автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Разделение мелкодисперсных материалов в барабанных виброгрохотах

003449338

На правах рукописи

МАСЛОВ СЕРГЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

РАЗДЕЛЕНИЕ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ В БАРАБАННЫХ ВИБРОГРОХОТАХ

05 17 08 - Процессы и аппараты химических технологий 05 02 13 - Машины, агрегаты и процессы (химической промышленности)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 6 О ИТ 2008

Тамбов 2008

003449338

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет» на кафедре «Прикладная механика и сопротивление материалов»

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Першин Владимир Федорович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Каталымов Анатолий Васильевич,

кандидат технических наук, доцент Борщев Вячеслав Яковлевич

Ведущая организация Государственное научное учреждение

«Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве» (ГНУ ВИИТиН) г Тамбов

Защита диссертации состоится « » октября 2008 г в j¿5~4acoB на заседании диссертационного совета Д 212 260 02 Тамбовского государственного технического университета по адресу г Тамбов, ул Ленинградская, 1, ауд 60

Отзывы на автореферат, скрепленные гербовой печатью, направлять по адресу 392620, г Тамбов, ул Советская, 106, ТГТУ, ученому секретарю

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан « /£» сентября 2008 г

Ученый секретарь

диссертационного совета доцент ц j^y

В.М. Нечаев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Грохочение - распространенный технологический процесс в химической, пищевой, добывающей и других отраслях промышленности Традиционные конструкции грохотов ориентированы на крупнотоннажные производства, поэтому, несмотря на большое количество работ, касающихся расчета и конструирования грохотов, практически отсутствуют исследования процесса механической классификации для малотоннажных производств Характерным примером может служить фракционирование катализатора в производстве углеродных наноматериа-лов (УНМ) Результаты опытно-промышленной эксплуатации реактора показали целесообразность использовать в технологии синтеза катализатор с размерами не менее 0,063 мм, а более мелкую фракцию гранулировать Таким образом, классификация катализатора стала одной из ключевых операций в производстве УНМ. Кроме этого, грохочение целесообразно использовать при производстве товарных форм УНМ с регламентированным гранулометрическим составом Решение указанной проблемы, имеющей актуальное научное и практическое значение, определяет направления исследований данной работы, которая выполнялась в соответствии с программой Минобразования РФ «Развитие научного потенциала высшей школы» (код 2 2 11 5355) и в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработка по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 - 2012 гг » (Государственный контракт № 02 523 11 3001 от 16 мая 2007 года)

Цель работы. Исследование процесса классификации в барабане при совместном воздействии вращения и вибрации, создание на этой основе математической модели процесса грохочения полидисперсного материала, совершенствование конструкции и методики расчета режимных и геометрических параметров барабанных вибрационных грохотов

Научная новизна. Экспериментально установлено, что при вращении горизонтального барабана с одновременной вертикальной вибрацией, потенциальная энергия частиц, находящихся в поднимающемся слое постоянна и равна (0,9 0,95) потенциальной энергии всех частиц в остановленном барабане, что позволило на основе энергетического подхода получить аналитические зависимости для расчета параметров распределения сыпучего материала в поперечном сечении барабана

Экспериментально обнаружено влияние гранулометрического состава исходного материала на интенсивность грохочения и предложена физическая модель процесса грохочения учитывающая влияние гранулометрического состава исходного материала, углового смещения и радиального перемещения частиц при воздействии вращения и вибрации

Разработана математическая модель процесса грохочения на базе ячеечной модели процесса смешивания-сегрегации и математического аппарата случайных марковских процессов дискретных в пространстве и времени, которая за счет введения масштабных коэффициентов и матрицы перемещений учитывает специфику движения сыпучего материала в поперечном сечении вращающегося барабана, одновременно совершающего вертикальные колебания и позволяет определять основные геометрические и режимные параметры грохота, а также прогнозировать качество готового продукта

Практическая ценность. На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований предложена новая конструкция барабанного грохота, которая позволила увеличить на 20 30 % интенсивность и повысить до 95 98 % эффективность классификации катализатора в производстве УНМ На базе математической модели процесса грохочения разработана методика расчета основных режимных и геометрических параметров барабанного вибрационного грохота Результаты численного моделирования и экспериментальных исследований позволили установить, что для барабанных вибрационных грохотов максимальная интенсивность отсева мелкой фракции и минимальные удельные энергозатраты достигаются при режимных параметрах, находящихся в следующих диапазонах частота вертикальных колебаний - (50 . 100) Гц, амплитуда вертикальных колебаний - (1 10) диаметра крупных частиц, относительная угловая скорость вращения барабана - (0,05 0,25) от критической, коэффициент заполнения, для грохотов периодического действия, в пересчете на частицы крупной фракции — не более 0,1 Предложенная конструкция грохота принята ОАО «Тамбовский завод "Комсомолец" им Н С Артемова» для использования в составе опытно-промышленной установки производства УНМ «Таунит», а методика будет использована при расчете других типоразмеров барабанных вибрационных грохотов

Автор защищает:

• экспериментальное подтверждение гипотезы о постоянстве потенциальной энергии системы для гладкого вращающегося барабана, совершающего вертикальные колебания,

• физическую и математическую модели процесса грохочения, учитывающие гранулометрический состава исходного продукта, угловое смещение и радиальное перемещение частиц за счет одновременного воздействия вращения и вибрации,

• конструкцию барабанного вибрационного грохота, которая повысила интенсивность и эффективность классификации катализатора в производстве УНМ «Таунит»,

• методику расчета основных режимных и геометрических параметров барабанного вибрационного грохота

Апробация результатов работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на XIX Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» По теме диссертации опубликовано 6 работ, одна из которых в рецензируемом журнале из перечня ВАК

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка использованных источников (133 наименования работ отечественных и зарубежных авторов), приложения и документов, подтверждающих практическое использование результатов работы Работа изложена на 185 страницах, содержит 53 рисунка

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель работы, ее научная новизна и практическая значимость, основные положения, которые выносятся на защиту

В первой главе анализируется современное состояние проблемы механической классификации полидисперсных сыпучих материалов Рассматриваются способы классификации, устройства и методики расчета грохотов

В результате анализа способов грохочения установлено, что наиболее перспективным, с точки зрения повышения интенсивности и эффективности грохочения, является воздействие вибрацией на вращающийся перфорированный барабан Анализируются подходы к описанию движения сыпучего материала и процесса грохочения под воздействием вращения и вибрации, и отмечается отсутствие теоретических и экспериментальных исследований для малотоннажных производств

По результатам анализа сформулированы задачи исследования Вторая глава начинается с выбора типа модели процесса классификации Результаты анализа научной литературы показали, что для моделирования процесса классификации в барабанном грохоте наиболее перспективной является модель, построенная с использованием закономерностей марковских процессов, дискретных в пространстве и времени В основе данной модели лежит одна из моделей процесса смешивания-сегрегации В диссертации приводится анализ послойной и ячеечной моделей процесса смешивания-сегрегации, обоснована целесообразность использования ячеечной модели и намечены пути ее модернизации

