировать работу комплекса смеситель-дозатор.

4. Результаты экспериментальных исследований влияния режимных и геометрических параметров смесителя на эффективность процесса смешивания.

5. Методику экспериментального определения склонности к сегрегации для компонентов, отличающихся размерами и/или удельными плотностями частиц. 6. Результаты экспериментального исследования характера движения сыпучего материала вдоль оси барабанного смесителя непрерывного действия. 7. Результаты экспериментального исследования характера осевого смешивания в барабанном смесителе непрерывного действия. 8. Методики расчета рациональных параметров проведения процесса приготовления многокомпонентных смесей в циркуляционных смесителях периодического и непрерывного действия. 9. Новую конструкцию смесителя сыпучих материалов с регулируемой загрузкой компонентов. 10. Новые способ и устройство для непрерывного приготовления многокомпонентных смесей сыпучих материалов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

1. Установлены общие закономерности движения полидисперсных сыпучих материалов в сложном силовом поле и предложена методология использования эффекта сегрегации для максимальной детерминации движения частиц за счет организации последовательной загрузки компонентов. Это позволило с единых позиций рассмотреть процесс смешивания-сегрегации в циркуляционных смесителях различных конструкций. Предложен подход к организации процесса приготовления многокомпонентных смесей, позволяющий рассчитать конструктивные, геометрические и режимные параметры, обеспечивающие заданное качество смеси при направленном движении компонентов, отличающихся размерами и/или удельными плотностями частиц.

2. Разработаны математические модели процесса приготовления многокомпонентных смесей сыпучих материалов в циркуляционных смесителях периодического действия, учитывающие характер движения компонентов, режимные и геометрические характеристики аппарата. При разработке моделей использовано оригинальное математическое описание механизма сегрегации компонентов для случая многокомпонентных композиций. Предложенные модели позволяют учитывать неравномерный и неодновременный характер загрузки компонентов смеси.

3. Разработана математическая модель процесса приготовления многокомпонентных смесей в циркуляционных смесителях непрерывного действия. Указанная модель позволяет учитывать осевое перемещение компонентов, возникающее при работе смесителя. Программное обеспечение математической модели официально зарегистрировано Российским агентством по патентам и товарным знакам.

4. По результатам численных экспериментов предложен алгоритм оптимизации процесса смешивания сыпучих материалов. Он предполагает сближение свойств части основного и ключевого компонентов за счет измельчения определенного объема основного компонента. Разработанные программы расчёта режимных и геометрических параметров процесса смешивания позволяют, варьируя свойствами вспомогательного компонента и его концентрацией, получать наилучшее качество готовой смеси.

5. На основе разработанных математических моделей периодического и непрерывного процессов смешивания создана методика, позволяющая подбирать смесители и дозаторы с оптимальным соответствием основных характеристик. В основу методики положена оценка влияния характеристик дозатора (величина и форма отклонений производительности от номинальных значений) на качество готовой смеси.

6. Проведены экспериментальные исследования влияния режимных и геометрических параметров смесителя на интенсивность и эффективность процесса смешивания. При проведении исследований использовались запатентованные автором способ и устройство. Полученные результаты свидетельствуют об адекватности математических моделей реальному процессу.

7. Разработан метод экспериментального определения склонности к сегрегации сыпучих материалов. Для реализации метода предложено и запатентовано устройство для проведения исследования. Основным достоинством метода является тот факт, что коэффициент склонности к сегрегации может быть определен независимо от того, какими отличиями в свойствах компонентов определяется склонность к сегрегации.

8. Проведены экспериментальные исследования характера движения сыпучего материала вдоль оси барабана и интенсивности осевого смешивания в барабанном смесителе непрерывного действия. В результате исследований установлено, что: в математической модели непрерывного процесса смешивания сделано достаточно обоснованное допущение о линейном характере распределения материала вдоль оси барабана; характер движения сыпучего материала вдоль оси барабанного смесителя без внутренних устройств можно считать поршневым и осевое смешивание рассматривать только в пределах участков, на которые делится барабан при моделировании процесса; барабанный смеситель обладает хорошей сглаживающей способностью при пульсациях производительности в подаче смешиваемых компонентов дозаторами.

9. Разработаны методики расчета рациональных параметров процесса приготовления многокомпонентных смесей в циркуляционных смесителях периодического и непрерывного действия. Предложенные методики позволяют определить регламент загрузки компонентов, гарантирующий получение смеси заданного качества.

10. На основе установленных закономерностей движения полидисперсных материалов разработана новая конструкция смесителя с регулируемой загрузкой компонентов для приготовления многокомпонентных смесей из сыпучих материалов, отличающихся размерами и/или удельными плотностями частиц. Конструкция позволяет реализовать регламенты загрузки компонентов, рассчитанные с использованием разработанных методик и математических моделей процесса. Промышленный образец конструкции барабанного смесителя внедрен в производство в АО Мичуринский завод «Прогресс» для приготовления многокомпонентных смесей из металлических порошков и рекомендован к широкому использованию в промышленности. Результаты промышленных испытаний показали, что конструкция смесителя и регламент загрузки компонентов позволили сократить время приготовления смеси с 24 часов до 1,5-4 часов в зависимости от рецептуры и увеличить объем единовременной загрузки в 10 раз при обеспечении требуемого качества смеси. Результаты теоретических и экспериментальных исследований, приведенные в данной работе, использованы при разработке нового способа и устройства, позволяющего производить регулируемую загрузку ключевых компонентов для непрерывного приготовления многокомпонентных смесей сыпучих материалов, которые прошли апробацию на участке производства «Этрол» ФГУП

Котовский завод пластмасс» и ООО «Котовская керамика». Время приготовления смеси сократилось в 2,3 раза. Результаты анализов, проведенных в заводской лаборатории, а также дальнейшее использование полученной смеси при производстве готовых изделий показали, что она соответствует заданному качеству. Способ непрерывного приготовления многокомпонентных смесей и устройство для его реализации рекомендованы к промышленному использованию.

1. Першин В.Ф. Перспективы использования машин и аппаратов барабанного типа в порошковой технологии / В.Ф. Першин // Применение аппаратов порошковой технологии и процессов термосинтеза в народном хозяйстве: Тез. докл. Всесоюзн. конф. Томск, 1987. С. 72-73.

2. Лисиенко В.Г. Комплексное исследование тепловой работы вращающейся печи для окислительного обжига хромистой руды / В.Г. Лисиенко, С.Н. Гущин, М.Д. Князев и др. // Химическая промышленность. 1996. №2. С. 48-51.

