Научный журнал
Международный журнал экспериментального образования

ISSN 2618–7159
ИФ РИНЦ = 0,757

К ВОПРОСУ ИССЛЕДОВАНИЯ КОНТАКТНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В АППАРАТАХ С МАГНИТООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ

Беззубцева М.М. 1 Воронов М.С. 1
1 Санкт-Петербургский государственный аграрный университет
1. Беззубцева М.М., Волков В.С., Обухов К.Н., Котов А.В. Определение сил и моментов, действующих на систему ферромагнитных размольных элементов цилиндрической формы в магнитоожиженном слое рабочего объема электромагнитных механоактиваторов // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 11-3. –С. 504-508.
2. Беззубцева М.М., Волков В.С., Обухов К.Н. Инжиниринг энерготехнологических процессов в АПК // Международный журнал экспериментального образования. –2015. – № 5-2. – С. 220.
3. Беззубцева М.М., Обухов К.Н. К вопросу исследования физико-механических процессов в в магнитоожиженном слое ферротел // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2015. – №7 (часть 2). – С. 191-195.
4. Беззубцева М.М., Волков В.С. Исследование физико-механических процессов в магнитоожиженном слое феррочастиц // Фундаментальные исследования. 2014. № 1 -1. – С. 13-17.
5. Беззубцева М.М., Волков В.С.Теоретические исследования электромагнитного способа измельчения материалов (монография) // Международный журнал экспериментального образования. – 2015. – № 2-1. – С. 68-69.
6. Беззубцева М.М., Смелик В.А., Волков В.С. Исследование закономерностей износа ферроэлементов магнитоожиженного слоя электромагнитных механоактиваторов // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 2–20. – С. 4398-4402.
7. Беззубцева М.М. К вопросу исследования эффекта намола в аппаратах с магнитоожиженным слоем ферротел // Международный журнал экспериментального образования. – 2014. – № 8-3. – С. 96.
8. Беззубцева М.М., Волков В.С. К вопросу исследования коэффициента объемного заполнения аппаратов с магнитоожиженным слоем // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2015. – № 3-1. – С. 8-10.
9. Беззубцева М.М., Волков В.С. Оптимизация коэффициента объемного заполнения электромагнитных механоактиваторов (ЭММА) // Современные наукоемкие технологии. – 2013. – № 3. С. 70-71.
10. Беззубцева М.М., Волков В.С. Исследование энергоэффективности дискового электромагнитного механоактиватора путем анализа кинетических и энергетических закономерностей // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 6 – 9. – С. 1899-1903.
11. Беззубцева М.М., Волков В.С., Обухов К.Н., Котов А.В. Энергетическая теория способа формирования диспергирующих нагрузок в электромагнитных механоактиваторах // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 12-6. – С. 1157-1161.
12. Беззубцева М.М., Волков В.С. К вопросу исследования закономерностей электромагнитного способа измельчения продуктов // Международный журнал экспериментального образования. –2015. –№ 2-3. – С. 428-429.

Процесс измельчения в аппаратах с магнитоожиженным слоем, в том числе и в электромагитных механоактиваторах (ЭММА) [1, 2, 3], носит одновременно как случайный, так и статический характер. Концептуально изучение вероятностных аспектов возникновения контактных взаимодействий между ферромагнитной средой [4] и частицами продукта проведены по аналогии с методикой исследования рабочих механических процессов в барабанных мельницах [5]. В аппаратах с подвижной ферромагнитной средой случайность проявляется в столкновении частиц с размольными элементами, а статичность – в том, что в процессе участвует бесконечное множество частиц с различными физико – механическим и реологическими свойствами. Вероятное число частиц в зоне силового контакта размольных ферроэлементов определена выражением

tehnic1.wmf;

здесь tehnic2.wmf – функция вероятности нахождения частицы в зоне «скольжения»; V – доля заполнения аппарата материалом. В процессе работы часть частиц внедряется в поверхность размольных элементов. Отдельные частицы вырываются с поверхности при их относительном движении [6]. Полагаем, что измельчение частиц продукта протекает при равновесии этих двух процессов. Тогда формула вероятного числа попавших под силовое воздействие частиц продукта примет вид

tehnic3.wmf

(здесь tehnic4.wmf вероятность отрыва вдавленной частицы при контакте с частицей на другом шаре). При этом функция имеет вполне определенный вид функции вероятности вдавливания частицы в размольный элемент приконтактном взаимодействии: tehnic5.wmf(здесь Н – отношение твердости частицы). Коэффициент k = 0,7 определяется из условия, что Н = 1, функция Ре = 0,5 равновероятна. При очень большом (или малом) значении Н вероятность отрыва будет высока [6]. При промежуточных твердостях вероятность минимальна (при Н = 1 функция имеет минимальное значение 0,08). Из уравнения следует, что число частиц Ne нечувствительно к изменению коэффициентов вероятности k1/k2 и их можно не учитывать при моделированиии. Скорость измельчения пропорциональна числу частиц в зоне удара, вероятности разрушения частицы, попавшей в зону хотя бы один раз, фактору, ограничивающему свободу движения размольных элементов при максимальном заполнении измельчаемым материалом. В этой связи скорость измельчения может быть определена по формуле

tehnic6.wmf

(здесь G1 – количество продукта, приходящегося на один удар, которое может быть представлено вновь образованной поверхностью; tehnic7.wmf – вероятность противоположного события; tehnic8.wmf – вероятность внедрения частицы в размольный элемент при ударе). Произведение двух последних функций дает вероятность того, что частица участвует в контактном взаимодействии с ферроэлементами. (справедливо для мягкой частицы) [7]. Функция

tehnic9.wmf

определяет вероятность зажатия одной частицы между любым типом поверхностей (вероятность появления одного из двух несовместимых событий равна сумме их вероятностей). Поскольку твердость размольных ферроэлементов больше твердости зерновых продуктов [6], то Н >>1 и функция примет значение равное единице. Функция tehnic10.wmf определяет вероятность разрушения частицы, попавшей в «слой скольжения». При увеличении числа частиц в рабочем объеме ЭММА она уменьшается. Выражение tehnic11.wmf (где IР – доля заполнения камеры размольными элементами [8, 9], WM – объем камеры измельчителя ) определяет число размольных элементов в ЭММА. Функция tehnic12.wmf это вероятность ограничения свободы движения размольных элементов присутствием материала. С учетом этих положений выражение для вычисления скорости имеет вид

tehnic13.wmf.

При этом ЭММА являются адаптивными системами [10], в которых нагружающие элементы способны изменять энергию воздействия в соответствии с изменением размера частиц [11,12]. Вероятность отбора измельчаемых частиц в таких системах приближается к единице (т.е. число элементов воздействия близко к числу разрушаемых частиц).


Библиографическая ссылка

Беззубцева М.М., Воронов М.С. К ВОПРОСУ ИССЛЕДОВАНИЯ КОНТАКТНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В АППАРАТАХ С МАГНИТООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ // Международный журнал экспериментального образования. – 2015. – № 9. – С. 83-85;
URL: http://expeducation.ru/ru/article/view?id=8217 (дата обращения: 03.12.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074