Для построения цепи Маркова необходимо знать распределение сыпучего материала в поперечном сечении перфорированного барабана Для описания движения и распределения сыпучего материала во вращающемся

барабане успешно используется энергетический подход, в основе которого лежит гипотеза о том, что потенциальная энергия системы при установившемся режиме движения равна потенциальной энергии сыпучего материала в остановленном барабане Под системой понимается совокупность частиц, неподвижных относительно обечайки барабана Поскольку барабан кроме вращения совершает вертикальные колебания, необходимо было экспериментально установить, возможно ли в данном случае использовать энергетический подход При вращающемся барабане к системе относятся только частицы поднимающегося слоя (зона АСВМ на рис. 1) Для определения потенциальной энергии системы проводили цифровую видеосъемку распределения сыпучего материала в лабораторном барабанном вибрационном грохоте Полученную информацию передавали на персональный компьютер и с помощью специально разработанной программы определяли потенциальную энергию материала, находившегося в поднимающемся слое Результаты экспериментов показали, что потенциальная энергия системы при одновременном вращении и вибрации не зависит от скорости вращения, но по сравнению с вращающимся барабаном уменьшается на 5 10% Это связано с уменьшением коэффициентов трения покоя и движения при наличии вибрации Учитывая полученные результаты, для описания движения и распределения сыпучего материала был использован энергетический подход

Рис 1. Схема к определению параметров распределения сыпучего материала в поперечном сечении барабана

У

X

Координаты т А (рис 1) определяли из условия равновесия отдельной частицы на открытой поверхности сыпучего материала во вращающемся барабане, одновременно совершающем вертикальные колебания

Сравнение результатов численных и натурных экспериментов показали, что площадь CBD мало влияет на координаты центра тяжести поднимающегося слоя, что позволило получить следующие зависимости

• площадь поднимающегося слоя

Sn = 5i<D = 0>5/?2(25,-sin2S,), (О

• координаты центра тяжести в системе XyCYi

4 sin3 5,

*ип=0. -г. . (2)

3 /о, -sin2o,

координата^, в системeXCY

Улп~

Г г, г 4 п S1"3 5 Л

R cosS, + — R

V

J[ -1—1\-—

3 25] —sin 2o,

Cosíos+ 5-5,), (3)

потенциальная энергия сегмента AD

ru0= 0,5£pg/?2(25, -sm25|)

( „ „.„з

n г -D Sin S1

Rcoso, н—R----уАп

1 3 25]-sin25,

(4)

Угол 5[ находится из равенства реальному минимуму потенциальной энергии методом последовательных приближений

Процесс классификации рассмотрен как сложная физико-механическая система Рассматривая качественную сторону процесса грохочения катализатора во вращающемся перфорированном барабане, который дополнительно совершает вертикальные колебания, было выделено четыре основных процесса

1) смешивание частиц во время их пребывания в скатывающемся слое, за счет вращения барабана, смешивание частиц, как в скатывающемся слое, так и в поднимающемся, за счет вибрационного воздействия,

2) сегрегация частиц по размерам в результате перемещения мелких частиц к центру циркуляции (т С на рис 1) во время их пребывания в скатывающемся слое,

3) самоизмельчение частиц в результате взаимного соударения и трения друг о друга и об обечайку барабана

4) отделение мелких частиц от общей массы материала в результате прохождения их через отверстия в обечайке барабана

Состояние системы характеризуется распределением частиц по размерам в поперечном сечении барабана Традиционно в математических моделях, построенных на закономерностях цепей Маркова, все ячейки

имеют одинаковый объем Такая модель достаточно хорошо подходит к вращающемуся барабанному грохоту, поскольку отсутствует перемещение частиц относительно друг друга в поднимающемся слое. При вибрации частицы, находящиеся в поднимающемся слое, перемещаются относительно друг друга и скорость просеивания мелких частиц через слой нижележащих более крупных частиц не зависит от того, в каком подслое находится частица Учитывая это, для вращающегося барабана, одновременно совершающего вертикальные колебания, целесообразно использовать модель с одинаковыми размерами продслоев в радиальном направлении При построении цепи Маркова поднимающийся слой полидисперсного материала разделили на ячейки концентрическими окружностями с постоянной разницей радиусов и радиальными сечениями с постоянной разницей в углах В предлагаемой модели ячейки имеют одинаковый объем только в пределах каждого подслоя, но по подслоям эти объемы разные Каждый подслой дополнили ячейками, находящимися в скатывающемся слое В результате такого разделения получили ряд замкнутых подслоев На рис 2 в развернутом виде дана схема соединения ячеек Ячейки 1-15 моделируют поднимающийся слой, ячейки 16 - 30 - скатывающийся слой, а ячейки 31 - 37 - моделируют емкости для сбора мелких частиц, которые прошли через отверстия в обечайке барабана Стрелками показаны возможные переходы частиц мелкой фракции из одних ячеек в другие

Рис. 2. Структура ячеечной модели процесса грохочения

Следует отметить, что количество ячеек в каждом слое, а также возможные переходы мелкой фракции, в данной модели зависят от конфигурации замкнутого циркуляционного слоя в поперечном сечении вращающегося барабана При использовании математического аппарата случайных марковских процессов дискретных в пространстве и времени, состояние системы в любой момент времени после начала процесса рассчитывают, используя следующие соотношения

5(2) = 5(1)Р, (5)

8(к) = Б(к-1)Р,

где 5(0) - вектор начального состояния системы, Р - матрица переходных вероятностей, Б (к) - вектор состояния системы после перехода к

Элемент С(/) вектора состояния Б(к) численно равен долевой концентрации мелких частиц в ячейке /, после перехода к, а элемент Р,! матрицы переходных вероятностей Р - вероятности перехода мелких частиц из ячейки I в ячейку7 В начале процесса можно считать, что мелкие частицы равномерно распределены по всему объему материала, т е концентрации этих частиц в ячейках 1 —30 будут одинаковыми Проблема разницы объемов ячеек решена путем умножения вероятностей перехода Р,} мелких частиц из одних ячеек в другие на масштабные коэффициенты (к, ^, которые численно равны отношению объема ячейки / к объему ячейки]

В реальном грохоте зернистый материал постоянно находится в движении, и кроме радиального смещения частиц относительно друг друга наблюдается угловое смещение частиц В используемых ранее ячеечных моделях после каждого перехода фактически строилась новая цепь Маркова и составлялась новая матрица переходных вероятностей, а это увеличивает время расчета, и теряются все преимущества математического аппарата случайных марковских процессов по сравнению с другими математическими моделями

Угловое смещение ячеек, т е движение сыпучего материала в поперечном сечении, имитировали путем умножения на каждом переходе вектора предыдущего состояния системы не только на матрицу переходных вероятностей, но и на матрицу перемещений Элементы матрицы перемещений равны либо нулю, либо единице Разработанная математическая модель положена в основу имитационной модели процесса грохочения, которая позволяет методом последовательных приближений рассчитать оптимальные геометрические и режимные параметры при гарантированном качестве готового продукта

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований С целью сокращения времени проведения исследований большая часть экспериментов проводилась на модельной смеси из речного песка

(мелкая фракция) и стеклянных шариков (крупная фракция). На заключительной стадии использовались промышленные полидисперсные материалы: катализатор, УНМ.

