автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Моделирование процесса струйного смешивания сыпучих материалов с последующим уплотнением в новом аппарате с подвижной лентой



На правах рукописи

КУЗЬМИН Илья Олегович

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СТРУЙНОГО СМЕШИВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ С ПОСЛЕДУЮЩИМ УПЛОТНЕНИЕМ В НОВОМ АППАРАТЕ С ПОДВИЖНОЙ ЛЕНТОЙ

05.17.08 -Процессы и аппараты химических технологий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

- з ДЕК 2009

Ярославль —2009

Работа выполнена на кафедре «Теоретическая механика» Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Ярославский государственный технический университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Зайцев Анатолий Иванович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Жуков Владимир Павлович, ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет»

доктор технических наук, профессор Гончаров Григорий Михайлович ГОУВПО «ЯГТУ»

Ведущая организация: ОАО «Славнефть -

Ярославльнефтеоргсинтез», г. Ярославль

Защита диссертации состоится «17» декабря 2009 г. в //часов на заседании Диссертационного совета Д 212.308.01 при ГОУВПО «Ярославский государственный технический университет» по адресу: 150023, г. Ярославль, Московский пр. 88, ауд. Г-219

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Ярославского государственного технического университета, по адресу: 150023, г.Ярославль, Московский проспект,88.

Автореферат разослан «^>> ноября 2009г.

Ученый секретарь диссертационного совета

А.А. Ильин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы исследования. Одним из распространенных процессов переработки сыпучих материалов в химической и других отраслях промышленности является процесс смешивания. Однако большинство современных смесительных устройств, используемых на предприятиях промышленности, морально устарели, металло - и энергоёмки и во многих случаях не способны обеспечивать надлежащее качество смеси. Среди применяемого смесительного оборудования наиболее эффективно проявили себя аппараты, в которых процесс смешивания происходит в разреженном состоянии с ударным взаимодействием потоков с рабочими органами. В ряде технологических процессов возникает задача последующего уплотнения смеси, например, с целью экономии тары, облегчения операций транспортировки и хранения полученного продукта. Однако в настоящее время практически отсутствуют конструкции устройств, обеспечивающих высокое качество смешения с последующей деаэрацией смеси. . Наиболее целесообразными для этих целей являются устройства с использованием подвижной ленты, в которых зоны смешения и уплотнения связаны транспортной системой. Вследствие малой изученности процессов образования дисперсных потоков и их ударного взаимодействия с преградами различной формы, происходящих в смесителях, отсутствия универсальной физической модели перераспределения частиц во внутреннем объеме аппарата, а также процессов последующей деаэрации необходимы теоретические и экспериментальные исследования. Это позволит выдать рекомендации по конструированию аппаратов и созданию методов их расчета.

Цели работы. Целями настоящей работы являются:

-моделирование процессов струйного смешивания сыпучих материалов за счет ударного взаимодействия с преградой и последующего уплотнения смеси в технологической линии с использованием новых ленточных устройств;

-разработка методики инженерного расчета аппарата для последовательного осуществления операций смешивания тонкодисперсных компонентов и деаэрирования получаемого продукта.

Для достижения указанных целей были поставлены и решены следующие задачи:

- создание математической модели процесса смешивания сыпучих материалов при ударном взаимодействии потока твердых частиц с рабочими органами аппарата;

- получение на основе математической модели процесса смешивания выражения для коэффициента неоднородности смеси как основного параметра, определяющего качество смеси;

- проведение экспериментальных исследований по выявлению механизма взаимодействия струйного потока с отбойными элементами различной формы, определение коэффициента отражения твердых частиц;

- экспериментальное и теоретическое исследование механизма деаэрации тонкодисперсных компонентов в зазоре ролик-лента;

- проверка адекватности разработанных моделей опытным данным, полученным на лабораторных установках;

- создание на основе теоретических и экспериментальных исследований методики инженерного расчета устройства для струйного смешивания сыпучих сред с последующим уплотнением смеси; получение оптимальных значений режимных и конструктивных параметров аппарата.

Научная новизна работы.

- Впервые разработан и изучен механизм ударного взаимодействия струйных потоков сыпучих материалов с отбойным элементом с целью их перемешивания и представлено его математическое описание. Определены значения коэффициентов отражения твердых частиц для некоторых материалов при ударном взаимодействии с рабочим органом.

- Опытным путем получены значения коэффициентов газопроницаемости и модулей упругости для смесей порошкообразных материалов.

- На основе цикла опытных и теоретических исследований определены основные параметры уплотнения смеси в зазоре ролик-лента и выявлен механизм деаэрации.

- Разработаны конструкции новых устройств для смешивания с последующим уплотнением сыпучих материалов в аппарате с подвижной транспортерной лентой.

- Создана научно обоснованная и экспериментально проверенная методика инженерного расчета оптимальных значений режимных и конструктивных параметров аппарата.

На защиту выносятся следующие положения;

- математическое описание механизма ударного взаимодействия сыпучих материалов с отбойными элементами различной формы;

- математическая модель процесса смешивания сыпучих материалов при ударном взаимодействии с рабочими органами устройства и зависимость для коэффициента неоднородности смеси;

- основные результаты опытных и теоретических исследований процесса уплотнения тонкодисперсных материалов в зазоре ролик-лента;

- конструкции и метод расчета аппарата для струйного смешивания сыпучих материалов с последующим уплотнением смеси.

Практическая ценность работы:

- использование разработанного устройства позволяет получать однородные дегазированные смеси сыпучих материалов при достаточно высокой производительности и низких энергозатратах;

- предложена методика инженерного расчета аппарата с подвижной лентой, которая находит использование при разработке оборудования для смешивания с последующим уплотнением сыпучих материалов в задачах химической и других отраслей промышленности.

Достоверность полученных результатов. Достоверность научных положений и выводов диссертации базируется на комплексном применении современных физико-механических и математических методов анализа, а также удовлетворительным совпадением теоретических и экспериментальных данных.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Международных конгрессах по химии и процессам химической технологии «.СНШ 2006» в Чехии (г. Прага) и «РАЯТЕС 2007» в Германии (г. Нюрнберг);

ХХП научной конференции стран СНГ «Дисперсные системы» в 2008 г. в Украине (г. Одесса).

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Общий объем работы - 130 стр., в том числе 130 стр. основного текста, включая рисунки и таблицы, с приложениями и списком литературы из 107 наименований.

Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 10 научных работ, в том числе 2 статьи в реферируемых отечественных периодических изданиях, 4 тезиса докладов и 4 патента на изобретение.

Личный вклад автора состоит в разработке математических моделей, непосредственном участии в постановке исследовательских экспериментов, формулировке выводов из каждого раздела работы, написания и редактирования статей, заявок на изобретения и тезисов докладов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, приведены данные о структуре работы, сформулированы основные цели и задачи исследования.

Первая глава состоит из двух разделов. В первом рассматриваются основные типы и конструкции существующих устройств для смешения сыпучих сред, анализируются их технические данные и делается вывод об актуальности создания нового аппарата с подвижной лентой для смешения и уплотнения сыпучих материалов, а также теоретически обоснованной и экспериментально проверенной методики инженерного расчета. Во втором разделе главы дан анализ современного состояния проблемы описания процессов ударного взаимодействия потоков частиц с преградой, который позволил сформулировать требования к разработке соответствующих математических моделей.

Вторая глава посвящена исследованию процессов смешения сыпучих материалов при ударном взаимодействии разреженного потока частиц с рабочими органами аппарата. В первой части главы представлена стохастическая модель смешения тонкодисперсных материалов при ударном взаимодействии с отбойником. Расчетная схема процесса образования дисперсного потока с помощью распылителя с эластичными рабочими органами показана на рис.1.

2 1 4 3

Рис. 1. Расчетная схема процесса распыления твердых частиц в аппарате с эластичными элементами 1- барабан с радиальными эластичными элементами, 2-направляющая поверхность, 3- приемник частиц, 4- струйный поток частиц

Принято, что распределение числа частиц в элементе фазового объема г -го потока (¡Г, = = йр^йр^й^ экспоненциально убывает в зависимости

Рис. 2 Схема угловой деформации эластичного элемента на приводном барабане

от стохастической энергии частицы Еь имеющей две составляющие — кинетическую и энергию упругого взаимодействия

= (1)

В этом выражении Е1 - стохастическая энергия частицы 1-го потока

, (2)

' 2т, 2 8/угД3 2 где - угол рассеивания частицы, к - угловой коэффициент жесткости эластичного элемента.