3. Malhotra К. Particle flow patterns in a mechanically fired two-dimensional • cylindrical vessel / K. Malhotra, A.S. Mujumdar // Power Technology. 1987.11. P. 15-19.

4. Каталог. Смесители для сыпучих материалов. М.: ЦИНТИхимнефте-маш, 1985. 80 с.

5. РД РТМ 26-01-129-80 Машины для переработки сыпучих материалов. Метод выбора оптимального типа питателей, смесителей и измельчителей // Северодонецкий филиал НИИхиммаш, 1980. 95 с.

6. Макаров Ю.И. Проблемы смешивания сыпучих материалов / Ю.И. Макаров // Журнал Всесоюзного химического общества им. Д.И. Менделеева. 1988. Т. 33. № 4. С. 384-389.

7. Макаров Ю.И. Отечественное и зарубежное оборудование для смешения сыпучих материалов (обзор) / Ю.И. Макаров, Б.М. Ломакин, В.В. Хараков. М.: ЦИНТИам, 1964. 86 с.

8. Fan L.T. Recent development in solid mixing / L.T. Fan, C. Yi-Ming, F.S. Lai // Power Technology. 1990. V. 61. P. 255-287.

9. Prigozhin L. / L. Prigozhin, H. Kalman // Phys. Rev. E. 1998. V. 57(2). P. 2073-2080.

10. Henrique C. et al / C. Henrique et al // Phys. Rev. E. 2000. V. 63. P. 1304-1 1304-9.

11. Чувпило A.B. Особенности техноциклограммы непрерывного приготовления многокомпонентных порошковых смесей / А.В. Чувпило // Хим. и нефтегазовое машиностроение. 2001. № 6. С. 9-10.

12. Першин В.Ф. Конструкции смесителей сыпучих материалов, обеспечивающие стабильный уровень качества смеси / В.Ф. Першин, М.М. Свиридов //Хим. и нефтегазовое машиностроение. 1999. № 8. С. 13-15.

13. Разработка оборудования для транспортирования и смешивания порошкообразных материалов//Порошковая металлургия. 1982. № 11. С. 96-100.

14. Horvath Е. Study of rolling-bed sprays granulation / E. Horvath, K. Fataki, Z. Ormos // Powder Technology. 1989. № 57. P. 95-105.

15. Першин В.Ф. Моделирование процесса классификации в барабанном грохоте / В.Ф. Першин // Теор. основы хим. технологии. 1989. Т. 23. № 4. С. 499-505.

16. Классен П.В. Основы техники гранулирования / П.В. Классен, И.Г. Гришаев. М.: Химия, 1982. 272 с.

17. Минаев Г.А. Моделирование процесса гранулирования методом окатывания / Г.А. Минаев, В.Ф. Першин // Теор. основы хим. технологии.1990. Т. 24. № l.C. 91-97.

18. Alonso M. Mechanism of the Combined coating-mechanofusion processing of powders / M. Alonso, M. Satoh, K. Miyanami // Powder Technology. 1989. №59. P. 45-52.

19. Wes G.W.J. Solids mixing and residence time distribution in a horizontal rotary drum reactor / G.W.J. Wes // Powder Technology. 1976. V. 13. P. 177184.

20. Першин В.Ф. Исследование распределения сыпучих материалов по объему барабанной сушилки / В.Ф. Першин // Теор. основы хим. технологии. 1990. Т. 24. № 5. С. 702-704.

21. Арлюк Б.И. Анализ равномерности химического взаимодействия при термообработке материалов во вращающихся печах / Б.И. Арлюк, М.Я. Фитерман // Теор. основы хим. технологии. 1990. Т.24. № 2. С. 278-281.

22. Malhotra К. Particle flow patterns in a mechanically shirred two-dimensional cylindrical vessel / K. Malhotra, A.S. Mujumdar // Powder Technology. 1987. № 11. P. 15-19.

23. Макаров Ю.И. Аппараты для смешения сыпучих материалов / Ю.И. Макаров. М.: Машиностроение, 1973. 216 с.

24. Гусев Ю.И. Конструирование и расчет машин химических производств: Учебник для вузов / Ю.И. Гусев, И.Н. Карасев, Э.Э. Кольман-Иванов, Ю.И. Макаров, М.П. Макевнин, Н.И. Рассказов. М.: Машиностроение, 1985. 406 с.

25. Першин В.Ф. Перспективы использования циркуляционных смесителей в промышленности / В.Ф. Першин, Ю.Т. Селиванов, О.В. Демин //

26. Химическая промышленность сегодня. 2003. № 11. С. 41-44.

27. Мозгов Н.Н. Моделирование и интенсификация процесса вибрационного смешивания: Автореф. дис. . канд. техн. наук / Н.Н. Мозгов. Иваново, 1980. 17 с.

28. С1 2162365 RU 7 B01F11/00. Вибрационный смеситель / А.А. Пасько, В.Ф. Першин, В.П. Таров, А.А. Коптев, B.JI. Негров (Тамб. гос. техн. ун). № 99110526/12; Заявл. 18.05.1999; Опубл. 27.01.2001. // Изобретение (Заявки и патенты). 2001. № 3.

29. Жариков В.В. Технологический процесс и оборудование получения композиционных металлополимерных материалов: Автореф. дис. . канд. техн. наук / В.В. Жариков. Тамбов, 2000. 16 с.

30. Демин О.В. Совершенствование методов расчета и конструкций лопастных смесителей: Автореф. дис. . канд. техн. наук/О.В. Демин. Тамбов, 2003. 17 с.

31. Rosato A.D. Vibratory particle size sorting in multi-component system / A.D. Rosato, Y. Lian and D.N. Wang // Powder Technology. 1991. V. 66 P. 149-160.

32. Осецкий B.M. Движение сыпучего материала во вращающемся барабане при малых угловых скоростях / В.М. Осецкий // Сб. научных трудов МГУ, 1937. Вып. 3. С. 245-274.

33. Мурашов А.А. Метод расчета барабанной машины для интенсификации процесса нанесения покрывающих составов на транспортируемые частицы: Автореф. дис. . канд. техн. наук / А.А. Мурашов. Москва, 1984.17 с.

34. Генералов М.Б. К вопросу определения количества скатывающего материала во вращающихся барабанах / М.Б. Генералов, М.П. Макевнин, А.В. Трофимов // Сб. научных трудов МИХМ. 1973. Вып. 49. С. 86-89.