Порядок проведения опытов был следующим. Готовилась двухкомпо-нентная смесь с определенной концентрацией мелкой фракции. Смесь загружали в перфорированный барабан (рис. 3), после чего включали вибропривод. Мелкую фракцию, высыпающуюся из барабана, собирали в емкость и через определенные промежутки времени взвешивали с точностью 0,01 г. Далее проводили аналогичные опыты с вращающимся барабаном и с барабаном, который одновременно вращается и совершает вертикальные колебания.

Рис. 3. Лабораторная установка:

/ - барабан с прозрачными торцевыми крышками и обечайкой из сетки; 2 — привод вертикальной вибрации; 3 - привод вращения; 4 - секционированный пробоотборник

Угловую скорость вращения барабана изменяли ступенчато; 0,05; 0,1; 0,15; 0,2; 0,25 от критической (ю^^/Я)0'5).

Результаты экспериментов показали, что при увеличении относительной скорости вращения барабана эффект от одновременного вращения и вибрации барабана уменьшается. В конечном итоге, интенсивность грохо-

4

чения при скорости вращения 0,25 шк-р всего на 6 % больше, чем при скорости 0,05 а>,ф В то же время потребляемая мощность при таком увеличении скорости вращения увеличивается больше, чем на 6 % Учитывая этот факт, было принято решение рекомендовать для промышленных установок минимальную угловую скорость вращения перфорированного барабана 0,05 юкр, при которой устойчиво существует циркуляционный режим движения катализатора

В процессе экспериментов было обнаружено, что вероятность просеивания существенно зависит от соотношения диаметра частиц и размера ячеек С целыо установления этой закономерности была проведена серия экспериментов с разными размерами частиц мелкой и крупной фракций

Установлено, что вероятность просеивания частиц через отверстия просеивающей поверхности удовлетворительно описывается следующей зависимостью

РО = К„К„

(6)

• • ц

где Км=ки £

i=i

Ч3о)

c(du(o), кК = кК% с (¿к О)) Дм А-

экспериментальные коэффициенты, d4(i) - диаметр частиц i-й мелкой фракции, ds(j) - диаметр частицу-й крупной фракции, d„ - диаметр ячейки сита, С(<4 (0) - концентрация частиц /-й мелкой фракции, C(dK) - концентрация частиц j-й крупной фракции

На рис 4, 5 представлено сравнение расчетных и экспериментальных значений времени просеивания одной и той же массы мелких частиц, при разных соотношениях диаметра частиц и характерного размера отверстий сита В данном случае использовалось относительное время грохочения время грохочения исходного материала, /гр 0,о4 - время грохочения при

размере частиц мелкой фракции 0,04 мм, /,р 0,обз размере частиц крупной фракции 0,063 мм

время грохочения при

ftp/'гр004

3 -2 1

0

djd.

0,2 0,4 0 6 0,8 1,0 Рис. 4 Зависимость времени грохочения от размера частиц мелкой фракции

'гр ' 'грООбЗ

4 4-±-*

—г---1—--.---1-,-1-1- 4

1,2 1,4 1,6 1,8 2,0

Рис. 5. Зависимость времени грохочения от размера частиц крупной фракции, при относительном диаметре частиц мелкой фракции </„/(//

1 - 0,7, 2-0,8, 5-0,9

В работе предложены и экспериментально подтверждены зависимости для расчета интенсивности грохочения от длины и диаметра барабана, коэффициента его заполнения исходным материалом, концентрации мелкой фракции в исходном материале Введение понятия «эффективная площадь просеивающей поверхности», а также представление интенсивности отсева и параметров грохота в относительных величинах позволяет легко осуществлять масштабные переходы от лабораторной установки к проектируемой при проведении предварительных расчетов основных режимных и геометрических параметров Окончательные значения указанных параметров определяются с использованием имитационной модели

В четвертой главе диссертации приводятся рекомендации по выбору диапазона режимных и геометрических параметров, которые необходимы для начала расчета грохота, описание новой конструкции барабанного вибрационного грохота, методики его расчета и результаты испытаний

Анализ научной и патентной литературы, а также результаты проведенных экспериментальных исследований показал, что весьма перспективным является объединение вертикальной вибрации и принудительного вращения барабана С одной стороны, обеспечивается высокая интенсивность грохочения, характерная для вибрационных грохотов, а с другой, появляется возможность достаточно просто очищать просеивающую поверхность, отверстия которой забиваются классифицируемым продуктом Более того, интенсивность грохочения несколько увеличивается за счет частичного суммирования интенсивности грохочения при вибрации и интенсивности грохочения при вращении барабана

Была предложена конструкция барабанного вибрационного грохота (Решение о выдаче патента РФ на изобретение от 01 08 08 по заявке № 2007120803 «Барабанный вибрационный грохот»), которая содержит основание, расположенную на основании посредством амортизаторов раму с вибратором, установленный на раме с возможностью вращения барабан с просеивающей поверхностью, узлы загрузки исходного материала и выгрузки фракций, реверсивный привод вращения барабана Внутри барабана установлены радиальные лопасти, которые периодически разрушают ядро сегрегации и перемещают мелкие частицы из центра циркуляции к просеивающей поверхности В результате разрушения ядра сегрегации повышается интенсивность и эффективность грохочения Именно из этих соображений определены расстояния от оси вращения барабана до внутренних и внешних краев лопастей ^ = (0,65 . 0,7)7?, Л2 = (0,8 0,95)Л, где Я - радиус барабана

Одним из вариантов предусмотрено шарнирное крепление лопастей и их поворот относительно радиального положения на угол равный 15 25 градусов, что позволяет на 10 15 % повысить интенсивность грохочения Выбор значений угла поворота обоснован значениями углов трения покоя зернистого материала по лопасти

Разрушению ядра сегрегации способствует также реверсивное вращение барабана, поскольку оно нарушает цикличность процесса При вращении в противоположную сторону происходит смешивание мелких и крупных частиц и концентрация мелких частиц вблизи просеивающей поверхности повышается, что способствует увеличению интенсивности грохочения

Для периодической очистки просеивающей поверхности предусмотрено специальное устройство Экспериментально была проверена работоспособность двух вариантов устройства механического, пневматического Механическое устройство представляет собой подпружиненный валик, связанный с основанием, а пневматическое - коллектор с отверстиями, в который импульсно подается воздух

На основе зависимостей для определения параметров движения и распределения сыпучего материала в поперечном сечении барабанного вибрационного грохота и математической модели процесса классификации полидисперсного материала разработана методика расчета основных геометрических и режимных параметров, при которых обеспечивается заданная производительность грохота и требуемое качество готового продукта В качестве исходных данных должны быть заданы производительность, максимально допускаемое содержание мелкой фракции в надрешетном продукте, максимальное и минимальное содержание частиц мелкой фракции в исходном материале, физико-механические характеристики исходного материала (гранулометрический состав, насыпная плотность, коэффициенты трения движения и покоя), результаты грохочения на лабораторной установке