Согласно предварительным экспериментальным исследованиям, скорости частиц в момент их отрыва от эластичных элементов можно считать перпендикулярными их поверхностям. Это можно объяснить невысокими относительными скоростями движения частиц вдоль эластичных элементов. В этом случае угол рассеивания частиц щ можно представить как сумму угла поворота распылителя аи при котором наблюдается отрыв частиц, и угла деформации эластичного элемента а/

+а,. (3)

С учетом того, что стохастическая энергия в формуле (1) зависит от угловой координаты (ри целесообразно рассматривать процесс распыления в полярной системе координат относительно модуля импульса # движущейся частицы и ее угла рассеивания Элемент фазового объема в полярной системе координат можно представить в виде

(4)

Свободный параметр распределения А1 определяется из условия нормировки. Кроме того, выражение (1) позволяет получить дифференциальную функцию распределения элементов налетающего потока на отбойник по углам рассеивания ^

V у

\2т(Ет ,

N,1, 1

В этом выражении Л^ -число частиц, находящихся в штоке, р^ -максимальное значение импульса частицы.

Параметр Ей\, соответствующий мере энергии системы твердых частиц дисперсного потока, вычисляется го уравнения энергетического баланса, составленного для момента отрыва частиц от поверхности эластичных элементов.

Следующим этапом исследования является изучение механизма ударного взаимодействия разреженного потока частиц с неподвижным отбойным элементом. В данной работе параметру, учитывающему изменение скоростей движения частиц, соответствует среднее значение опытных показателей коэффициента отражения К,. В отличие от коэффициента восстановления при ударе данный параметр учитывает также влияние воздушных потоков, создаваемых распылителем. Для формирования функции распределения частиц по угловой характеристике отражения потока следует выявить связь между углами рассеивания ^ и угла отражения <рц. Интерес представляет рассмотрение двух

типов отбойников - наклонного прямолинейного и криволинейного, имеющего форму дуги окружности. Расчетные схемы показаны на рис. 3.

£ _

а) б)

Рис. 3. Расчетные схемы взаимодействия частиц с поверхностью отбойных элементов а) Прямолинейный отбойник,б) криволинейный отбойник Зависимости между углами отражения и рассеивания для наклонного и криволинейного отбойников, соответственно:

Щ = + агссМ Хш(<рг1 /К{). (6)

<р1 = агсвЦ/,^' <р1 +К,2) |

(7)

Считая угол отражения <рг» как другое представление состояния системы частиц потока, следуют выражения для дифференциальных функций распределения частиц по углам отражения для случаев: прямолинейный отбойный элемент

\\2 / I-\

/,(<Р») = 4

-0.5,

Щ еХР1 Ей1

к> Л

егГ

криволинейный отбойный элемент

/М = А л£^ехр(агсзт(«вГ^УГ^СЙ + К,2))]2 Ы

Ртах!

2™А, у

РтахI

щЕа

; (8)

(9)

На рис.4, и 5 показан вид дифференциальных функций распределения частиц по углам рассеивания и отражения от прямолинейного отбойного элемента

О 8

!М

Рис. 4. Дифференциальная функция распределения числа частиц по углам рассеивания

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 <.0 1.2

%Х

Рис.5. Дифференциальная функция распределения частиц по ушам отражения

N1=5000,»! | =5-10\г,Ет=10'3Дж, Рт»х1=2-1О"3 кгл/с^та2=1,5-10'5 кгм/с АрМО"4 кгм/рад.а^Ъй"

Согласно результатам исследований многих авторов, посвященных распылению сыпучих материалов, при движении разреженных потоков частиц имеют место незначительные межчастичные взаимодействия. При небольших или средних расходах материала число частиц, участвующих в соударениях, не превышает 5%. В связи с этим можно предположить, что дифференциальные функции распределения частиц по углам отражения для нескольких компонентов, распыляемых одним аппаратом, будут независимыми. В этом случае выражение коэффициента неоднородности смеси будет иметь вид:

V

с С,

(10)

Следующая часть второй главы посвящена экспериментальному исследованию процесса смешивания, а также определению коэффициента отражения частиц при ударе. На рис. 6 и 7 представлены расчетные и экспериментальные зависимости коэффициента неоднородности смеси от частоты вращения распылителя и степени деформации бил,

I 1 I

1, I 6*3 отбойник!

2, • прямолинейный отбойник

3, А *рм«олин»йный отбойник

10ЕЗ без отбойнике

2. • прямолинейный отбойник

3. А |уиволин»йный отбойник

Рис,

Зависимость

м 10

коэффициента

6. Зависимость коэффициента Рис. неоднородности смеси от частоты вращения неоднородности смеси от деформации бил. распылителя. б,=д2=50кг/ч/в-Л=2-10-3л<, 0=45° 2;=бг=50 кг/ч, и=500мин', 0=450

Точками на графиках показаны опытные данные, сплошными линиями теоретические зависимости. Анализ приведенных результатов показывает, чт наилучшее качество смеси достигается при использовании отбойник криволинейной формы. Экспериментальными исследованиями были получен средние значения коэффициентов отражения частиц при ударе, которь представлены в табл.1.

материал Коэффициент отражения

Каолин ГОСТ 21235-75 0.20

Технический углерод П 803 ГОСТ 7885-86 0.18

Песок 1Кг0403 ГОСТ 2138-91 0.22

Песок 2Кг0403 ГОСТ 2138-91 0.21

Торф ГОСТ Р 51661.3-2000 0.16

Глава 3 посвящена теоретическому и опытному исследованию процес Механического уплотнения полученных смесей сыпучих сред в валково-ленточн( устройстве, а также определению их физико-механических характеристик.

Анализ существующих моделей деаэрации тонкодисперсных сред при -уплотнении показал необходимость учета сжимаемости и газопроницаемости.

анализа поведения системы твердые частицы-газ в указанном процессе может быть использована общая модель деаэрации порошков, построенная на базе методов механики гетерогенных сред, которые описаны Р.И. Нигматулиным. Аналогично подходам, развитым в работах АБ.Капрановой, в настоящем изложении использован метод моделирования процесса уплотнения сыпучих сред в валковом зазоре, а также формирование задачи оптимизации параметров. При этом анализируются условия выполнения последовательных процессов механического уплотнения тонкодисперсной среды в валково-ленточном устройстве при наличии нескольких ступеней (рис. 8). Принимаются допущения о ламинарности движения материала в зазоре и его налипании на поверхность валков и ленты, что аналогично гидродинамическому подходу Р В. Торнера для валковых аппаратов.

// ук

I (

\/,!й/У

о и -1

Рис. 8. Расчетная схема для анализа движения материала в валково-ленточном уплотнителе с двумя валками

*<и

Х11ХМ

*02 ХПХМ

Анализ опытных данных показывает, что отрыв материала от поверхности ролика происходит не мгновенно, а с некоторым запаздыванием материала (при абсциссах хи и хк2, соответственно, для каждой ступени). Но в сравнении с вальцеванием полимерных продуктов при этом нет резкого возрастания координат хи и хк1 с увеличением значений начальных высот и что позволяет считать зависимость между хк и х0я линейной (^=1, 2). Абсцисса точки касания первоначального слоя порошка с валком определяется выражением

ч=V - , (11)

где 4 - расстояние между точками ленты с координатами хп и хп. Уравнение поверхности д-го валка угд(х) имеет вид

= + (12)

В дальнейшем достаточно описать движение материала на первом этапе его механического уплотнения относительно выбранной системы координат СЬу (рис.8). Поэтому в последующих выражениях индекс д не приводится. Определение порозности тонкодисперсной смеси в валково-ленточном уплотнителе базируется на решении модельного уравнения

А

где параметр^, ~А+2{1 есть комбинация из коэффициентов Ламэ\ 1\ - константа, зависящая от физико-механических характеристик порошковой смеси и

дУо(*>У) ■ 8х Ь,

У0{х,у)-аЛ 1

= 0,

(13)

динамических показателей процесса уплотнения; а20- начальное значение порозности аг.

