IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Электромагнитные механоактиваторы (ЭММА) отличаются от остальных измельчающих устройств возможностью регулирования обмотками управления величины магнитного поля постоянного тока в рабочем объеме в процессе измельчения, а, следовательно, возможностью варьируемого силового воздействия на измельчаемое сырье размольными ферромагнитными элементами [1]. Отсюда появляется возможность установления ограничения количественных диапазонов силовых взаимодействий между размольными органами ЭММА для каждого конкретного вида сырья с учетом требуемых выходных параметров.

В проблеме селективного разрушения важно определить величину усилия, при котором требуемое сырье на выходе аппарата будет иметь необходимые и достаточные показатели. При неправильном приложении внешнего усилия существует большая вероятность получить отрицательный результат, например, если приложить больше необходимой и достаточной силы, можно разрушить сырье до меньших фракций, либо подвергнуть разрушению размольные элементы ЭММА.

Удельная энергоемкость объемного разрушения сырья [Дж/м³] характеризует отношение энергозатрат к объему разрушения поверхностного слояматериала. На энергоемкость процесса разрушения сырья влияют как физико-механические свойства, так и технологические условия разрушения (энергия удара, ударяющая масса и скорость удара, форма размольных элементов). Для выявления наиболее эффективного условия диспергирования удобнее всего управлять энергией единичного удара и формой (в т.ч. массой) размольных элементов ЭММА.

Определение необходимой и достаточной механической энергии разрушения сырья ударными усилиями возможно опытным путем, например, использовав установку, аналогичную вертикальному гравитационному коперу (рисунок 1).

На измельчаемое сырье свободно перемещается по направляющим груз. При варьировании высоты и параметров груза (веса, формы) можно подобрать оптимальные параметры разрушения конкретного сырья.

Энергия единичного разрушения определяется как [Дж], где m - масса сбрасываемого с заданной высоты груза [кг]; g = 9,81 [м/с²] - ускорение свободного падения; Н - высота, с которой сбрасывается груз [м].

Удельная энергоемкость разрушения определяется как отношение энергии единичного разрушения к объему измельченного сырья: [Дж/м³].

Рисунок 1 – Установка экспериментального определения требуемой энергии разрушения

После проведения серии экспериментов можно выявить зависимость между удельной энергоемкостью разрушения и полученной энергией единичного удара. При недостаточных энергиях разрушения энергоемкость процесса стремится к бесконечности, но и при избыточных энергиях разрушения энергоемкость процесса значительно увеличивается. Для снижения энергоемкости и увеличения энергоэффективности процесса диспергирования требуется комплексный подход. Кроме вычисления оптимальных параметров размольных элементов и определения требуемой минимальной энергии разрушения, необходимо ограничивать и максимальные значения энергии разрушения, обусловленные конструкцией ЭММА, и недопустимости саморазрушения размольных органов аппарата.

Учитывая требуемое значение энергии разрушения сырья к проектируемым параметрам ЭММА, а именно к рабочей мощности, увеличивается степень приближения режимных параметров работы проектируемого аппарата к необходимым обоснованным физико-химическим параметрам осуществляемого процесса. Таким образом, снижается уровень контактных напряжений в структурных группах ферромагнитных размольных элементов и снижается вероятность развития усталостного процесса намола, в том числе и снижается вероятность прямого разрушения размольных ферротел.

Литература

1. Беззубцева М.М. Прикладная теория электромагнитной механоактивации / М.М. Беззубцева, В.С. Волков – СПб: изд-во СПбГАУ, 2014. – 176 с.

2. Беззубцева М.М., Волков В.С. Теоретические исследования электромагнитного способа измельчения материалов (монография) // Международный журнал экспериментального образования. –2015. – № 2-1. –С. 68-69.

3. Беззубцева М.М., Волков В.С. Механоактиваторы агропромышленного комплекса. Анализ, инновации, изобретения (монография) // Успехи современного естествознания. –2014. – № 5-1. –С. 182.

4. Беззубцева М.М., Волков В.С., Стоборева М.Н., Дзюба А.А. Методы повышения надежности работы аппаратов с магнитоожиженным слоем различного целевого назначения // Современные наукоёмкие технологии. – 2015. №11

5. Беззубцева М.М., Обухов К.Н. К вопросу исследования диспергирующих нагрузок в электромагнитных механоактиваторах // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2015. – № 8 (часть 5).

Код для цитирования: Скопировать