Расчет основных параметров грохота осуществляется в следующей последовательности определяются параметры распределения исходного материала в поперечном сечении лабораторного грохота, формируется цепь Маркова, рассчитываются масштабные коэффициенты, проводится идентификация параметров математической модели, предварительно рассчитываются диаметр и длина барабана, рассчитываются параметры распределения материала в поперечном сечении проектируемого грохота и составляется цепь Маркова, с использованием математической модели проводится расчет процесса и решается задача оптимизации режимных и геометрических параметров Задача оптимизации сформулирована следующим образом необходимо найти такие диаметр и длину барабана, коэффициент заполнения его исходным материалом и размеры лопастей, при которых удельные энергозатраты будут минимальными, при обеспечении требуемой производительности и качества грохочения

Методика расчета реализована на ПЭВМ, причем программа построена в диалоговом режиме, что позволяет оперативно вносить изменения в исходные данные и критерии, по которым проводится анализ полученных результатов

С использованием данной методики спроектирован, изготовлен и испытан опытный образец грохота Сравнение данного грохота с прототипом, показало, что время грохочения сокращается на 20 30 %, при обеспечении требуемого качества готового продукта

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Экспериментально установлено, что при вращении горизонтального барабана с одновременной вертикальной вибрацией, потенциальная энергия частиц, находящихся в поднимающемся слое, постоянна и равна (0,9 0,95) потенциальной энергии всех частиц в остановленном барабане, что позволило на основе энергетического подхода получить аналитические зависимости для расчета параметров распределения сыпучего материала в поперечном сечении барабана

Экспериментально установлено, что гранулометрический состав исходного материала влияет на интенсивность грохочения, и предложены зависимости для количественного описания этого влияния

Предложена физическая модель процесса грохочения с учетом гранулометрического состава исходного материала, углового смещения и радиального перемещения частиц за счет одновременного воздействия вращения и вибрации

Разработана математическая модель процесса грохочения на базе ячеечной модели процесса смешивания-сегрегации и математического аппарата случайных марковских процессов дискретных в пространстве и времени, которая за счет введения масштабных коэффициентов и матрицы

перемещений учитывает специфику движения сыпучего материала в поперечном сечении вращающегося барабана, одновременно совершающего вертикальные колебания, и позволяет определять основные геометрические и режимные параметры грохота, а также прогнозировать качество готового продукта

На основе предложенных моделей и полученных аналитических зависимостей разработана имитационная модель процесса классификации полидисперсного материала, позволяющая прогнозировать качество готового продукта

Теоретически обоснованы и экспериментально проверены диапазоны изменения основных режимных и геометрических параметров барабанного вибрационного грохота, при которых реализуется процесс классификации с гарантированным качеством получаемых продуктов В частности, установлено, что для барабанных вибрационных грохотов максимальная интенсивность отсева мелкой фракции достигается при режимных параметрах находящихся в следующих диапазонах частота вертикальных колебаний (50 100) Гц, амплитуда вертикальных колебаний - (1. 10) от диаметра крупных частиц, относительная угловая скорость вращения барабана - (0,05 0,25) от критической, коэффициент заполнения, для грохотов периодического действия, в пересчете на частицы крупной фракции, -не более 0,1

На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований предложена новая конструкция барабанного грохота, которая позволила увеличить на 20 30 % интенсивность и повысить до 95. 98 % эффективность классификации катализатора в производстве УНМ На базе математической модели процесса грохочения разработана методика расчета основных режимных и конструктивных параметров барабанного вибрационного грохота

Предложенная конструкция грохота принята ОАО «Тамбовский завод "Комсомолец" им Н С Артемова» для использования в составе опытно-промышленной установки производства УНМ «Таунит», а методика - при расчете других типоразмеров барабанных вибрационных грохотов

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

</„ - диаметр частиц мелкой фракции, ¿4 - диаметр частиц крупной фракции, Б(г) - вектор состояния системы после перехода I, Р(г, у) - вероятность перехода частиц мелкой фракции из ячейки / в ячейку у, /■„(/, у) -вероятность перемещения частиц мелкой фракции из ячейки / в ячейку у, Л - внутренний радиус барабана, м, си^ - критическая скорость вращения барабана, Я, - радиус наружной границы подслоя м, Яс - расстояние от оси вращения барабана до центра циркуляции, м, N - количество подслоев, 5„ - площадь поднимающегося слоя

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1 Ткачев, А Г Механическая классификация катализаторов для производства углеродных наноматериалов / А Г Ткачев, С В Маслов, В Ф Пер-шин//ВестникТамб гос техн ун-та,2007 -Т 13,№3 -С 741-746

2 Маслов, С В, Экспериментальные исследования процесса грохочения / С В Маслов, П Ю Адамский // Труды ТГТУ сб науч ст молодых ученых и студентов. - Тамбов ■ Изд-во Тамб гос техн ун-та, 2007 -Вып 20 - С 42-45

3 Моделирование процессов смешивания-сегрегации в машинах барабанного типа / С В Першина, С В Маслов, В Г Однолько, В Ф Пер-шин // Сборник трудов XXI международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях - Саратов, 2008 - Т 5 -С 174-175

4 Свидетельство № 2008613905 регистрации программы для ЭВМ Расчет параметров распределения сыпучего материала в барабанном вибрационном грохоте / Маслов С В , Мартынова О В , Савельев А Ю , Пер-шинВФ (РФ), опубл 15 08 08

5 Свидетельство № 2008614293 о регистрации программы для ЭВМ Программа для расчета основных параметров вибрационного барабанного грохота / Маслов С В , Юдин А С , Першин В Ф (РФ), опубл 08 09 08

6 Свидетельство № 2008614294 о регистрации программы для ЭВМ Программа для расчета параметров процесса смешивания компонентов, склонных к сегрегации / Маслов С В , Худякова Е.А , Першин В Ф. (РФ), опубл 08 09 08

Подписано к печати 15 09 2008 Формат 60 х 84/16 0,93 уел печ л Тираж 100 экз Заказ № 383

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

Введение.

Глава 1. Литературно-патентный обзор.

1.1 Основные способы грохочения и устройства для их реализации.

1.2 Вибрационное грохочение.

1.3 Барабанные грохоты.

Выводы к первой главе.

Глава 2. Математическое моделирование процесса классификации в барабанном грохоте под воздействием вращения и вибрации

2.1 Выбор типа модели процесса классификации.

2.2 Качественный анализ процесса грохочения.

2.3 Определение параметров распределения материала в поперечном сечении барабана.

2.4 Сегрегация полидисперсного материала при (совместном воздействии вращения и вибрации.

2.5 Самоизмельчение частиц при вращении и вибрации барабана.