Введенный в (13) коэффициент ур может быть в дальнейшем вычислен с

помощью допущения о наличии усредненной порозности смеси твердых частиц в нижнем слое при начальной высоте /^н/^, т. е. при а2(х0,0) = (а20 + а2п)/ 2.

Уравнение (13) получено в приближении Мо(РтууоУ)~1^ аю с помощью системы, построенной для дисперсной среды в целом при ее механическом уплотнении в валковом зазоре. Здесь обозначены соответственно рт и уу0 -истинная плотность и начальное значение компоненты твердой фазы. В частности, при этом использована линейная связь между касательными напряжениями т^ и изменениями составляющих скорости твердого скелета по

координатам (V, = \>2х, уу з у2у)

0У.

ду„

■ип—-+и,--

Ио ду * дх

(14)

Кроме того, применяется одно из уравнений движения двухфазной среды в целом

дх

дх

(15)

с учетом следствий - из уравнения неразрывности для системы твердые частицы-газ; из связи между усредненными касательными давлениями в дисперсной фазе и ее компонентами тензора деформаций.

Решение (13) производится методом разделения переменных, когда цг0{х,у) =/1{х)/2{у), с учетом условия максимальности внешнего давления в точке отрыва х = Хд н (рис.8). Указанное требование вызывает необходимость одновременного выполнения следствий из второго уравнения движения среды в виде равенств

ду

=0,

да2(х,у)

ду

= 0.

(16)

Последнее приводит к замене /2(у) на /2|>,>'/С*)] = Соа2оО;-уДОУ/)'"1 и переходу от %(*,>>) из (13) к зависимости у{х,у)

1 4(*М(*»)

У(х,у) =

62{х)

Р2{у),Рг{у) = ^т{у-у), (17)

(18)

Согласно (17), приближенная аналитическая функция порозности имеет вид

«2О)(*>>0=а2л ~{а2п • (19)

В качестве иллюстраций рассмотрены примеры механического уплотнения каолина ГОСТ 21235 - 75 (/» = 2600 кг/м3, Л=5,Ы05 Па, //=3,1-105 Па, р=27°); технического углерода П803 ГОСТ 7885-86 {р,=\Ъ15 кг/м3, Л=5,6-Ю4 Па, /¿=3,7-104 Па, /?=22°); их смеси с объемными концентрациями каолина - с, =0,5

(/1=1,82-104 Па, //=2,35-Ю4 Па) и с, =0,75 ( Л=0,3-105 Па, /¿=0,3-105 Па) для первой (рис. 9, о) и второй (рис. 9, б) ступеней деаэрации. Полученные согласно выражениям (17), (18) кривые для порозности перечисленных порошковых смесей с^0)(х) при фиксированных значениях вертикальной координаты показаны на рис.9.

■О®-Ю"2

х-10 /м

да.ю-2

х-10 /м

б)

Рис. 9. Зависимость «2 (•*) в валковом аппарате с горизонтальной лентой я)-первая ступень (^=1), ед =0,21 рад/с; б) - вторая ступень (д=2), ©2=0,24 рад/с; (1, 2, 3 ) - смесь каолина ГОСТ 21235-75 (с, = 0,5 ) и техуглерода П803 ГОСТ 7885-86 (с2 =0,5);

(V, 2', 3')- смесь каолина(с, = 0,75) и техуглерода^ =0,25);

(1, 1') - 7 = 0; (2, 2') - у = (2/3)уг}(хУ, (3, 3') - у = уг,(х) Этапы механического уплотнения соответствуют параметрам валково-ленточного аппарата: конструктивным п = 7,5-10-2 м и режимным ед = 0,21 рад/с, йо! = 5,0 * 10_3 м, 1\ = 2,0-10~3 м для первой ступени, и показателям -г2 - 6,5-КГ2 м, а>2 = 0,24 рад/с, /¡о2 = 2,0 • 10"3 м, /2 = 1,5-10~3 м - для второй. Сопоставление теоретических и опытных данных проведено (рис.10) по коэффициенту динамического уплотнения I (%) тонкодисперсных материалов и показало их удовлетворительное согласие с относительной ошибкой порядка (9-11)%. X

Рис. 10.

Сопоставление теоретических и опытных данных для коэффициента динамического уплотнения в зависимости от величины зазора между лентой и валком для первой ступени

1,2- каолин; 3,4 - технический углерод; 5,6 - смесь каолина (с, = 0,75)

и техуглерода (с^ =0,25); (1-6) - теория; точки, пунктир -экспериментальные данные; ед =0,21 рад/с

Экспериментальными исследованиями выявлялось влияние радиуса и ширины уплотнительного ролика на процесс уплотнения. Установлено, что при

некоторых значениях радиуса имеет место накапливание материала перед ним, что приводит к снижению производительности, ухудшению работы агрегата и препятствует выходу газа. Зависимость размера ролика от толщины уплотняемого слоя при условии отсутствия накопления материала показана на рис.11.

м 10'

г-З 25

1,24 S/S„ U2

° U0 1.И 1.16 1.« 1.U 1.10 1.08 1.06 1Л4

1

pi^wvr/eooa —/у >—

-А-и > олин г-- 'А

/

м/с 10

м 1(Г

Рис.11. Зависимость толщины слоя материала от радиуса уплотнителыюго ролика «о = 0,05 м, Vй 0,05 м/с, «^=0,1 м

Рис.12. Зависимость s/so от скорости движения ленты ho= 5-Ю"3 м, io = 0,05м, sr=0,l м, /=0,05 м.

и ка- ширина и высота слоя до уплотнения соответственно, г- радиус уплотнительного ролика, я,- ширина ролика.

При уплотнении материала с вертикальной (радиальной) деформацией слоя имеет место увеличение ширины слоя в горизонтальной плоскости. Данный процесс вызван как пластичными свойствами материала, так и воздействием на его частицы выделяемого газового потока. Зависимость изменения ширины слоя от скорости движения ленты показана на рис. 12, из которого следует, что с повышением скорости увеличивается ширина слоя. Это необходимо учитывать при проектировании промышленных установок. В то же время для рабочих скоростей движения ленты это увеличение не превысит 10-15%.

Для интенсификации процесса уплотнения на поверхность уплотняющего ролика наносилась эластичная газопроницаемая оболочка. Использование такой оболочки позволяет обеспечить плавное возрастание уплотняющей силы и не препятствует выходу газа. Данный тип уплотнительного ролика целесообразно использовать в качестве первой ступени, так как на начальном этапе уплотнения из материала выделяется наибольшее количество воздуха.

Номер ступени 1 2 3

160 183 185

Из опытов (табл. 2) следует, что повышение числа ступеней более 2-х незначительно улучшает степень уплотнения и приводит к увеличению габаритов аппарата и усложнению конструкции.

В главе 4 приведена методика расчета агрегата для смешения и уплотнения сыпучих материалов, схема которого представлена на рис.13.

Работа агрегата. Подлежащие переработке сыпучие материалы (рис.11) размещаются послойно питателями 3 и 4 на поверхности ленты 1, приводимой в движение от электродвигателя 2, и направляются в зону смешения, где установлен распылитель 5 и отбойный элемент 6.

Подлежащие смешиванию компоненты с помощью распылителя переводятся в разреженное состояние. При этом образуется конический струйный

шток, который после ударного взаимодействия с отбойником 6 отражается на

распылитель, 6- отбойный элемент, 7- приемник готового продукта, 8- уплотняющие ролики

Далее полученная смесь направляется в зону уплотнения, в которой дегазация осуществляется в зазоре между лентой и уплотняющими роликами 8. Готовый продукт выгружается в емкость 7.

Инженерная методика расчета агрегата включает определение его производительности, а также оценку оптимальных конструктивных и режимных параметров.

Выражение для определения производительности смесительного узла аппарата имеет вид

д = *отГй0(г + /-О.5тУя/а>)кь/а. (20)

Здесь г-радиус распылителя, б0 - его ширина, К,-скорость ленты, т -угол между рядами бил, кь - коэффициент, учитывающий площадь, занимаемую билами Ь- длина слоя материала, захватываемая билами.