35. Макевнин М.П. Определение времени взаимодействия сыпучих материалов с газовой средой в аппаратах барабанного типа / М.П. Макевнин //Химическая промышленность. 1965. № 7. С. 45-47.

36. Hogg R. Axial transport of dry powders in horizontal rotating cylinders / R. Hogg, K. Shoji, L.G. Austin // Powder Technology. 1974. V. 9. P. 99-106.

37. Бояршинов С.В. Основы строительной механики машин / С!В. Бояр-шинов. М.: Машиностроение, 1973. 456 с.

38. Гениев Г.А. О движении вязко-сыпучей среды / Г.А. Гениев // Сб. трудов ЦНИИСК. 1961. Вып. 4. С. 75-80.

39. Лукьянов П.И. О закономерностях движения сыпучих материалов в аппаратах / П.И. Лукьянов // Химия и технология топлив и масел. 1969. № 6. С. 36-40.

40. Соколовский В.В. Статика сыпучей среды / В.В. Соколовский. М.: Физматгиз, 1960. 243 с.

41. Першин В.Ф. Энергетический метод описания движения сыпучего материала в поперечном сечении гладкого вращающегося цилиндра / В.Ф. Першин // Теор. основы хим. технологии. 1988. Т. 22. № 2. С. 255-260.

42. Першин В.Ф. Моделирование процесса смешивания сыпучего материала в поперечном сечении вращающегося барабана / В.Ф. Першин // Теор. основы хим. технологии. 1986. Т. 20. № 4. С. 508-513.

43. Хория X. Вращающиеся емкостные смесители: Пер. с япон. // Санге кикай. 1978. №339. С. 8-11./ВЦП. № В-57308. М.: 22.11.80. Юс.

44. Валуйский Б.Я. Продвижение сыпучих материалов через наклонный барабан / Б.Я. Валуйский //Пищевая технология. 1965. № 1. С. 139-142.

45. Штербачек 3. Перемешивание в химической промышленности / 3. Штербачек, П.Л. Тауск. М.: Госхимиздат, 1963. 385 с.

46. Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками / Ф. Л. Стренк. М.: Химия, 1975. 250 с.

47. Макаров Ю.И. Отечественное и зарубежное оборудование для смешения сыпучих материалов / Ю.И. Макаров, Б.М. Ломакин, В.В. Харакос. М.: ЦИНТИАМ, 1964. 148 с.

48. Квасова А.Г Движение фронта сыпучего материала во вращающемся трубчатом дозаторе / А.Г. Квасова, Ю.И. Гусев // Разработка, исследование оборудования для получения гранулированных материалов: Сб. науч. трудов. Москва, 1985. С. 58-62.

49. Коротич В.И. Движение сыпучего материала во вращающемся барабане / В.И. Коротич // Сталь. 1962. № 8. С. 680-686.

50. Науменко Ю.В. Режимы движения сыпучего материала в горизонтальном вращающемся цилиндре / Ю.В. Науменко // Изв. вузов. Горный журнал. 1996. № 2. С. 105-107.

51. GfVish J. Viscous flow in a partially filled rotating horizontal cylinder / J. GfVish, R.S. Chadwick, C. Gutfinger // Isr. J. Technol. 1978. V. 16. № 5, 6. P. 264-275.

52. Ширко И.В. Механика гранулированных сред / И.В. Ширко. М.: Мир, 1985. 220 с.

53. Ходоров Е.И. Движение материала во вращающихся печах / Е.И. Ходоров. М.: Химия, 1957. 63 с.

54. Ходоров Е.И. Проблемы исследования движения материала во вращающихся печах / Е.И. Ходоров // Цемент. 1979. № 1. С. 19-23.

55. Зайцев А.И. Теория и практика переработки сыпучих материалов / А.И. Зайцев, Д.О. Бытев, В.Н. Сидоров // Журн. Всесоюз. хим. общества им. Д.И. Менделеева. 1988. Т. 33. № 4. С. 30-35.

56. Классен П.В. Основы техники гранулирования / П.В. Классен, И.Г. Гришаев. М.: Химия, 1982. 272 с.

57. Гусев Ю.И. Движение материалов в грануляторах барабанного типа / Ю.И. Гусев // Хим. и нефтяное машиностроение. 1966. № 11. С. 24-26.

58. Гусев Ю.И. К расчету грануляторов барабанного типа / Ю.И. Гусев// Хим. и нефтяное машиностроение. 1969. № 12. С. 3-5.

59. Матвейкин В.Г. Математическое моделирование процесса движения сыпучего материала в гладких вращающихся барабанах / В.Г. Матвейкин, С.В. Фролов // Теор. основы хим. технологии. 1997. Т. 31. № 3. С. 318-323.

60. Макевнин М.П. Исследование движения сыпучего материала во вращающихся барабанах: Автореф. дис. . канд. техн. наук / М.П. Макевнин. Москва, 1963. 16 с.

61. Членов В.А. Новый принцип создания «кипящего» слоя / В.А. Членов, Н.В. Михайлов // Докл. АН СССР. 1964. Т. 154. № 3.

62. Членов В.А. Виброкипящий слой / В.А. Членов, Н.В. Михайлов. М.: Наука, 1972. 340 с.

63. Варсанофьев В.Д. Вибрационная техника в химической промышленности / В.Д. Варсанофьев, Э.Э. Кольман-Иванов. М.: Химия, 1985. 240 с.

64. Блехман И.И. Вибрационное перемешивание / И.И. Блехман, Г.Ю. Джанилидзе. М.: Наука, 1964. 212 с.

65. Блехман И.И. Что может вибрация? / И.И. Блехман. М.: Наука, 1988.208 с.

66. Иванец В.Н. Прогнозирование качества смеси в вибрационном смесителе с рециклом / В.Н. Иванец, Ю.А. Коршиков, Г.Е. Иванец // Интенсификация процессов механической переработки сыпучих материалов. Иваново, 1987. С. 6-10.

67. Иванец Г.Е. Корреляционный анализ метода моделирования процесса смешивания / Г.Е. Иванец, Ю.А. Коршиков, Ю.И. Макаров // Хим. и нефтегазовое машиностроение. 2001. № 3. С. 7-9.

68. Мозгов Н.Н. Вибрационный смеситель для тонкодисперсных материалов / Н.Н. Мозгов // Современные машины и аппараты химических производств: Докл. II Всесоюз. науч. конф. Чимкент, 1980. С. 672-676.