2.6 Процесс отсеивания мелкой фракции из барабана.

2.7 Разработка математической модели процесса классификации.

Выводы по второй главе.

Глава 3. Экспериментальные исследования процесса классификации в барабанном вибрационном грохоте.

3.1 Определение углов трения сыпучего материала.

3.2 Методика определения параметров распределения сыпучего материала в поперечном сечении барабана.

3.3 Проверка гипотезы о постоянстве потенциальной энергии 92 системы во вращающемся и вибрирующем барабане.

3.4 Исследование влияния режимных параметров на интенсив- 97 ность грохочения.

3.4.1 Влияние угловой скорости вращения барабана на интен- 97 сивность грохочения.

3.4.2 Влияние концентрации мелкой фракции на интенсивность 99 грохочения.

3.4.3 Влияние площади просеивающей поверхности на интен- 103 сивность грохочения.1.

3.4.4 Влияние коэффициента заполнения барабана материалом 105 на интенсивность и эффективность грохочения.

3.4.5 Влияние амплитуды и частоты колебаний на интенсив- 109 ность грохочения.

3.4.6 Влияние гранулометрического состава исходного материа- 110 ла на интенсивность грохочения.

3.5 Исследование процесса самоизмельчения катализатора.

3.6 Идентификация параметров математической модели процес- 116 са классификации и проверка ее адекватности.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Практическая реализация результатов исследований.

4.1 Разработка устройства для грохочения полидисперсного сыпучего материала.

4.2 Рекомендации по составлению Марковской цепи.

4.3 Методика расчета конструктивных и режимных параметров барабанного грохота.

Актуальность проблемы. Грохочение - распространенный технологический процесс в химической, пищевой, добывающей и других отраслях промышленности. Традиционные конструкции грохотов ориентированы на крупнотоннажные производства, поэтому, несмотря на большое количество работ, касающихся расчета и конструирования грохотов, практически отсутствуют исследования процесса механической классификации для малотоннажных производств. Характерным примером может служить фракционирование катализатора в производстве углеродных наноматериалов (УНМ). Результаты опытно-промышленной эксплуатации реактора показали целесообразность использовать в технологии синтеза катализатор с размерами не менее 0,063 мм, а более мелкую фракцию гранулировать. Таким образом, классификация катализатора стала одной из ключевых операций в производстве УНМ. Кроме этого, грохочение целесообразно использовать при производстве товарных форм УНМ с регламентированным гранулометрическим составом. Решение указанной проблемы, имеющей актуальное научное и практическое значение, определяет направления исследований данной работы, которая выполнялась в соответствии с программой Минобразования РФ «Развитие научного потенциала высшей школы» (код 2.2.11.5355) и в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработка по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 гг.» (Государственный контракт № 02.523.11.3001 от 16 мая 2007 года).

Цель работы. Исследование процесса классификации в барабане при совместном воздействии вращения и вибрации, создание на этой основе математической модели процесса грохочения полидисперсного материала, совершенствование конструкции и методики расчета режимных и геометрических параметров барабанных вибрационных грохотов.

Научная новизна.

Экспериментально установлено, что при вращении горизонтального барабана с одновременной вертикальной вибрацией, потенциальная энергия частиц, находящихся в поднимающемся слое постоянна и равна (0,9-^0,95) потенциальной энергии всех частиц в остановленном барабане, что позволило на основе энергетического подхода получить аналитические зависимости для расчета параметров распределения сыпучего материала в поперечном сечении барабана.

Экспериментально обнаружено влияние гранулометрического состава исходного материала на интенсивность грохочения и предложена физическая модель процесса грохочения, учитывающая влияние гранулометрического состава исходного материала, углового смещения и радиального перемещения частиц при воздействии вращения и вибрации.

Разработана математическая модель процесса грохочения на базе ячеечной модели процесса смешивания-сегрегации и математического аппарата случайных марковских процессов дискретных в пространстве и времени, которая за счет введения масштабных коэффициентов и матрицы перемещений учитывает специфику движения сыпучего материала в поперечном сечении вращающегося барабана, одновременно совершающего вертикальные колебания и позволяет определять основные геометрические и режимные параметры грохота, а также прогнозировать качество готового продукта.

Практическая ценность.

На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований предложена новая конструкция барабанного грохота, которая позволила увеличить на 20-30% интенсивность и повысить до 95-98 % эффективность классификации катализатора в производстве УНМ. На базе математической модели процесса грохочения разработана методика расчета основных режимных и геометрических параметров барабанного вибрационного грохота. Результаты численного моделирования и экспериментальных исследований позволили установить, что для барабанных вибрационных грохотов максимальная интенсивность отсева мелкой фракции и минимальные удельные энергозатраты достигаются при режимных параметрах, находящихся в следующих диапазонах: частота вертикальных колебаний — (50 ч-ЮО) Гц; амплитуда вертикальных колебаний - (1-^10) диаметра крупных частиц; относительная угловая скорость вращения барабана -(0,05^-0,25) от критической; коэффициент заполнения, для грохотов периодического действия, в пересчете на частицы крупной фракции -не более 0,1. Предложенная конструкция грохота принята ОАО «Тамбовский завод «Комсомолец» им. Н.С.Артемова для использования в составе опытно-промышленной установки производства УНМ «Тау-нит», а методика будет использована при расчете других типоразмеров барабанных вибрационных грохотов.

Автор защищает.

Экспериментальное подтверждение гипотезы о постоянстве потенциальной энергии системы для гладкого вращающегося барабана, совершающего вертикальные колебания.

Физическую и математическую модели процесса грохочения, учитывающие гранулометрический состава исходного продукта, угловое смещение и радиальное перемещение частиц за счет одновременного воздействия вращения и вибрации.

Конструкцию барабанного вибрационного грохота, которая повысила интенсивность и эффективность классификации катализатора в производстве УНМ «Таунит».

Методику расчета основных режимных и геометрических параметров барабанного вибрационного грохота.

Апробация результатов работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на XIX Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» По теме диссертации опубликовано 6 работ, одна из которых в рецензируемом журнале из Перечня ВАК.

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

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Экспериментально установлено, что при вращении горизонтального барабана с одновременной вертикальной вибрацией, потенциальная энергия частиц, находящихся в поднимающемся слое, постоянна и равна (0,9-г 0,95) потенциальной энергии всех частиц в остановленном барабане, что позволило на основе энергетического подхода получить аналитические зависимости для расчета параметров распределения сыпучего материала в поперечном сечении барабана.

Экспериментально установлено, что гранулометрический состав исходного материала влияет на интенсивность грохочения, и предложены зависимости для количественного описания этого влияния.

Предложена физическая модель процесса грохочения с учетом гранулометрического состава исходного материала, углового смещения и радиального перемещения частиц за счет одновременного воздействия вращения и вибрации.

Разработана математическая модель процесса грохочения на базе ячеечной модели процесса смешивания-сегрегации и математического аппарата случайных марковских процессов дискретных в пространстве и времени, которая, за счет введения масштабных коэффициентов и матрицы перемещений, учитывает специфику движения сыпучего материала в поперечном сечении вращающегося барабана, одновременно совершающего вертикальные колебания, и позволяет определять основные геометрические и режимные параметры грохота, а также прогнозировать качество готового продукта.