Вычисление производительности зоны уплотнения проводится с помощью разработанного метода оценки порозности материала. Считается, что производительность указанного уплотнителя £?(кг/ч) задается произведением среднего значения плотности порошка, объема рабочей зоны деаэратора с шириной валка Ь и времени одного полного оборота валка, тогда

2 = 60 г(2^ртфЬх, х= £с1х£'и)а?\х,у)<]у. (21)

Расчетные значения для производительности го (21) при уплотнении смеси каолина и технического углерода приведены на рис. 14 и имеют удовлетворительное согласие с опытом.

Рис. 14.

Сопоставление данных по производительности Q(c6) для валково-ленточного аппарата при уплотнении смеси каолина (с, = 0,75) и техуглерода (с2 = 0,25) в первой ступени

Используя общий подход к формированию задачи оптимизации параметров проектируемых аппаратов, в настоящей работе применяется критерий, основанный на определении оптимальных конструктивных и режимных параметров по факторам - минимального значения коэффициента неоднородности получаемой порошковой смеси и максимальной производительности для валково-ленточного устройства. При этом целевая функция с набором параметров оптимизации {хц,уц,хц,у2]} - конструктивных {лп.хгг} и режимных {у\],уг]} - с их оптимальными значениями формируется в виде

(22)

Здесь индексы «1» и «2» соответствуют характеристикам смесительной и уплотнительной частей для аппарата с последовательным выполнением предварительного смешивания тонкодисперсных компонентов при ударном взаимодействии с отбойником и двухступенчатым механическим уплотнением их смеси в зазорах между валком и лентой.

Модель объекта оптимизации как математическая зависимость, связывающая параметры указанного аппарата, строится в виде условия для целевой функции

(23)

На рис.15 содержится блок-схема оптимизации параметров описанного аппарата для его частей: смесительной - *„ = {Д,/?,£ = (/0-й)}, уи = {а>}; и двухступенчатой уплотнительной - х21 = {г,,г2,1}, у2, = {а>^й>2,1{,1г}.

Диапазоны изменения искомых величин: и = (1-6)-10* об/мин, Л = (4-8)-10"2 м, /? = (15°-75°); <? = (0,5-3,5)-10"2 м; и, = л2 = (4-10) об/мин, п =п = (6-10)10"гм, ¿ = (0,1-1) м/, = /2=(1-3)-10"5 м.

В случае предварительного смешивания каолина (с, =0,75) и техуглерода (с2 = 0,25) методом ударного взаимодействия с отбойником и последующей деаэрации полученной порошковой смеси с помощью двух последующих ступеней валок-лента, решениями задачи оптимизации в виде следующих наборов х,;={^,<5* =(/;-к-)}, ==, Уг;=к, ©;,/,*,/;} являются:

й-102 031-, кг/ч 0.30-

■ I ■ I ■ ■ I ■ I ■ ■ I I ■ ■ ■ I ■ I '

0.60 0.ЙЗ 0.70 (О

рад/с

Рис. 15. Блок-схема оптимизации параметров аппарата с последовате-льньши процессами смешивания порошков и механического уплотнения их смеси

ф' = 51,174 рад/с; г* =8Д28 10"2м; /^.ЗвЬЮ-'м; су," = 0,558 рад/с; г{ = 6,957-10"2 м;

= 1,399-10-3м; а>2'= 0,652 рад/с. При значении Щх'и,у1рх'21,у2}) =

= 9,156-КГ4

Основные выводы и результаты работы

1. На основе вероятностного подхода разработана математическая модель процесса смешивания тонкодисперсных материалов при ударном взаимодействии струйного потока твердых частиц с отбойной поверхностью, позволяющая определить качество перемешивания.

2. Сравнительный анализ применения отбойных поверхностей прямолинейной и криволинейной форм при смешивании сыпучих сред показал, что наилучший результат достигается при использовании криволинейного отбойника.

3. Исходя из основных положений математической модели процесса смешивания получено выражение для коэффициента неоднородности смеси и показано, что с увеличением частоты вращения распылителя и деформации эластичных элементов коэффициент неоднородности смеси уменьшается.

4. Впервые опытным путем определены для различных материалов средние значения коэффициентов отражения частиц при ударе струйного потока о неподвижный отбойник. Установлено, что коэффициент отражения зависит от физико-механических характеристик материала потока частиц и их размера.

5. Разработан метод оценки порозности смеси тонкодисперсных материалов при уплотнении в зазоре между роликом и горизонтальной лентой и на его основе

С

К«Ч*АО

зе:

>

. &*од кеховмде даяяых: ■у^л) фапкв- м<квппч*сшс параметров компопешто» »

' б) дгамАтческмк хлрахгегкетк

. 2. Ввод жледимх дмпмс тш <7 = 1,2 -«О&ечвса-мехакнгдож!« паршыетвм си«ся/

С} днпаочзгческих характеристик У^с«

• 3. Определение предела» . в»меж«*шяа**}*мбто0*: Кйисгррухтяяио»»

и рехишш СИ;} —

*■ Сда»)

3. Р»стеи-

«. д = \

"7. Определение пределе» . . ганемения ларитшш* »амс-грухтажимх = и

р.жкыа^ У1}=[т„1,) ■.

12.. Въвол йппишяи шммецм

-XV }={Р\Л\5'= с/ь* -/.•)}. ып={<»;ь I я=д+1

получено выражение для определения производительности аппарата. На основе проведенных исследований выданы рекомендации по выбору числа ступеней уплотнения в зазоре ролик-лента. Показано, что в качестве первой ступени целесообразно использовать ролик с внешней газопроницаемой оболочкой.

6. Выполненные теоретические и экспериментальные исследования по смешению тонкодисперсных материалов и последующему уплотнению смеси позволили разработать инженерные методики расчета устройств.

7. Предложены новые типы ленточных аппаратов для эффективного смешения с последующим уплотнением смеси сыпучих и порошкообразных материалов. Устройства такого типа находят использование при приготовлении сухих строительных смесей в строительной компании «Атланта-2000», г. Углич, Ярославская обл.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1 Стохастическая модель смешения сыпучих материалов методом ударного воздействия / А. Б. Капранова, О. И. Кузьмин, В.А. Васильев, А. И. Зайцев // Изв. ВУЗов. Химия и химическая технология-Иваново, 2008. -Т. 51, вып. 4. - С. 72-74. -

2 О переупаковке слоев сыпучих сред в матрице под действием внешней нагрузки / А. Б. Капранова, А. Е. Лебедев, О. И. Кузьмин // Изв. ВУЗов. Химия и химическая технология. - Иваново, 2008. - Т. 51, вып. 8. - С. 65-67.

3 Метод обращенного движения в применении к задаче об уплотнении дисперсной среды в сферической матрице валкового аппарата / А. Б. Капранова, А. В. Дубровин, А. И. Зайцев, И. О. Кузьмин // Дисперсные системы : сб. тр. 23-й науч. конф. стран СНГ. - Одесса, Украина. - 2008.- С. 189-190.

4 Об оценке давления несущей фазы дисперсной среды при отрыве от поверхности вала уплотнителя / А. Б. Капранова, И. О. Кузьмин, А. Е. Лебедев // Дисперсные системы : сб. тр. 23-й науч. конф. стран СНГ. - Одесса, Украина. - 2008. - С. 191-192.

5 On the degassing of the powder n the blade set-up / A. B. Kapranova, A. I. Zaitsev, I. O. Kuzmin, A. V. Dubrovin // PARTEC 2007 : Int. Congr. on Particle Technol. -Nuremberg, Germany, 2007. - P. 1313.

6 The investigation of the densification powder sliding effect in the cell of the set-up with the curvilinear blades / A. B. Kapranova, A. V. Bushmelev, I. O. Kuzmin, A. I. Zaitsev // CHISA'2006 : The 17-th Int. Congr of Chem. and Process Eng. - Summaries 3 : Hydrodynamic Processes. - Praha, Czech. Republic, 2006. - P. 875.