69. Ганиев Р.Ф. О динамике твердых частиц взвешенных в несжимаемой жидкости при вибрационных воздействиях / Р.Ф. Ганиев, JI.E. Украинский // Изв. АН СССР. Механика твердого тела. 1975. № 5. С. 31-40.

70. Ганиев Р.Ф. О динамике газовых пузырьков в жидкости, подверженной вибрационным воздействиям / Р.Ф. Ганиев, А.С. Цапенко // Вопросы математической физики и теории колебаний: Ивановский энергетический институт им. В.И. Ленина. 1975. Вып. 3. С. 5-13.

71. Айнштейн В.Г. Псевдоожижение / В.Г. Айнштейн, А.П. Баскаков, Б.В. Берг. М.: Химия, 1991. 400 с.

72. Knight J.B. Vibration-Induced Size Separation in Granular Media: The Convection Connection / J.B. Knight, H.M. Jeeger, and S.R. Nagel // Physical Review Letters. 70,3728 (1993).

73. Ehrichs E.E. Granular Convection Observed by Magnetic Resonance Imaging / E.E. Ehrichs, H. Joegor, G.S. Karczmar, J.B. Knight, V.Y. Kuperman, and S.R. Nagel // Science. 267,1632 (1995).

74. Knight J.B. Experimental Study of Granular Convection / J.B. Knight, E.E. Ehrichs, V.Y. Kuperman, J.K. Flint, H. Joegor, and S.R. Nagel // Phys. Rev. E. 54,5726 (1996).

75. Кафаров В.В. Математическая модель кинетики смешивания бинарных смесей, содержащих твердую фазу / В.В. Кафаров, И.И. Дорохов, А.А. Александровский // Докл. АН СССР. 1975. Т. 24. № 5. С. 11341137.

76. Кафаров В.В. Системный анализ процессов химической технологии. Процессы измельчения и смешивания сыпучих материалов /В.В. Кафаров, И.И. Дорохов, С.Ю. Арутюнов. М.: Наука, 1985. 440 с.

77. Мошинский А.И. Некоторые вопросы теории ячеечных моделей / А.И. Мошинский // Теор. основы хим. технологии. 1990. Т. 24. № 6. С. 743754.

78. Мошинский А.И. Ячеечные модели при сложных структурах потоков в аппаратах / А.И. Мошинский // Теор. основы хим. технологии. 1992. Т. 26. №3. С. 364-373.

79. Мошинский А.И. О нелинейных уравнениях для ячеечных моделей / А.И. Мошинский // Теор. основы хим. технологии. 1993. Т. 27. № 2. С. 130-135.

80. Суркова Л.И. Метод расчета непрерывно-действующих барабанных смесителей / Л.И. Суркова, Ю.И. Макаров // Химическое и нефтяное машиностроение. 1972. № 11. С. 14-15.

81. Валуйский Б.Я. О неравномерности продвижения частиц сыпучего материала через наклонный вращающийся барабан / Б.Я. Валуйский // Изв. вузов: Пищевая технология. 1965. № 2. С. 127-131.

82. Fan L.T. Stochastic diffusion model of non-ideal mixing in a horizontal drum mixer/L.T. Fan, S.U. Shin // Chemical engineering science. 1979. V. 34. №6. P. 811-821.

83. Cahn S. Probabilistic model of the diffusion mixing of particulate solids / S. Cahn, W.A. Fuerstenau // Powder Technology. 1969. № 2. P. 215-223.

84. Сатомо И. Смешивание твердых тел: Пер. с япон. // Пуранто когаку. 1968. Т. 10. № 5. С. 63-69. / ВЦП. № 93242/1. М.: 1972. 21 с.

85. Макаров Ю.И. Основы расчета процессов смешивания сыпучих материалов. Исследование и разработка смесительных аппаратов: Авто-реф. дис. д-ра техн. наук / Ю.И. Макаров. Москва, 1975. 32 с.

86. Марков А.А. Исчисление вероятностей / А.А. Марков. М.: ГИЗ, 1924. 202 с.

87. Колмогоров А.Н. Основные понятия теории вероятностей / А.Н. Колмогоров. М.: ОНТИ, 1936. 350 с.

88. Колмагоров А.Н. О логарифмически-нормальном законе распределения размеров частиц при дроблении / А.Н. Колмагоров // Докл. АН СССР. 1941. Т. 31. №2. С. 99-101.

89. Хинчин А.Я. Основные законы теории вероятностей / А.Я. Хинчин. М.: ГИЗ, 1932. 450 с.

90. Баруча-Рид А.Т. Элементы теории марковских процессов и их приложения / А.Т. Баруча-Рид. М.: Наука, 1969. 225 с.

91. Кога Д. Исследование процесса смешения частиц с различной плотностью в горизонтальном барабанном смесителе: Пер. с япон. // Рика-когу кэнкюсе хококу. 1980. Т. 56. № 5-6. С. 95-102. / ВЦП. № Г-36703. М.: 18.12.81.22 с.

92. А1 1125036 SU B01F9/02. Барабанный смеситель / Ю.И. Макаров, А.Г. Квак, Ю.А. Репкин, М.М. Гранин, Н.И. Авдеев (Моск. ин. хим. машиностроения). № 3627334/23-26. Заявл. 26.07.83; Опубл. 01.11.84. // Изобретение (Заявки и патенты). 1984. № 43.

93. Першин В.Ф. Модель процесса смешения сыпучего материала в поперечном сечении гладкого вращающегося барабана / В.Ф. Першин // Теор. основы хим. технологии. 1989. Т. 23. № 3. С. 370-377.

94. Першин В.Ф. Методы расчета и новые конструкции машин барабанного типа для переработки сыпучих материалов: Дис. . д-ра техн. наук / В.Ф. Першин. Тамбов, 1994. 431 с.

95. Harwood C.F. Powder segregation due to vibration / C.F. Harwood //

96. Powder Technology. 1977. V. 16. № 1. P. 51-56.

97. Александровский А.А. Исследование процесса смешения и разработка аппаратуры для приготовления композиций, содержащих твердую фазу: Автореф. дис. . д-ра техн. наук / А.А. Александровский. Казань, 1975.48 с.

98. Wang R.H. Residence time distribution models for continuous solids mixers / R.H. Wang // Journal of Powder and Solids Technology. 1987. №11. P. 15-19.