На основе предложенных моделей и полученных аналитических зависимостей разработана имитационная модель процесса классификации полидисперсного материала, позволяющая прогнозировать качество готового продукта.

Теоретически обоснованы и экспериментально проверены диапазоны изменения основных режимных и геометрических параметров барабанного вибрационного грохота, при которых реализуется процесс классификации с гарантированным качеством получаемых продуктов. В частности установлено, что для барабанных вибрационных грохотов максимальная интенсивность отсева мелкой фракции достигается при режимных параметрах, находящихся в следующих диапазонах: частота вертикальных колебаний (50 -г 100) Гц; амплитуда вертикальных колебаний — (Ы0) от диаметра крупных частиц; относительная угловая скорость вращения барабана — (0,05-^0,25) от критической; коэффициент заполнения, для грохотов периодического действия, в пересчете на частицы крупной фракции - не более 0,1.

На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований предложена новая конструкция барабанного грохота, которая позволила увеличить на 20-30% интенсивность и повысить до 95-98 % эффективность классификации катализатора в производстве УНМ. На базе математической модели процесса грохочения разработана методика расчета основных режимных и конструктивных параметров барабанного вибрационного грохота.

Предложенная конструкция грохота принята ОАО «Тамбовский завод «Комсомолец» им. Н.С.Артемова для использования в составе опытно-промышленной установки производства УНМ «Таунит», а методика при расчете других типоразмеров барабанных вибрационных грохотов.

1. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии./А.Г. Касаткин М.: Химия, 1971.- 784с.

2. Плановский А.Н. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии / А.Н.Плановский, П.И.Николаев// М.-Гостоптехиздат, I960.- 551 с.

3. Процессы и аппараты химической технологии. Явления переноса, макрокинетика, подобие, моделирование, проектирование. В 5 т. Т 2. Механические и гидромеханические процессы / Д.А. Баранов и др. . ; под ред. A.M. Кутепова.- М.: Логос, 2001.- 600 с.

4. Конструирование и расчет машин химических производств / Ю. И. Гусев, И. Н. Карасев, Э.Э. Кольман-Иванов, Ю. И. Макаров, М.П. Макевнин, Н.И. Рассказов. —М.: Машиностроение,1985. -408с.

5. Грохочение Электронный ресурс.:- Режим доступа: http://www.xumuk.rU/encyklopedia/l 154.html -свободный

6. Макаров В. И. Машины для дробления и сортировки материалов /, В.И. Макаров, В.П. Соколов,- Справочник, М. — Л., 1966.-158 с.

7. Андреев С. Е. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых / С.Е. Андреев, В.В. Зверевич , В.А. Перов .2 изд., М., 1966.-396 с.

8. Пономарев И. В., Дробление и грохочение углей/ И.В.Пономарев.- М., 1970.-367 с.

9. Грохот Starck Sizer Электронный ресурс.: Релсим доступа: http://www. metalinfo.ru/ - свободный.

10. HyBrute Screener Электронный ресурс.: Режим доступа: http://www.clevelandvibrator.cOm/equipment/screeners/hybrute.p hpj: свободный.

11. Грохота ( виброгрохот ) Электронный ресурс.: Режим доступа: http://www.consit.ru/02obor grohota.shtml- свободный.

12. Грохоты вибрационные Электронный ресурс.: Режим доступа: http://www.vt-spb.ru/page.php?pageld=5&topicld—14 - свободный.

13. Screeners3neKTpoHHbm ресурс.: Режим доступа:http://carriervibrating.com/industries/products/screeners свободный.

14. Вибрационный грохот Электронный ресурс.: Режим дос-тупа:http://break-day.ru/2-5 .htm - свободный.

15. Вибрационный грохот Электронный ресурс.: Режим доступ а :\Щ) ://www.machinery-china.ru/ProductsDetail.aspx?id=355&s id=29-свободный.

16. Наклонный виброгрохот Электронный ресурс.: Режим доступа: http://www.speco-dsk.ru/vibratsionnyi grohot.html -свободный.

17. Ротационные вибрационные грохоты серии RotaClass Электронный ресурс.: Режим доступа: http://www.schenck.com. ua/rotaclass.htm-свободный.

18. Вибрационный грохот Электронный ресурс.: Режим доступа: http://www.china-crushers.ru/product-Roller%20mills.html -свободный.

19. Vibratory Screen Электронный ресурс.: Режим доступа: http://www.ivivibratoryequipment.com/vibratory-screen.html-свободный

20. Линейные вибрационные грохоты LinaClass Электронный ресурс.: Режим доступа:http://www.schenck.com.ua/linaclass.htm -свободный.

21. Vibratory Screen Электронный ресурс.: Режим доступа: http://www.generalkinematics.com/us/proddesc.cfm/productid/38-свободный.

22. Vibratory Screen Электронный ресурс.: Режим доступа: http://www.vtcenter.ru -свободный.

23. Многочастотный вибрационный грохот Электронный ресурс.: Режим доступа: http://www.equipet.ru/ show equip.php?equip-cBo6oflHbm.

24. Система Kroosher® и Ultimate Screener™ на грохотах Krooshhttp Электронный ресурс.:- Режим доступа: http//www.ntds.ru/sistema-kroosher.html свободный.

25. Идеальный грохот Электронный ресурс.:- Режим доступа: http//www. Vibrocom.ru/remarks/ulsrem/htm свободный.

26. Просеивающие машины с непосредственным возбуждением ситового покрытия Электронный ресурс.:- Режим доступа: http//www.rhwum.com свободный.

27. А.С. 2106918 СССР МКИ3 В 07В 1/40. Вибрационный грохот и способ грохочения на нем сыпучего материала / Д.М. Белый , Ю.А. Ляхов (СССР). № : 95114088/03; заявл. 08.08.95; опубл. 03.02.98, Бюл. № 8.- 3 е.: ил.

28. А.С. 2111801 СССР МКИ3 В 07В 1/40. Виброгрохот / В.В. Бердус (СССР). № : 95108292/03; заявл. 29.05.95; опубл. 27.05.98, Бюл. № 10.- 3 е.: ил.

29. A.c. 2064348 СССР МКИ3 В 07В 1/40. Вибросито / С.М. Кулиш (СССР). № : 94013702/03; заявл. 18.04.94; опубл. 27.07.96, Бюл. № 11.- 2 с.: ил.

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

31. Першин В.Ф. Машины барабанного типа: основы теории, расчета и конструирования /В.Ф. Першин.- Воронеж: Изд-во ВГУ, 1990.- 168 с.

32. Маляров П.В. Интенсификация процессов разделения материалов по крупности в барабанных грохотах /П.В. Маляров // Сборник «Проблемы механики горно-металлургического комплекса», Днепропетровск: 2002. С. 169-171.