7 Пат. 2311222 Российская Федерация, МПК б В 01 F 3/18. Агрегат для смешения и уплотнения сыпучих материалов / А. И. Зайцев, А. Е. Лебедев, А. Б. Капранова, И. О. Кузьмин. - Опубл. 27.11.07, Бюл. № 33.

8 Пат. 2321447 Российская Федерация, МПК 6 В 01 F 3/18. Агрегат для смешения и уплотнения сыпучих материалов / А. Е. Лебедев, А. И. Зайцев, А. Б. Капранова, И. О. Кузьмин. - Опубл. 10.04.08, Бюл. № 10.

9 Пат. 2323039 Российская Федерация, МПК В 01 F 7/26. Агрегат для смешения и уплотнения сыпучих материалов / А. Е. Лебедев, А. И. Зайцев, А. Б. Капранова, И. О. Кузьмин, А. В. Дубровин. - Опубл. 27.04.08, Бюл. № 12.

10 Пат. 2329924 Российская Федерация, МПК В 65 В1 /36. Агрегат для смешения и уплотнения сыпучих материалов / А. И. Зайцев, А. Е. Лебедев, А. Б. Капранова, И. О. Кузьмин. - Опубл. 27.07.08, Бюл. №21.

Подписано в печать 11.11.09. Бумага белая. Печ. л. 1. Печать ризограф Заказ 1216 Тираж 100. Отпечатано в типографии Ярославского государственного технического университета г. Ярославль, ул. Советская, 14 а, тел. 30-56-63.

Введение.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ И УПЛОТНЕНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ. КОНСТРУКЦИИ АППАРАТОВ И

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ.

1.1. Агрегаты для переработки сыпучих материалов с использованием.

1.1.1. Смесители.

1.1.2 Уплотнители тонкодисперсных материалов с использованием подвижной ленты.

1.1.3 Комбинированные аппараты.

1.2.1 Математические модели ударного взаимодействия частиц с преградой.

Выводы по главе 1.

2.1. Моделирование процесса смешивания тонкодисперсных материалов при ударном взаимодействии частиц с отбойным элементом.

2.1.1. Математическое описание процесса образования разреженного потока частиц тонкодисперсных материалов.

2.1.2. Моделирование процесса ударного взаимодействия потока твердых частиц с отбойной поверхностью.

2.1.3. Определение качества смеси сыпучих материалов при ударном взаимодействии с поверхностью.

2.2 Экспериментальные исследования по определению основных параметров в процессе смешения сыпучих материалов в струйных потоках.

2.2.1. Исследование процесса образования дисперсного потока частиц смешиваемых компонентов.

2.2.2 Экспериментальное определение коэффициента отражения частиц от отбойного элемента.

2.2.3. Экспериментальные исследования по определению коэффициентов неоднородности смеси.

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА УПЛОТНЕНИЯ ТОНКОДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ВАЛКОВО-ЛЕНТОЧНОМ УСТРОЙСТВЕ.

3.1 Современные методы описания механического уплотнения тонкодисперсных материалов.

3.1.1 Описание движения жидкости в валковых зазорах.

3.1.2 Модели движения жидкости или газа сквозь пористую среду.

3.1.3 Основные положения модели деаэрации порошков.

3.1.4» Деаэрация порошков в валковом зазоре.

3.2 Метод определения порозностн тонкодисперсных сред в валково-ленточном аппарате.

3.2.1 Описание возможных этапов уплотнения порошка в валково-леточном устройстве.

3.2.2 Особенности метода оценки порозности порошков.

3.3 Результаты моделирования.

3.4 Экспериментальное исследование процесса уплотнения тонкодисперсных материалов в зазоре ролик-лента.

3.4.1 Исследование деаэрации в аппарате с жестким уплотняющим роликом.

3.5 Исследование уплотнения сыпучих материалов в аппарате с последовательно расположенными уплотняющими роликами.

3.6 Определение физико-механических характеристик смеси тонкодисперсных материалов.

3.6.1 Определение модулей упругости смеси сыпучих материалов.

3.6.2 Определение коэффициента газопроницаемости тонкодисперсных материалов.

Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. НОВЫЕ АППАРАТЫ ДЛЯ СМЕШЕНИЯ СЫПУЧИХ СРЕД С ПОСЛЕДУЮЩИМ УПЛОТНЕНИЕМ СМЕСИ И МЕТОДИКИ ИХ РАСЧЕТА.

4.1. Описание конструктивного исполнения агрегатов.

4.2. Инженерная методика расчета процесса перемешивания.

4.2.1. Расчет производительности смесительного узла.

4.2.2 Расчет смесительного узла для наклонного отбойника.

4.2.3 Оптимизация параметров смесителя тонкодисперсных материалов с наклонным отбойником.

4.3 Инженерная методика расчета валково-ленточного деаэратора.

4.3.1 Определение производительности валково-ленточного устройства.

4.3.2 Оптимизация параметров валково-ленточного деаэратора.

4.4 Оптимизация параметров устройства с последовательным выполнением операций смешивания тонкодисперсных компонентов и механического уплотнения их смеси.

4.5 Выводы по главе.

Одним из распространенных процессов переработки сыпучих материалов в химической и других отраслях промышленности является процесс смешивания [1-6]. Однако, большинство современных смесительных устройств, используемых на предприятиях промышленности, морально устарели, метало - и энергоёмки, и во многих случаях не способны обеспечивать надлежащее качество смеси [7,8]. Среди применяемого смесительного оборудования наиболее эффективно проявили себя аппараты, в которых процесс смешивания происходит в разреженном состоянии с ударным взаимодействием потоков с рабочими органами [9-14]. В ряде технологических процессов возникает задача последующего уплотнения смеси, например, с целью экономии тары, облегчения операций транспортировки и хранения полученного продукта. Однако, в настоящее время практически отсутствуют конструкции устройств, обеспечивающих высокое качество смешения с последующей деаэрацией смеси. Наиболее целесообразными для этих целей являются устройства с использованием подвижной ленты, в которых зоны смешения и уплотнения связаны транспортной системой. Однако, в виду малой изученности процессов образования дисперсных потоков и их ударного взаимодействия с преградами различной формы, происходящих в смесителях, отсутствия универсальной физической модели перераспределения частиц во внутреннем объеме аппарата, а также процессов последующей деаэрации, необходимы теоретические и экспериментальные: исследования этих процессов: Это позволит выдать рекомендации по конструированию аппаратов этого типа и созданию методов их расчета.

Цели работы. Целями настоящей работы являются: -моделирование процессов струйного смешивания сыпучих материалов за счет ударного взаимодействия с преградой и последующего уплотнения^ смеси: в технологической линии с использованием новых ленточных устройств;

-разработка на их основе методики инженерного расчета аппарата для последовательного осуществления операций смешивания тонкодисперсных компонентов и деаэрирования получаемого продукта.

Для достижения указанных целей были поставлены и решены следующие задачи:

-создание математической модели процесса смешивания сыпучих материалов при ударном взаимодействии потока твердых частиц с рабочими органами аппарата;

-получение на основе математической модели процесса смешивания выражения для коэффициента неоднородности смеси, как основного параметра, определяющего качество смеси;

-проведение экспериментальных исследований по выявлению механизма взаимодействия струйного потока с отбойными элементами различной формы, определение коэффициента отражения твердых частиц;

- экспериментальное и теоретическое исследование механизма деаэрации тонкодисперсных компонентов в зазоре ролик-лента;

-проверка адекватности разработанных моделей опытным данным, полученным на лабораторных установках;

-создание на основе теоретических и экспериментальных исследований методики инженерного расчета устройств для струйного смешивания сыпучих сред с последующим уплотнением смеси; получение оптимальных значений режимных и конструктивных параметров аппарата. Научная новизна работы.

1. Впервые разработан и изучен механизм ударного взаимодействия струйных потоков сыпучих материалов с отбойным элементом с целью их перемешивания и представлено его математическое описание. Определены значения коэффициентов отражения твердых частиц для некоторых материалов при ударном взаимодействии с рабочим органом.

2. Опытным путем получены значения коэффициентов газопроницаемости и модулей упругости для смесей порошкообразных материалов.

3. На основе цикла опытных и теоретических исследований определены основные параметры уплотнения смеси в зазоре ролик-лента и выявлен механизм деаэрации.