99. Кафаров Б.В. Системный анализ процессов химической технологии. Основы стратегии / Б.В. Кафаров, И.И. Дорохов. М.: Наука, 1976. 500 с.

100. Макаров Ю.И. Новые типы машин и аппаратов для переработки сыпучих материалов / Ю.И. Макаров, А.И. Зайцев. М.: МИХМ, 1982. 76 с.

101. Таршис М.Ю. Оптимизационный расчет смесителей гравитационно-пересыпного действия / М.Ю. Таршис, А.И. Зайцев // Химическое и нефтяное машиностроение. 1990. № 1. С. 13-20.

102. Tamir A. Application of Markov Chains in Chemical Engineering / A. Tamir// Elsevier, 1998. 305 p.

103. Аун M. Математическая модель смесителя периодического действия / М. Аун, Е.А. Баранцева, К. Марик, В.Е. Мизонов, А. Бертье // Вестник вузов. Химия и хим. технология. 2001. Т. 44. Вып. 3. С. 140-142.

104. Misonov V. Application of the Theory of Markovian Chains to Process Analysis and Simulation / V. Misonov et al // Press of Ecole des Mines d'Albi, France, 2000. 61 p.

105. Зайцев А.И. Применение кусочно-линейных распределений для моделирования процесса смешения сыпучих материалов / А.И. Зайцев, М.Ю. Таршис, JI.B. Королев, Д.О. Бытев // Вестник вузов. Химия и хим. технология. 2000. Т. 43. Вып. 6. С. 88-91.

106. Бабенко Ю.И. Операторные методы расчета ячеечных моделей химических аппаратов / Ю.И. Бабенко, А.И. Мошинский // Химическая промышленность. 1999. № 2. С. 104-110.

107. Бабенко Ю.И. Операторные методы расчета ячеечных моделей химических аппаратов / Ю.И. Бабенко, А.И. Мошинский // Химическая промышленность. 1999. № 7. С. 59-64.

108. Hogg R. Axial transport of dry powders in horizontal rotating cylinders / R. Hogg, K. Shoji, L.G. Austin // Powder Technology. 1974. V. 9. P. 99106.

109. Дильман B.B. Методы модельных уравнений и аналогий в химической технологии / В.В. Дильман, А.Д. Полянин. М.: Химия, 1988. 305 с.

110. Марик К. Математическая модель процесса непрерывного смешения сыпучих материалов / К. Марик, Е.А. Баранцева, В.Е. Мизонов, А. Бер-тье // Вестник вузов. Химия и хим. технология. 2001. Т. 44. Вып. 2. С. 121-123.

111. Пасько А.А. Математическое моделирование процесса смешения сыпучих материалов в вибрационном смесителе / А.А. Пасько, В.Ф. Першин, В.П. Таров, В.Л. Негров // Вестник ТГТУ. 2000. № 2. С. 242-246.

112. Pershin V. Stochastic-determinate end determinate-stochastic mixing / V. Pershin, M. Sviridov, A. Pasko, A. Sherbakov, E. Mandrika // 13th International Congress of Chemical end Process Engineering, Praha, Czech. Republic, 1998. V. 7. P. 177.

113. Дрейер И.О. Моделирование процесса перемешивания в гравитационном смесителе / И.О. Дрейер, О.О. Рязанова, Г.Е. Голубчикова // Теор. основы хим. технологии. 1991. Т. 25. № 5. С. 695-700.

114. Gyenis J. Modeling of particle mixing and segregation processes / J. Gyenis, Zs. Ulbert, J. Szepvolgyi and Diaz. // Abstracts of Papers World Congress on Particle Technology 3, Brighton, UK, 1998. P. 172.

115. Mihalko Cs. and Mihalyko E.O. A double stochastic model of mixing of solids particles / Cs. Mihalko and E.O. Mihalyko // The 3rd Israeli conference for conveying and handling of particulate solids, Israel, 2000. V. 2. P. 8.34-8.39.

116. Кафаров B.B. Кинетика смешения бинарных композиций, содержащих твердую фазу / В.В. Кафаров, А.А. Александровский, И.Н. Дорохов, JI.A. Эмих // Теор. основы хим. технологии. 1976. Т. 10. № 1. С. 149-153.

117. Cartensen J.T. Blending of irregularly shaped particles / J.T. Cartensen, M.R. Pater//Powder Technology. 1977. № 17. P. 273-282.

118. Donald M.B. Mechanisms in a horizontal drum mixer / M.B. Donald, B. Roseman //Br. Chem. Eng. 1962. V. 7. № 10. P. 748-754.

119. Lloyd P.I. Mixing of powders / P.I. Lloyd, P.C. Ienng // Chem. Proc. Eng. 1967. V. 48. № 10. P. 57-61.

120. Mellenberg I.U.F. Comparison of mixing performance of various types of solids mixers / I.U.F. Mellenberg // Australian Chemical Engineering. 1967. V. 8. №7. P. 15-22.

121. Савахата Я. Циркуляция частиц в горизонтальном цилиндрическом смесителе: Пер. с япон. // Дайре. 1967. Т. 16. № 164. С. 364-369. / ВЦП. № 93241/1. М.: 1972. 18 с.

122. Иванов А.Е. Распределение геометрических характеристик частицнеправильной формы / А.Е. Иванов, И.И. Новосельцев, В.П. Жуков, В.Е. Мизонов // Известия вузов. Химия хим. технология. 1998. Т. 41. Вып. 6. С. 102-104.

123. Макаров Ю.И. Классификация сыпучих материалов применительно к процессам смешивания, перемещения и дозирования / Ю.И. Макаров,

124. B.П. Полянский, Ю.В. Жильцова // Хим. и нефтяное машиностроение. 1996. № 1.С. 18-20.

125. Сато К., Ямагути К., Иноуэ И. Смесительные характеристики горизонтального смесительного барабана: Пер. с япон. // Рикагаку кэнкюсе хокуку. 1974. Т. 50. № 3. С. 100-114. / ВЦП. № Ц-88274. М.: 03.11.76. 29 с.

126. Pahe M.U. Crundlagen des Feststoffmischens / M.U. Pahe // Teohniche Mitteilungen. 1984. V. 77. № 12. P. 541-551.

127. Сугимото M., Каваками Т., Макамура С. Одновременное гранулирование и сортировка во вращающемся горизонтальном коническом барабане: Пер. с япон. // Дзайре. 1982. Т. 32. № 348. С. 888-892. / ВЦП. №Л-48377. 1985. 17 с.

