IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

В настоящее время, для характеристики различных технологических процессов широко используется математическое моделирование. Исследуемый процесс характеризуется посредством различных математических уравнений, например, системой дифференциальных уравнений. Используя методы математической статистики и теории вероятностей при математической обработке, можно решить (проинтегрировать) разработанные дифференциальные уравнения. Решения системы дифференциальных уравнений можно получить с помощью вычислительных машин. Решения дают возможность предварительного исследования оптимальных показателей рассматриваемых процессов.

Теоретическое исследование путей совершенствования процесса прессования, используя совмещенные процессы, раскрывает содержание исследовательской работы. Исследованию процесса прессования в комбикормовой промышленности посвящены работы многих ученых, среди которых изучались шнековые прессы. Однако в связи со сложностью конструкций шнековых прессов при математическом описании процесса прессования, которому посвящены множество исследований, не определены пути теоретического исследования. Поэтому направления теоретических исследований определяются на основе задач, поставленных в работе.

Математические характеристики шнековых прессов могут быть определены из системой уравнений, описывающей движение, энергетические и реологические характеристики прессуемого материала. Но на основе этой системы очень сложно определить характеристики процесса прессования в кривых шнековых пазах. В данной работе сложно получить математические уравнения нескольких функций конструкции шнека, а именно при транспортировке продукта между машинами, прессовании и формовании (через диафрагменную конусную решетку). Поэтому уравнения можно решить только при соответствующих допущениях и ограничениях.

Чем больше используется допущений при математическом моделировании, тем легче выполнять решения на практике. При этом правильное использование допущений помогает правильно выбрать решение.

В данном случае математическое моделирование проводили при следующем допущении: прессующий шнек неподвижен, а его корпус вращается в обратном направлении, и это дает возможность найти простое решение. Как видно, здесь нет никаких различий. В этом случае канал между витками шнека представлен в виде винтовой полости прямоугольного сечения. Попробуем распрямить эту полость, введя в место винтового канала выпрямленную трубу прямоугольного сечения, и имеющую подвижную в силу сделанного выше допущения движения верхнюю плоскость. При сопоставлении упрощенного варианта и расчета точных радиусов шнековых каналов в комбикормовой промышленности ошибка от такой замены не превышает 8÷10 %, что при данном подходе вполне допустимо.

Это отношение точных значений винтовых и упрощенных вариантов можно подсчитать по формуле

,

где .

В данном случае поперечное сечение витка прессующее-нагнетающего шнека соответствует форме трапеции, а именно при площадях S₁=S₂ отклонение площади S упрощенного канала шнека равно ε = 4÷5%.

Рассмотрим, что модель прессующего шнека – канал определенной формы и размеров, а характеристика процесса прессования на основе перепада давлений в сечениях каналов и мощности пресса – элемент механики сплошной среды.

Таким образом, рассматриваемые допущение дает возможность найти простое решения и получить результат математической модели расходно-напорный характеристика конструкций формователя и прессующее-нагентающего шнека пресса в процессе гранулирования комбикормов.