33. Маляров П.В. К вопросу разделения материалов по крупности в барабанных грохотах / П.В. Маляров, В.Ф. Степурин, A.B. Лавриненко Вестник, серия «Естественнонаучная» №1(16)

34. 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.

35. Барабанный грохот Электронный ресурс.: Режим доступа: http://www.itzm.ru/products/?section=:0.0.4.4-CBo6oflHbifi.

36. Барабанный грохот промывочный Электронный ресурс.:-Режим доступа:http://www.zavodtrud.ru/page.phtml ?page=kl&node= 105

37. A.c. 2155108 СССР МКИ3 В 07В 1/22. Способ переработки бытовых отходов и устройство для его осуществления / A.A. Агибалов , Г.И. Андреев, A.B. Исаченко, А.Н. Новожилов,

38. A.A. Юшин (СССР). № :2000102695/13; заявл. 07.02. 2000; опубл. 27.08.2000, Бюл. № 8.- 3 е.: ил.

39. А.С. 2139150 СССР МКИ3 В 07В 1/22. Барабанный грохот/ Г.В. Серга, A.B. Ляу, А.Н. Иванов (СССР). № : 98114703/03 ; заявл. 28.07.98; опубл. 10.10.99, Бюл. № 8.- е.: ил.41 .http://www.speco-dsk.ru/barabannyigrohot.html

40. Передвижные установки Электронный ресурс.: -Реэким доступа: Ь11р://шуугУУ.р-0зи.ги/0зиЗО.Ь1ш-свободный.

41. A.c. 1142177 СССР МКИ3 В 07В 1/22. Цилиндрическое решето / М.В. Кузьмин, В.Ю.Чуриков (СССР). № 3621152/29-03; заявл. 13.07.83; опубл. 28.02.85, Бюл. № 8,- 3 е.: ил.

42. A.c. 1750741 СССР МКИ3 В 07В 1/22. Грохот / H.H. Леухин (СССР). № 4854013/03; заявл. 25.07.90; опубл. 30.07.92, Бюл. № 28.- 2 е.: ил.

43. A.c. 1745367 СССР МКИ3 В 07В 1/22. Барабанный грохот / М.С. Хохуля, А.А.Улезко, М.В.Шкрибеев, Л.А.Хлебников (СССР). № 4814081/03; заявл. 16.04.90; опубл. 07.07.92, Бюл. № 25.- 4 е.: ил.

44. A.c. 1747194 СССР МКИ3 В 07В 1/40. Барабанный вибрационный грохот / А.Д. Рудин, Г.А.Чернов, Ю.А.Сторожев, Г.С.Беляев (СССР). № 4850846/03; заявл. 10.07.90; опубл. 15.07.92, Бюл. № 26.- 7 е.: ил.

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

46. 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.

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

48. 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.

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

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

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

52. Пасько A.A. Разработка новых конструкций вибрационныхсмесителей барабанного типа для сыпучих материалов и методика их расчета. Автореф. дис. . канд. тех. наук. Тамбов, 2000. 16 с.

53. 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.

54. Кафаров В.В. Системный анализ процессов химической технологии. Основы стратегии. / В.В. Кафаров, И.Н.Дорохов -М.: Наука, 1976.- с.

55. 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.

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

57. Першин В. Ф., Минаев Г. А. Использование энергетического подхода при определении режимов движения сыпучего материала во вращающемся барабане // Теорет. основы хим. технологии.- 1989.- Т. XXIII.- № 5.- С. 659-662.

58. А. с. 1226000 СССР МКИ в 01В 3/56. Устройство для определения углов естественного откоса сыпучих материалов / В. Ф. Першин, Е. А. Мандрыка, А. Н. Цетович СССР.- № 3776750/25-28. Заявлено 30.07.84; Опубл. 23.04.86. Бюл. № 15. 3 е.: ил.

59. А. с. 1478101 СССР МКИ 0 01 N19/02. Споособ определения коэффициента трения движения сыпучего материала /

60. В. Ф. Першин, Г.А.Минаев СССР.-№ 4191624/25-28. Заявлено 06.02. 87; Опубл. 07.05.89. Бюл. № 17. 4 е.: ил.

61. А. с. 1430819 СССР МКИ G 01 N 3/56. Способ определения угла трения покоя сыпучих материалв / В. Ф. Першин, Г. А. Минаев, В. Л. Негров СССР.- № 4190913 /25-28. Заявлено 04.02.87; Опубл. 15.10.88. Бюл. № 38. 3 е.: ил.

62. Schulze, D.: Appropriate devices for the measurement of flow properties for silo design and quality control, PARTEC 95, Preprints "3rd Europ. Symp. Storage and Flow of Particulate Solids", 21.-23.3.95, Nürnberg, pp. 45-56

63. Осипов A.A. Разработка, исследование и расчет вибрационной установки для приготовления многокомпонентных смесей смешивания: Автореф. дис. .канд. тех. наук. / А.А.Осипов, Тамбов, 1980. 16 с.

64. Першин В.Ф. Расчет распределения сыпучего материала в гладком вращающемся барабане / В.Ф. Першин // Химическое и нефтяное машиностроение.- 1984.- № 9.-С.31-33.

65. 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.

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

67. Shu-San Hsiau, Wen-Cheng Chen. Density effect of binary mixtures on segregation process in a vertical shaker / Advanced Powder Technol., Vol. 13, 2002, № 13, pp. 301-315.

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

69. Кога Д. Исследование процесса смешения частиц с различной плотностью в горизонтальном барабанном смесителе: Пер. с япон. // Рикакогу кэнкюсе хококу. 1980. - Т. 56. - № 5-6. - С. 95-102. / ВЦП. - № Г-36703. - М.: 18.12.81. - 22 с.

70. 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.

71. 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.

72. 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.

73. Dolgunin V.N. Surface and resilience effects of particles undergoing rapid shear flow /V.N. Dolgunin, A.A. Ukolov, D.N. Al-lenov // The Forum for Bulk Solids Handling, Proceedings. V 1, The Dead Sea, Israel, 2000. P.8.67-8.73.

74. Аленов Д.Н. Моделирование процесса сегрегации в гравитационном потоке частиц различной шероховатости и упругости. Автореф. дис. . канд. тех. наук. Тамбов, 2002. 16 с.

75. Shu-San Hsiau, Ying-Yu Lin. Segregation and convection of binary disks in a vertical shaker / Advanced Powder Technol., V 11, 2000, №4, pp. 439-457.

76. Shu-San Hsiau, Wen-Cheng Chen. Density effect of binary mixtures on the segregation process in a vertical shaker / Advanced Powder Technol., V 13, 2002, № 3, pp. 301-315.

77. Shu-San Hsiau, Ming-Yuan Ou, Chi-Hwang Tai. The flow behavior of granular material due to horizontal shaking / Advanced Powder Technol., V 13, 2002, № 2, pp. 167-180.

78. 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.