4. Разработаны конструкции новых устройств для смешивания с последующим уплотнением сыпучих материалов в аппарате с подвижной транспортерной лентой.

5. Создана научно обоснованная и экспериментально проверенная методика инженерного расчета оптимальных значений режимных и конструктивных параметров аппарата.

На защиту выносятся следующие положения:

- математическое описание механизма ударного взаимодействия сыпучих материалов с отбойными элементами различной формы;

- математическая модель процесса смешивания сыпучих материалов при ударном взаимодействии с рабочими органами устройства;

- основные результаты опытных и теоретических и исследований процесса уплотнения тонкодисперсных материалов в зазоре ролик-лента;

-конструкции и метод расчета оптимальных конструктивных и режимных параметров аппарата для струйного смешивания сыпучих материалов с последующим уплотнением смеси.

Практическая ценность работы:

- использование разработанного устройства позволяет получать однородные дегазированные смеси сыпучих материалов- при достаточно высокой производительности и низких энергозатратах; предложена методика инженерного расчета оптимальных конструктивных и режимных параметров аппарата с подвижной лентой, которая, находит использование при разработке оборудования для смешивания с последующим уплотнением сыпучих материалов в задачах химической и других отраслей промышленности.

Достоверность полученных результатов. Достоверность научных положений и выводов диссертации базируется на комплексном применении современных физико-механических и математических методов анализа, а также удовлетворительным совпадением теоретических и экспериментальных данных.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Международных конгрессах по химии и процессам химической технологии «CHISA 2006» в Чехии (г. Прага) и «РARTEC 2007» в Германии (г. Нюрнберг); XXII научной конференции стран СНГ «Дисперсные системы» в 2008 г. в Украине (г. Одесса).

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Общий объем работы - 130 стр., в том числе 130 стр. основного текста, включая рисунки и таблицы, с приложениями и списком литературы из 107 наименований.

Основные выводы и результаты работы

1. На основе вероятностного подхода разработана математическая модель процесса смешивания тонкодисперсных материалов при ударном взаимодействии струйного потока твердых частиц с отбойной поверхностью, позволяющая определить качество перемешивания.

2. Сравнительный анализ применения отбойных поверхностей прямолинейной и криволинейной форм при смешивании сыпучих сред показал, что наилучший результат достигается при использовании криволинейного отбойника.

3. Исходя из основных положений математической модели процесса смешивания получено выражение для коэффициента неоднородности смеси и показано, что с увеличением частоты вращения распылителя и деформации эластичных элементов коэффициент неоднородности смеси уменьшается.

4. Впервые опытным путем определены для различных материалов средние значения коэффициентов отражения частиц при ударе струйного потока, о неподвижный отбойник. Установлено, что коэффициент отражения зависит от физико-механических характеристик материала потока частиц, и их размера.

5. Разработан метод оценки порозности смеси тонкодисперсных материалов при уплотнении в. зазоре между роликом и горизонтальной лентой и на его основе получено выражение для определения производительности аппарата. На основе проведенных исследований выданы рекомендации по выбору числа ступеней уплотнения в зазоре ролик-лента. Показано, что в качестве первой ступени целесообразно использовать ролик с внешней газопроницаемой оболочкой.

6. Выполненные теоретические и экспериментальные исследования по смешению тонкодисперсных материалов и последующему уплотнению смеси позволили разработать инженерные методики расчета устройств.

7. Предложены новые типы ленточных аппаратов для эффективного смешения с последующим уплотнением смеси сыпучих и порошкообразных материалов. Устройства такого типа находят использование при приготовлении сухих строительных смесей в строительной компании «Атланта-2000», г. Углич, Ярославская обл.

1. Макаров, Ю. И. Аппараты для смещения сыпучих материалов / Ю. И. Макаров. М.: Машиностроение, 1973. - 216 с.

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

3. Селиванов, Ю. Т. Расчет и проектирование циркуляционных смесителей сыпучих материалов без внутренних перемешивающих устройств / Ю. Т. Селиванов, В. Ф. Першин. М.: Машиностроение-1,2004. - 120 с.

4. Зверев, В. П. Разработка циркуляционных смесителей центробежного типа для получения комбинированных продуктов: автореферат дис. . канд. техн. наук. -Кемерово 2003. 16 с.

5. Ратников, С. А. Разработка и исследование непрерывнодействующего смесительного агрегата центробежного типа для получения сухих и увлажненных комбинированных продуктов : автореферат дис. . канд. техн. наук. Кемерово, 2001.- 16 с.

6. Ахмадиев, Ф. Г. Моделирование и реализация способов приготовления смесей / Ф. Г. Ахмадиев, А. А. Александровский // Журнал ВХО им. Д.И. Менделеева. 1988. - № 4. - С. 448.

7. Бушмелев, А. В. Моделирование процессов смешения и уплотнения тонкодисперсных материалов в новом аппарате центробежного действия : дис. . канд. техн. наук : 05.17.08. Ярославль, 2007. - 148 с.

8. Новые аппараты с эластичными рабочими элементами для смешивания сыпучих сред. Теория и расчет / М. Ю. Таршис, И. А. Зайцев, Д. О. Бытев, А. И. Зайцев, В .Н. Сидоров. Ярославль : Изд. Яросл. гос. техн. ун-та, 2003. - 84 с.

9. Зайцев, А. И. Ударные процессы в дисперсно-пленочных системах / А. И. Зайцев, Д. О. Бытев. М.: Химия, 1994. - 176 с.

10. Бабуха, Г. JI. Взаимодействие частиц полидисперсного материала в двухфазных потоках / Г. JI. Бабуха, А. А. Шрайбер. Киев : Наукова думка, 1972. -175 с.

11. Горбис, 3. Р. Теплообмен и гидродинамика дисперсных сквозных потоков / 3. Р. Горбис. М. : Энергия, 1970. - 424 с.

12. Бытев, Д. О. Основы теории и методы расчета оборудования для переработки гетерогенных систем в дисперсно-пленочном состоянии : дис. .докт. техн. наук: 05.04.09. Ярославль, 1995. - 544 с.

13. Штербачек, 3. А. Перемешивание в химической промышленности / 3. А.Штербачек, П. И. Пауск JI.: Гоохимпздат, 1963. - 416 с.

14. А.с. 852581 СССР, МКИ В 28С В 5/34. Устройство для перемешивания сухих компонентов бетонной смеси.

15. А.с. 852582 СССР, МКИ В 28С В 5/34. Устройство для перемешивания сухих компонентов бетонной смеси.

16. А.с. 1166785 СССР, МКИ А 23С В 01 F 7/02. Устройство для дозирования, смешивания и транспортирования сыпучих материалов.

17. Пат. 2299161 Российская Федерация, МПК6 В 65 В 1/20. Устройство для уплотнения сыпучих материалов / А. И. Зайцев, А. Е. Лебедев, И. А. Зайцев. -Опубл. 20.05.07, Бюл. № 14.

18. Пат. 2261754 Российская Федерация, МПК6 В 65 В 1/20. Устройство для уплотнения сыпучих материалов / А. В. Бушмелев, А. И. Зайцев, И. А. Зайцев, А. Б. Капранова Опубл. 10.10.2005.

19. Пат. 57-59121 Япония, МКИ3 В 65 В 1/26, В 01 D 46/00. Устройство для даэрирования порошков при уплотнении / Тосио Мацумуре, Фумицум Нарисава.

20. Пат. 22655119 Российская Федерация, МПК6 7 ВЗОВ 11/20. Пресс для брикетирования сыпучих материалов.

21. Пат. 2021178 Российская Федерация, МПК6 В 65 Д 1/28. Устройство для уплотнения высокодисперсных сыпучих материалов / А. И. Зайцев, Л. П. Размол один, В. М. Тарасов. Опубл. 15.10.94, Бюл. № 19.

22. Пат. 2103205 Российская Федерация, МПК6 В 65 В 1/36, 1/20. Дозатор-уплотнитель сыпучих материалов / А. И. Зайцев, А. В. Оборин, А. Б. Капранова, Д. О. Бытев. Опубл. 27.01.98, Бюл. № 3.