128. Херси Дж.А. Упорядоченное смешивание: Новое понятие в практике смешивания порошков: Пер. с англ. // Powder Technology. 1975. № 11.

129. C. 41-44. / ВЦП. № 434. Донецк, 1980. 9 с.

130. Мюллер В. Методы и современный уровень знаний для интерпретации данных при смешивании твердых веществ: Пер. с нем. // Chemie-Ingenieur-Technik. 1981. Т. 53. С. 831-844. / ВЦП. № 9809. Новосибирск, 1982.42 с.

131. Иноуэ И. и др. Движение частиц и процесс смешения в горизонтальном вращающемся цилиндрическом смесителе: Пер. с япон. // Кагаку Когаку. 1970. Т. 34. № 12. С. 1323-1329. / ВЦП. № Ц-1775. М.: 1972. 18 с.

132. Williams J.C. Continuous Mixing of Solids Review / J.C. Williams //

133. Powder Technology. 1976. V. 15. № 2. P. 237-243.

134. Чувпило A.B. Новое в теории и технике приготовления порошковых смесей / А.В. Чувпило. М.: ВНИИЭМ, 1964. 72 с.

135. А1 1326323 SU 5 B01F9/02. Способ приготовления смеси сыпучих материалов / В.Ф. Першин (Тамб. ин. хим. машиностроения). № 3834337/31-26. Заявл. 02.01.85; Опубл. 30.07.87. //Изобретение (Заявки и патенты). 1987. № 28.

136. А1 1297894 SU 5 B01F3/18. Способ приготовления многокомпонентных смесей сыпучих материалов / В.Ф. Першин (Тамб. ин. хим. машиностроения). № 3861237/31-26. Заявл. 02.01.85; Опубл. 23.03.87. // Изобретение (Заявки и патенты). 1987. №11.

137. Каталымов А.В. Дозирование сыпучих и вязких материалов / А.В. Каталымов, В.А. Любартович. Л.: Химия, 1990. 240 с.

138. Fan L.T. Studies on multicomponent solids mixing and mixtures / L.T. Fan, I.R. Too, R. Rulison, F.S. Lay // Powder Technology. 1979. V. 24. № 1. P. 73-89.

139. Sommers K. Mechanismen des Pulvermisches / K. Sommers // Chemie-Ingeneieur-Technik. 1977. V. 49. № 4. P. 304-311.

140. Першин В.Ф. К оценке качества двухкомпонентной смеси / В.Ф. Першин, И.Л. Осипова // Роль мол. конструкторов и исследователей хим. машиностроения: Тез. докл. IV Всессюз. науч.-техн. конф. Полтава, 1963. С. 75-76.

141. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика / В.Е. Гмурман. М.: Высшая школа, 1999. 198 с.

142. Першин В.Ф. Методы оценки качества смеси сыпучих материалов / В.Ф. Першин, М.М. Свиридов // Хим. и нефтегазовое машиностроение. 2001. № 3. С. 9-11.

143. Бернхардт Э. Переработка термопластичных материалов / Э. Берн-хардт. М.: Химия, 1965. 351 с.

144. Мак-Келви Д.М. Переработка полимеров / Д.М. Мак-Келви. М.: Химия, 1965. 350 с.

145. Свешников А.А. Прикладные методы теории случайных функций / А.А. Свешников. М.: Наука, 1961. 220 с.

146. Феллер В. Введение в теорию вероятностей и ее приложения / В. Феллер. М.: Мир, 1967. 620 с.

147. Ashton M.D. The use of a light probe for asseasing the homoganity of powder mixtures / M.D. Ashton, C. Shofield, F.U.H. Valentin // Chemical Engineering Science. 1966. V. 21. № 10. P. 843-849.

148. Чувпило A.B. Тенденции в развитии исследовательских работ по изучению влияния величины пробы на оценку качества смешения / А.В. Чувпило // Сб. тр. АН СССР. 1969. Вып. 2. С. 156-160.

149. Чувпило А.В. Влияние размера пробы на оценку качества смешения мелкодисперсных порошков / А.В. Чувпило // Хим. и нефтегазовое машиностроение. 2002. № 9. С. 6-7.

150. Ломакин Б.М. Исследование некоторых конструкций смесителей непрерывного действия: Автореф. дис. . канд. техн. наук / Б.М. Ломакин. Москва, 1967. 16 с.

151. А1 1575102 SU 5 G01N9/00. Способ исследования процесса смешения материалов / В.Ф. Першин (Тамб. ин. хим. машиностроения). № 419601/31-25. Заявл. 04.02.88: Опубл. 30.06.90. // Изобретение (Заявки и патенты). 1990. № 24.

152. Lacen Р.М.С. A study of the structure of imperfect mixtures of particles / P.M.C. Lacen, P.S.M. Mirsa // Powder Technology. 1976. V. 14. № 1. P. 17-24.

153. Rumpf H. An Investigation into the Mixing of Powders in Centrifugal Mixes / H. Rumpf, W. Muller // Trans. Inst. Chem. Eng. 1962. V. 40. № 5. P. 272-280.

154. Рутгерс P. Продольное смешение зернистого материала, проходящегочерез вращающийся цилиндр. Часть 2. Экспериментальная часть: Пер. с англ. // Chemical Engineering Science. 1965. Т. 20. С. 1089-1100. / ВЦП. № 10358/5. 1979.31 с.

155. Зоммер К. Сравнение характеристик перемешивания смесителей твердых материалов: Пер. с нем. //Aufbereitungs-Technik. 1982. Т. 23. № 5. С. 266-269. / ВЦП. № 83/31017. Таллин, 1983. 9 с.

156. Yis C.W. Perfect Powder Mixtures / C.W. Yis, J.A. Hersey // Powder Technology. 1977. V. 16. № 2. P. 189-192.

157. John B. Statistiche Aspekte bei der Probenahme von Schuttgutern / B. John // Zement-Kalk-Gipst. 1970. V. 23. № 1. P. 32-39.

158. Ullrich H. Zum problem der mischgute / H. Ullrich // Aufbreitungs-Technik. 1972. V. 13. № 1. P. 31-37.

159. Fan L.T. Studies on Multicomponent Solids Mixing and Mixtures / L.T. Fan, J.R. Too et al // Powder Technology. 1979. V. 22. № 2: P. 205-213.