79. Борщев В.Я. Феноменологический анализ взаимодействия неэластичных несвязных частиц в быстром гравитационном потоке /В.Я.Борщев, В.Н.Долгунин, П.А.Иванов // Теор. основы хим. технологии.- 2008.- Т.42, №3.- С. 1-5

80. Dolgunin, A.A. Ukolov and O.O. Ivanov. Research on particle segregation during a rapid gravity flow. // The Third Israeli Conference for Conveying and Handling of Particulate Solids. Israel, 2000. pp. 8.67-8.73.

81. Вайберг JI.B. Механические колебания и их роль в технике. / Л.В. Вайберг, Г.С. Писаренко М.: Госиздат физ.- мат. лит. 1958.-232 с.

82. M.G. Jones, P. Marjanovic and D. MeGlinchey An investigation of degradation and segregation in typical coal handling processes // The Third Israeli Conference for Conveying and Handling of Particulate Solids. Israel, 2000. pp. 8.55-8.60.

83. J. Mosby. Segregation of particulate solids and chemometrics // The POSTEC Newsletter №15, 1996. pp. 20-22.

84. F. Knutsen Mixing of powders The never ending battle against segregation7 F. Knutsen, G.I. Landmo // The POSTEC Newsletter №15, 1996. pp. 27-30.

85. L. Bates User guide to segregation/ L. Bates// United Kingdom. Marlow, 1997 P. 133.

86. Гончаревич И. Ф. Теория вибрационной техники и технологии /И.Ф. Гончаревич, К.В. Фролов. М., «Наука», 1981.-320 с.

87. Блехман И.И. Что может вибрация? / И.И. Блехман М.: Наука, 1988.-208 с.

88. Карамзин В.Д. Техника и применение вибрирующего слоя /

89. B.Д. Карамзин В.Д. // Киев: Наук, думка, 1977. - 239 с.

90. Макаров Ю.И. Основы расчета процессов смешения сыпучих материалов. Исследование и разработка смесительных аппаратов: Автореф. дис. . док. тех. наук. Москва, 1975. 35 с.

91. Мищенко С.В. Определение физико-механических и технологических свойств углеродных наноматериалов. Современное состояние, проблемы и перспективы / С.В. Мищенко,

92. C.В. Першина, А.И. Шершукова //Вестник ТГТУ. Т.14.№ 1. 2008. Рубрика 01. Препринт 23. 52 с.

93. Першин В.Ф. Коэффициенты трения сыпучих материалов / В.Ф.Першин, М.М. Свиридов, В.В. Черный // Сушка и грануляция продуктов микробиологии и тонкого химического синтеза : тез. Докл.респ. науч. Конф,- Тамбов, С. 113-114.

94. Каталымов А.В. Дозирование сыпучих и вязких материалов./ А.В. Каталымов, В.А. Любортович -Л.:Химия, 1990.-240с.

95. А. с. 1472757 СССР МКИ3 G 01 В 11/26 Способ определения угла естественного откоса сыпучих материалов // Н.М. Казанский, А.Д. Ишков, В.Ф. Першин, А.Н. Цетович, Е.А. Мандрыка. Б.и. №14, 1989. 2 с. ил.

96. А. с. 136920 СССР МКИ3 G 01 В 7/30 Устройство для измерения углов откоса и обрушения // А.Н. Цетович, А.П. Востоков, Е.А. Мандрыка, В.Ф. Першин, Н.М. Казанский. —1. Б.и. №48, 1987. 4 с. ил.

97. Демин О.В. Совершенствование методов расчета и конструкций лопастных смесителей: Автореф. дис. канд. тех. наук. Тамбов, 2003. -16 с.

98. A.c. 1430819 СССР, МКИ G01 В 3/56. Способ определения угла трения покоя сыпучих материалов / В.Ф. Першин, Г.А. Минаев, В.Л. Негров (СССР). № 4190913/25-28; Заявлено 04.02.88; Опубл. 15.10.88, Бюл. № 38. 2 с. ил.

99. Барышникова C.B. Разработка новых конструкций и методов расчета устройств для непрерывного дозирования сыпучих материалов: Автореф. дис. . канд. техн. наук. / C.B. Барышникова Тамбов, 1999. - 16 с.

100. Ахназарова С.Л. Оптимизация эксперимента в химической технологии. / С.Л. Ахназарова, В.В. Кафаров. М.: Высш.школа.-1978, с.

101. Саутин С.Н. Планирование эксперимента в химии и химической технологии. / С.Н. Саутин. Л.: Химия, 1975

102. A.c. 1430819 СССР, МКИ G01 В 3/56. Способ определения угла трения покоя сыпучих материалов / В.Ф. Першин, Г.А. Минаев, В.Л. Негров (СССР). № 4190913/25-28; Заявлено0402.88; Опубл. 15.10.88, Бюл. № 3g.

103. 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.

104. 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.

105. 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.

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

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

108. Ткачев А.Г. Углеродный наноматериал «Таунит» структура, свойства, производство и применение / Ткачев А.Г.//

109. Перспективные материалы.-2007.-Т .177. №3-С. 5-9.

110. Справочник по обогащению руд. Подготовительные процессы/ Под ред. О.С. Богданова, В.А. Олевского. 2-е изд., пе-рераб. и доп. М.:Недра, 1982. 366с.

111. Марик К. Математическая модель процесса непрерывного смешения сыпучих материалов. / К. Марик, Е.А. Баранцева,

112. B.Е. Мизонов, А. Бертье // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2001. - Т. 44. - Вып. 2. - С. 121-123.

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

114. Бпранцева Е.А. "Экспериментальное исследование взаимодействия лопасти с плоским слоем сыпучего материала/ Е.А. Баранцева, К.Марик, В.Е. Мизонов, А. Бертье // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2001. - Т. 45. - Вып. 2. - С. 138-140.

115. Ткачев, А.Г. Механическая классификация катализаторов для производства углеродных наноматериалов / А.Г. Ткачев,

116. C.В.' Маслов, В.Ф. Першин // Вестник Тамб. гос. техн. ун-та, 2007. Т. 13, № 3. - С. 741 - 746.2.

117. Маслов, С.В, Экспериментальные исследования процесса грохочения /С.В. Маслов, П.Ю. Адамский // Труды ТГТУ : сб. науч. ст. молодых ученых и студентов. — Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2007. Вып. 20. - С. 42 - 45.

118. Свидетельство № 2008613905 регистрации программы для ЭВМ. Расчет параметров распределения сыпучего материала в барабанном вибрационном грохоте / Маслов C.B., Мартынова О.В., Савельев А.Ю., Першин В.Ф. (РФ); опубл. 15.08.08.

119. Свидетельство № 2008614293 о регистрации программы для ЭВМ. Программа для расчета основных параметров вибрационного барабанного грохота / Маслов C.B., Юдин A.C., Першин В.Ф. (РФ); опубл. 08.09.08.

120. Свидетельство № 2008614294 о регистрации программы для ЭВМ. Программа для расчета параметров процесса смешивания компонентов, склонных к сегрегации / Маслов C.B., Худякова Е.А., Першин В.Ф. (РФ); опубл. 08.09.08.