23. Пат. 3911489 Германия, МКИ 5 В 65 В 1/24. Vorrichtung zum Befullen, von Abfullsacken mit zu verdichtenden, insbesondere aus Rindenmulch oder Torf bestehendem Schuttgut.

24. Пат. 5759121 Япония, МКИ 3 В 65 В 1/26, В 01 D 46/00. Устройство для даэрирования порошков при уплотнении / Тосио Мацумуре, Фумицум Нарисава.

25. Пат. 5759121 Япония МКИ 3 В 65 В 1/26 , В 01 D 46/00. Устройство для деаэрирования порошков при уплотнении / Тосио Мацумуре, Фумицум Нарисава.

26. Пат. 4348582 США Int. CL. В 65 В 1 / 04. Method and apparatus for packaging loose material / David Clancy, Canaan Conn.

27. A.c. 1407530 Российская Федерация, МПК6 В 65 Д 1/28. Устройство для уплотнения сыпучих материалов / В. Н. Сидоров, А. И. Зайцев, А. В. Кравцов -Опубл. 07.07.88, Бюл. № 25.

28. Пат. 2241530 Российская Федерация, МПК 6 В 01 F 3/18. Агрегат для смешения и уплотнения сыпучих материалов / А. И. Зайцев, А. Е. Лебедев, А. Б. Капранова, И. А. Зайцев. Опубл. 10.12.04, Бюл. № 34.

29. Пат. 2317140 Российская Федерация, МПК 6 В 01 F 3/18. Агрегат для смешения и уплотнения сыпучих материалов / А. И. Зайцев, А. Е. Лебедев, А. Б. Капранова, А. В. Дубровин Опубл. 20.02.08, Бюл. № 5.

30. Пат. 2321446 Российская Федерация, МПК 6 В 01 F 3/18. Агрегат для смешения и уплотнения сыпучих материалов / А. Е. Лебедев, А. И. Зайцев, А. Б. Капранова, А. В. Бушмелев, А. В. Дубровин. Опубл. 10.04.08, Бюл. № 10.

31. Пат. 2325220 Российская Федерация, МПК В 01 F 3/18. Агрегат для смешения и уплотнения сыпучих материалов / А. И. Зайцев, А. Е. Лебедев, А. Б. Капранова. Опубл. 27.05.08, Бюл. № 15.

32. А.с. 1587057 СССР, МКИ С 09 С 1/58, В 65 В 1/12. Устройство для уплотнения высокодисперсного пылящего материала / Б. И. Иванов, О. И. Пухтий, С. А. Морозов, О. Б. Орлова.

33. Бекин, Н. Г. Оборудование и основы проектирования заводов резиновой промышленности / Н. Г. Бекин, Н. Д. Захаров, Г. К. Пеунков. Л. : Химия, 1985, 504 с.

34. Ким, В. С. Оборудование подготовительного производства заводов пластмасс / В. С. Ким, В. В. Скачков. М. : Машиностроение, 1977. - 183 с.

35. Пат. 2103205 Российская Федерация, МПК6 В 65 В 1/36, 1/20. Дозатор-уплотнитель сыпучих материалов / А. И. Зайцев, А. В. Оборин, А. Б. Капранова, Д. О. Бытев. Опубл. 27.01.98, Бюл. № 3.

36. Ungarish, М. Hydrodynamics of suspensions: Fundamentals of centrifugal and gravity separation. -Berlin et al.: Springer, 1993. -XIV, 317 p.: ill.

37. Семенов, E.B. Моделирование кинетики осаждения частиц во вращающихся потоках жидкости. / Е.В. Семенов, В.А. Карамзин Теорет. осн. хим. технол. 1988, т.22, №4.

38. Козулин, Н.А. / Оборудование заводов лакокрасочной промышленности / Н.А. Козулин, И.А. Горловский JI. : Химия, 1968. 584с.

39. Лебедев, А. Е. Математическое моделирование процессов разделения суспензий в новом агрегате применительно к их транспортированию : дисс. . канд. техн. наук : 15.07.08. Ярославль, 2004. - 128 с.

40. Сагомонян, А. Я. Удар и проникновение тел в жидкость.- М . : Изд-во МГУ, 1986.- 172с.

41. Бабуха, Г. JI. Взаимодействие частиц полидисперсного материала в двухфазных потоках / Г. JI. Бабуха, А. А. Шрайбер. Киев : Наукова думка, 1972. -175 с.

42. Мошкин, В. И. Исследование процесса распылительной сушки, сопровождающегося контактированием и агрегацией частиц в факеле : дисс. . канд. техн. наук : 15.07.08. -М, 1977.-222 с.

43. Пирумов, А.И, Обеспыливание воздуха.- М.: Стройиздат, 1981.-296с.

44. Бытев, Д. О. О налипании жидкости на твердые частицы в аппаратах с дисперсными потоками // Д. О. Бытев, А. И. Зайцев, Ю. И. Макаров, А. В. Царьков /Теор. основы хим. технологии. 1974.-Т. 8. №3-С.421-427.

45. Зайцев, А. И. / О монодисперсности распыленных вязких жидкостей // Массообменные и теплообменные процессы химической технологии: Сб.науч. тр.-Ярославль.-ЯПИ, 1975- С.131-138.52 133

46. Зайцев, А.И. / О полидисперсности при распыливании вязкой жидкости быстровращающимися гладкими дисками // Труды МИХМ.-М.; МИХМ, 1969-Т. III Вып. 2. С. 199-203.

47. Маньянов, В.Ю. Разработка и исследование центробежного смесителя-диспергатора с направленной организацией движения потоков для переработки сыпучих материалов: дис. . канд. техн. наук: 05.18.12. Кемерово, 2006. - 127 с

48. Эрнксон, С.Е. / Применение гидроциклонов на зарубежных обогатительных фабриках. -JI. Механобр, 1961, вып. 130 с. 17-24.

49. Булычев, С.Ю. Разделение гетерогенных систем в аппаратах с закрученным потоком: Автореферат дисс. . канд. техн. наук: 05.17.08. -М., 2003. -16: ил.

50. Кафаров, В. В. / Распределение дисперсионной фазы в слое регулярной подвижной насадки / В. В. Кафаров, JI. Д. Пляцук, И. Н. Дорохов // Докл. АН СССР. 1991. - Т. 32, № 1. - С. 161-167.

51. Капранова, А. Б. Стохастическая модель смешения сыпучих материалов методом ударного воздействия / А. Б. Капранова, О. И. Кузьмин, В.А. Васильев, А. И. Зайцев // Изв. ВУЗов. Химия и химическая технология. Иваново, 2008. - Т. 51, вып. 4. - С. 72-74.

52. Романков, П.Г. / Процессы и аппараты химической промышленности.

53. П.Г. Романков, М.И. Курочкина-JL: Химия, 1989.-560с.

54. Пат. 2336936 Российская Федерация, МПК В 65 В 1/36. Агрегат для смешения сыпучих материалов / А. И. Зайцев, А. Е. Лебедев, А. Б. Капранова, И. О. Кузьмин. Опубл. 27.10.08, Бюл. № 28.

55. Пат. 2335336 Российская Федерация, МПК В 65 В 1/36. Агрегат для смешения сыпучих материалов / А. И. Зайцев, А. Е. Лебедев, А. Б. Капранова, И. О. Кузьмин. Опубл. 10.10.08, Бюл. № 28.

56. Пат. 2331554 Российская Федерация, МПК В 65 В 1/36. Агрегат для смешения и уплотнения сыпучих материалов / А. Е. Лебедев, А. И. Зайцев, А. Б. Капранова, И. О. Кузьмин. Опубл. 20.08.08, Бюл. № 23.

57. Пат. 2326025 Российская Федерация, МПК В 65 В 1/00. Агрегат для смешения сыпучих материалов / А. Е. Лебедев, А. И. Зайцев, А. Б. Капранова, А. В. Бушмелев, И. О. Кузьмин. Опубл. 10.06.08, Бюл. № 16.

58. Пат. 2329924 Российская Федерация, МПК В 65 В1 /36. Агрегат для смешения и уплотнения сыпучих материалов / А. И. Зайцев, А. Е. Лебедев, А. Б. Капранова, И. О. Кузьмин. Опубл. 27.07.08, Бюл. №21.