160. Dikinson E. Ordering in Simulated Packed Beds Formed from Binary Mixtures of Particles in Two Dimensions: Implications for Ceramic Processing / E. Dikinson // Powder Technology. 1989. № 59. P. 11-24.

161. Rodrigues J. A Computer Method for Random Packing of Sphere of Unequal Size / J. Rodrigues // Powder Technology. 1986. № 47. P. 25-33.

162. Королев JI.B. Метод оценки качества смешивания сыпучих материалов по распределению частиц в плоском сечении рабочего объема / Л.В. Королев, М.Ю. Таршис // Известия вузов. Химия и хим. технология. 2002. Т. 45. Вып. 1. С. 98-100.

163. Селиванов Ю.Т. Моделирование процесса смешивания дисперсныхматериалов, отличающихся размерами частиц / Ю.Т. Селиванов, В.Ф. Першин // Теор. основы хим. технологии. 2001. Т. 35. № 1. С. 90-93.

164. Першин В.Ф. Модель процесса смешения сыпучего материала в поперечном сечении вращающегося барабана / В.Ф. Першин // Порошковая металлургия. 1986. № 10. С. 1-5.

165. Першин В.Ф. Моделирование процесса смешивания полидисперсных материалов / В.Ф. Першин, В.Л. Негров, Ю.Т.Селиванов // Технология сыпучих материалов "ХИМТЕХНИКА-86": Тез. докл. Всесоюз. конф. Белгород, 1986. С. 49-50.

166. Селиванов Ю.Т. К вопросу выбора критерия оценки качества смеси / Ю.Т. Селиванов, А.В. Орлов // Тез. докл. VI науч. конф. ТГТУ. Тамбов, 2001. С. 238.

167. Першин В.Ф. Механизм пересчета концентраций компонентов по подслоям в барабанном смесителе / В.Ф. Першин, Ю.Т. Селиванов, А.В. Орлов // Хим. и нефтегазовое машиностроение. 2003. № 2. С. 5-8.

168. Pershin V. Modeling of mixing and segregation of particulate solids in a rotation drum / V. Pershin, U. Selivanov, V. Artemov, S. Barishnikova, A. Tkachev // Вестник ТГТУ. 1998. Т. 4. № 2, 3. С. 230-237.

169. Селиванов Ю.Т. Модель многофазового процесса смешивания сыпучих материалов / Ю.Т. Селиванов // Технологическое оборудование,производственные процессы, строительные конструкции: Сб. науч. тр. 4.1. Тамбов, 1998. С. 63-67.

170. Селиванов Ю.Т. Математическое моделирование и практические рекомендации по проведению процесса смешивания сыпучих материалов / Ю.Т. Селиванов // Тез. докл. VII науч. конф. ТГТУ. Тамбов, 2002. С. 119.

171. Селиванов Ю.Т. Моделирование процесса смешивания с учетом характера движения сыпучего материала в барабане непрерывного действия / Ю.Т. Селиванов // Тез. докл. VI науч. конф. ТГТУ. Тамбов, 2001. С. 237.

172. Першин В.Ф. Моделирование процесса смешивания сыпучих материалов в циркуляционных смесителях непрерывного действия / В.Ф. Першин, Ю.Т. Селиванов // Теор. основы хим. технологии. 2003. Т. 37. № 6. С. 629-635.

173. Селиванов Ю.Т. Исследование влияния осевого движения на процесс непрерывного смешивания сыпучих материалов во вращающемся барабане / Ю.Т. Селиванов, В.Ф. Першин // Известия вузов. Химия и химическая технология. 2003. Т. 46. Вып. 7. С. 42-45.

174. Негров В.Л. Тепловой расчет барабанных сушилок с применением ЭВМ. / В.Л. Негров, В.Ф. Першин, Ю.Т. Селиванов // "Биотехника -89": Тез. Всесоюз. науч.-техн. конф. Грозный, 1989. - С. 12.

175. Pershin V.F. Particulate solids motion and distribution in drum dryers / V.F. Pershin, V.L. Negrov,, U.T. Selivanov // Abstracts of the 10 International congress of chemical equipment and automatics, "CHISA-90",

176. Praha, Czechoslovakia, 1990. P. 48.

177. Першин В.Ф. Использование численных экспериментов для оптимизации процесса смешивания сыпучих материалов / В.Ф. Першин, Ю.Т. Селиванов, А.В. Орлов // Теор. основы хим. технологии. 2004. Т. 38. № 2. С. 209-214.

178. Селиванов Ю.Т. Разработка конструкций барабанных смесителей и методик расчета процесса смешивания компонентов, склонных к сегрегации: Автореф. дис. . канд. техн. наук /Ю.Т. Селиванов. Тамбов, 1996.16 с.

179. Pershin V.F. Influence of the feeder's capacity and accuracy on the mixture quality / V.F. Pershin, S.V. Barishnikova, U.T. Selivanov // Proceedings of the First European Congress of Chemical Engineering, Florence, Italy, 1997. P. 997-999.

180. Селиванов Ю.Т. К вопросу оптимального проектирования смесительных установок / Ю.Т. Селиванов, В.Ф. Першин // Химическая промышленность сегодня. 2003. № 2. С. 43-46.

181. Селиванов Ю.Т. Некоторые особенности моделирования процесса смешивания с регулируемой загрузкой компонента / Ю.Т. Селиванов // Тез. докл. V науч. конф. ТГТУ. Тамбов, 2000. С. 241.

182. Селиванов Ю.Т. Экспериментальное исследование процесса смешивания дисперсных материалов, отличающихся размерами частиц / Ю.Т. Селиванов, В.Ф. Першин // Теор. основы хим. технологии. 2001. Т. 35. №2. С. 218-220.

183. Демин О.В. Анализ работы различных видов смесителей сыпучих материалов / О.В. Демин // Технологические процессы и оборудование: Труды ТГТУ: Сборник научных статей молодых ученых и студентов. Тамбов, 2001. Вып. 8. С. 109-114.

184. Саутин С.Н. Планирование эксперимента в химической технологии / С.Н. Саутин. Л.: Химия, 1975. 48 с.

185. Демин О.В. Экспериментальные исследования процесса смешения сыпучих материалов в смесителях периодического действия / О.В. Демин // VI науч. конф. ТГТУ. Тамбов, 2001. С. 204.

186. Першин В.Ф. Моделирование движения пластины в сыпучем материале / В.Ф. Першин, А.А. Пасько, О.В. Демин // Вестник ТГТУ. 2002. Т. 8. №3. С. 444-449.

187. Ахназарова С.Л. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии / С.Л. Ахназарова, В.В. Кафаров. М.: Высшая школа, 1978.319 с.

188. Pershin V.F. Determination of mixture inclination to segregation / V.F. Pershin, S.V. Barishnikova, U.T. Selivanov, A. A. Pasko // Abstracts of Papers World Congress on Particle Technology 3, Brighton, UK, 1998. P. 173.

189. Pershin V. Research of mixing with the ordered loading of components / V. Pershin, U. Selivanov, O. Demin, A. Orlov // 15th International Congress of Chemical and Process Engineering CHISA-2002, Praha, Czech. Republic, 2002. P. 562.

190. Першин В.Ф. Экспериментальные исследования характера движения сыпучего материала вдоль оси барабанного смесителя / В.Ф. Першин, Ю.Т. Селиванов, А.В. Орлов // Вестник ТГТУ. 2002. Т.8. № 2. С. 265

191. Селиванов Ю.Т. Экспериментальные исследования характера осевого смешивания в барабанном смесителе непрерывного действия / Ю.Т. Селиванов, В.Ф. Першин // Теор. основы хим. технологии. 2004. Т. 38. № 1.С. 103-105.

192. Селиванов Ю.Т. Экспериментальная установка для исследования процесса смешивания сыпучих материалов в барабанном смесителе / Ю.Т. Селиванов, А.В. Орлов // Технологические процессы и оборудование: Труды ТГТУ. Тамбов, 2002. Вып. 11. С. 50-54.

193. Селиванов Ю.Т. Экспериментальное исследование процесса смешивания сыпучих материалов в непрерывном режиме / Ю.Т. Селиванов // Тез. докл. IX науч. конф. ТГТУ. Тамбов, 2004. С. 73.

194. Селиванов Ю.Т. Экспериментальное исследование характера распределения сыпучего материала в поперечном сечении смесителя непрерывного действия / Ю.Т. Селиванов // Тез. докл. X науч. конф. ТГТУ. Тамбов, 2005. С. 52.

195. Селиванов Ю.Т. Специфика использования экспериментальных данных при моделировании процесса смешивания сыпучих материалов / Ю.Т. Селиванов, А.А. Осипов // Технологические процессы и оборудование. Вып. 6.: Сб. науч. тр. Тамбов, 2000. С. 129-131.

196. Селиванов Ю.Т. Стратегия обеспечения заданного качества смеси в циркуляционных смесителях сыпучих материалов / Ю.Т. Селиванов // Пленарный доклад X науч. конф. ТГТУ. Тамбов, 2005. С. 27-33.

197. Селиванов Ю.Т. Стратегия повышения эффективности работы циркуляционных смесителей / Ю.Т. Селиванов, В.Ф. Першин // Энергоресурсосберегающие технологии, экологически безопасные производства: Сб. Междунар. науч. конф. Иваново, 2004. Т. 2. С. 94.

198. Першин В.Ф. Основы стратегии создания САПР машин и аппаратов барабанного типа / В.Ф. Першин, B.JI. Негров, Ю.Т. Селиванов // Тез.докл. Международ, науч.-техн. конф. Киев, 1989. С. 21.

199. Першин В.Ф. Разработка САПР барабанных смесителей / В.Ф. Першин, Ю.Т. Селиванов // Тез. обл. науч.-техн. конф. Тамбов, 1989. С. 62.

200. Першин В.Ф. Расчет регламента загрузки компонентов в барабанный смеситель / В.Ф. Першин, Ю.Т. Селиванов // Вестник ТГТУ. 2001. Т. 7. №4. С. 591-598.

201. Селиванов Ю.Т. К вопросу повышения эффективности работы барабанных смесителей сыпучих материалов / Ю.Т. Селиванов, В.Ф. Першин // Химическая промышленность. 2002. № 7. С. 52-54. :

202. Казаков М.Г. Исследование процесса приготовления многокомпонентных смесей / М.Г. Казаков, В.Ф. Першин, Ю.Т. Селиванов, А.Г. Ткачев // Тез. докл. I науч. конф. ТГТУ. Тамбов, 1994. С. 81.

203. Першин В.Ф. Исследование процесса смешивания полидисперсныхматериалов / В.Ф. Першин, В.Л. Негров, Ю.Т. Селиванов // Тез. докл. V Всесоюзн. науч.-техн. конф. Северодонецк, 1986. С. 28.

204. Селиванов Ю.Т. Некоторые рекомендации по регламенту процесса приготовления многокомпонентных смесей, склонных к сегрегации / Ю.Т. Селиванов, А.В. Орлов // Тез. докл. VII науч. конф. ТГТУ. Тамбов, 2002. С. 120.

205. Селиванов Ю.Т. Методика расчета параметров процесса приготовления многокомпонентных смесей в циркуляционных смесителях непрерывного действия / Ю.Т. Селиванов, В.Ф. Першин // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2004. № 2. С. 7-10.

206. Першин В.Ф. Расчет барабанного смесителя с упорядоченной загрузкой компонентов / В.Ф. Першин, Ю.Т. Селиванов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2002. № 2. С. 12-14.

207. Селиванов Ю.Т. Некоторые аспекты классификации смесителей сыпучих материалов / Ю.Т. Селиванов // Тез. докл. VIII науч. конф. ТГТУ. Тамбов, 2003. С. 136.

208. Pershin V. The ordered mixing of bulk solids / V. Pershin, A. Pasko, M. Sviridov, U. Selivanov // 14th International Congress of Chemical and

209. Process Engineering CHISA-2000, Praha, Czech. Republic, 2000. P. 1.169.

210. Селиванов Ю.Т. Влияние характеристик дозатора на кинетику процесса смешивания сыпучих материалов / Ю.Т. Селиванов, А.В. Орлов // Тез. докл. VIII науч. конф. ТГТУ. Тамбов, 2003. С. 137.

211. Селиванов Ю.Т. Использование детерминированных режимов при смешивании частиц, склонных к сегрегации / Ю.Т. Селиванов // Тез. докл. IV науч. конф. ТГТУ. Тамбов, 1998. С. 127.

212. Селиванов Ю.Т. Расчет и проектирование циркуляционных смесителей сыпучих материалов без внутренних перемешивающих устройств / Ю.Т. Селиванов, В.Ф. Першин. М.: Машиностроение-1, 2004. 119 с.