59. Ландау, Л. Д. Теоретическая физика : учеб. пособие. В 10 т. Т. 5. Ч. 1. Статистическая физика / Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. 4-е изд., испр. - М. : Наука. Гл. ред. физ.-мат. литературы, 1995. - 608 с.

60. Бунимович, Л. Ю. О бильярдах, близких к рассеивающим / Л. А. Бунимович // Матем. сб., 1994. Т. 94. - С. 49-74.

61. Васильев, А. М. Введение в статистическую физику / А. М. Васильев. -М.: Высшая школа, 1980. 272 с.

62. Сахаров, В. А. Статистическое исследование быстрых течений гранулированных сред : дис. . канд. техн. наук. М.: МИХМ, 1985. - 195 с.

63. Протодьяконов, И.О., Муратов О.В., Евлампиев И.К. Динамика процессов химической технологии. -Л.: Химия, 1984, 363 с.

64. Каталымов, А. В. Проблемные вопросы описания поведения сыпучих материалов в технологических процессах / А. В. Каталымов // Хим. и нефт. машиностроение. 1992. - № 1. - С. 2-4.

65. Климонтович, Ю.Л. Статистическая физика, -М.: Наука, 1982-608с.

66. Анурьев, В. И. Справочник конструктора машиностроителя: В 3 т. Т. 1-3. М.: Машиностроение, 2001. - 864с.

67. Астафьев, В.Д. Справочные сведения по расчету цилиндрических винтовых пружин сжатия — растяжения- Москва1960Т23с.

68. Корн, Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров. / Г. Корн, Т. Корн ; пер. с амер. под ред. И. Г. Арамоновича. М. : Наука, 1984. - 832 с.

69. Добронравов, В. В. Курс теоретической механики / Добронравов В. В Никитин Н. Н. Курс теоретической механики. М.: Высшая школа, 1983. - 575 с

70. Хайкнн, С. Э. Физические основы механики М: Наука, 1971. 752с.: ил.

71. Перри, Дж. Справочник инженера химика. -М.: Химия, 1969.

72. Савин, Г.Н. Теоретическая механика. -Киев: Гос. изд. Технической литературы УССР, 1963, 611с

73. Дшнин, А.К., Борщевский Ю.Т., Яковлев Н.А. Основы механики многокомпонентных потоков. -Новосибирск: Изд-во СО АН СССР, 1965. 203с.

74. Тырнн, Н.В. Гидродинамика и сушка суспензий в распылительных аппаратах с учетом полидисперсности распыла: Автореферат дисс. . канд. техн. наук: 05.17.08. -М., 1991. -16 е.: ил.

75. Поваров, А.И. Технологические основы центробежной классификации. Дисс. . докг. тех. наук. -JL: ЛГИ, 1971.

76. Олевский, В.А. Конструкции и расчет механических классификаторов и гидроциклонов. -М.: Госгортехиздат, 1960. 316с.

77. Coy, С.А. Гидродинамика многофазных систем. -М.: Мир, 1971. 538с.

78. Лашков, В. А. Об экспериментальном определении коэффициентов восстановления скорости частиц потока газовзвеси при ударе о поверхность// Инженерно физический журнал. 1991. №2. с197.

79. Мурашов, А. А. Разработка научных основ создания новых технологий и оборудования для компактирования сыпучих материалов : дисс. . докт. техн. наук : 05.04.09. Ярославль, 1999.-286 с.

80. Капранова; А. Б. Математическое описание процесса механического уплотнения тонкодисперсных материалов / А. Б. Капранова, А. А. Мурашов, А. И. Зайцев, А. Е. Лебедев. Ярославль: Изд-во Яросл. гос. техн. ун-та, 2006. -100 с.

81. Мурашов, А.А. Модель уплотнения (деаэрации)- порошков / А. Д. Мурашов, А. Г. Бондаренко, В. Ф. Удальцов // Технология сыпучих материалов : тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. «Химтехника'89». Т. 2. - Ярославль,. 1989: -С. 198.

82. Капранова, А. Б. Разработка метода расчета нового шнекового уплотнителя порошков : дисс. . канд. техн. наук : 05.04.09. Ярославль, 1995. -252 с.

83. Капранова, А. Б. Основные подходы к моделированию процесса деаэрации порошков / А. Б. Капранова, А. А. Мурашов, А. И. Зайцев // Вестник Яросл. гос. техн. ун-та : сб. науч. тр. / Яросл. гос. тех. ун-т. Ярославль, 1999. -Вып. 2.-С. 121-127.

84. Капранова, А. Б. Основные подходы к моделированию процесса деаэрации порошков / А. Б. Капранова, А. А. Мурашов, А. И. Зайцев // Вестник Яросл. гос. техн. ун-та : сб. науч. тр. Ярославль, 1999. - Вып. 2. - С. 121-127.

85. Капранова, А. Б. Математическая модель механического уплотнения порошка в вертикальном цилиндре / А. Б. Капранова, А. А. Мурашов, А. И. Зайцев // Процессы и аппараты в дисперсных средах : межвуз. сб. науч. тр. Иваново, 1997. - С. 131-144.

86. Капранова, А. Б. Деаэрация сыпучих сред в совмещенных со смешением процессах : дисс. . докт. физ. мат. наук : 05.17.08. Иваново, 2009. - 336 с.

87. Acdichvilli, G. // Kautschuk. 1938. - Bd. 14, № 1. - S. 23-29.

88. Тарг, С. Н. Основные задачи теории ламинарных течений / С. Н. Тарг. -М.: Гостехиздат, 1951. 156 с.

89. Маршалл, Д. И. В кн.: Переработка термопластичных материалов / Под ред. Э. Бернхардта. М.: Гостехиздат, 1965. - С. 428-456.

90. Мак-Келви, Д. М. Переработка полимеров / Д. М. Мак-Келви; пер. с англ. М. : Химия, 1965. - 442 с.

91. Торнер, Р. В. Теоретические основы переработки полимеров / Р. В. Торнер. М. : Химия, 1977. - 248 с.

92. Noboru Tokita / J. L. White Noboru Tokita, J. L. White // J. Appl. Polimer Sci. 1966. - V. 10, №7.- P. 1011-1026.

93. Ильин, А. В. Течение аномально-вязкой жидкости в рабочем зазоре валкового экструдера / А. В. Ильин, Ю. Б. Скробин // Реология, процессы и аппараты хим. технологии. Сб. науч. тр. - Волгоград : Изв-во Волгоград, политехи, инст-та, 1984. - С. 106-111.

94. Лейбензон, Л. С. Движение природных жидкостей и газов в пористой среде», изд-во ОГИЗ, 1947.

95. Нигматулин, Р. И. Основы механики гетерогенных сред / Р. И. Нигматулин. М. : Наука, 1978. - 336 с.

96. Николаевский, В. Н. Механика пористых трещиноватых сред. / В. Н. Николаевский. М.: Недра, 1984. - 232 с.

97. Протодьяконов, Н. О. Статистическая теория явлений переноса в процессах химических технологии / Н. О. Протодьяконов, С. Р. Богданов. Л. : Химия, 1983.-400 с.

98. Соколовский, В. В. Статика сыпучей среды. / В. В. Соколовский. М. : Гл. изд-во техн.-теор. литературы, 1954. - 276 с.

99. Лукьянов, П. И. Аппараты с движущимся зернистым слоем. Теория и расчет / П. И. Лукьянов. М., 1974. - 184 с.

100. Андрианов, Е. И. Методы определения структурно механических характеристик порошкообразных материалов / Е. И. Андрианов. - М. : Химия, 1982.-256 с.

101. Пат. 2323140 Российская Федерация, МПК В 65 В 1/00. Агрегат для смешения сыпучих материалов / А. Е. Лебедев, А. И. Зайцев, А. Б. Капранова, А. В. Бушмелев, И. О. Кузьмин. Опубл. 27.04.08, Бюл. № 12.

102. Оборин, А. В. Разработка метода расчета нового уплотнителя порошкообразных материалов : дис. . канд. техн. наук: 05.04.09. Ярославль, 1999. -127 с.

103. Конторович, 3. Б. Машины химической промышленности. М.: Машиностроение, 1965.-413 с.