Электромагнитные мешалки (ЭММ) представляют перспективный тип технологического оборудования, позволяющего снизить энергоемкость продукции [1, 2, 3, 4, 5 ,6]. Экспериментальные исследования проводились на аппаратах, представляющих предмет изобретения [6, 7, 8]. При проведении эксперимента величина силы тока Iy в обмотке управления (ОУ) варьировалась от 0,2 А до 0,8 А (изменение электромагнитной индукции В от 0,1 Тл до 0,5 Тл в рабочем объеме), скорость вращения вала устройства n устанавливалась от 14 об/с до 24 об/с. Анализ полученных данных подтвердил, что увеличение Iy и n приводит к интенсификации процесса перемешивания [1, 2, 9]. Наиболее эффективно процесс протекал при Iy = 0,8 А и n = 24 об/с. Дальнейшее увеличение величин Iy и n приводит к оттеснению ферромагнитных элементов к внешней части рабочего объема вследствие насыщения материала ферромагнитных цилиндров и незначительному росту магнитной индукции в рабочем объеме [2, 9]. Выявлено, что рост числа ферромагнитных элементов оказывал непосредственное влияние на интенсивность перемешивания. Наиболее эффективно процесс протекает при коэффициенте заполнения Кз = 0,3. Дальнейший рост числа перемешивающих элементов приводит к остановке вала устройства вследствие роста величины магнитной индукции в рабочем объеме и увеличения прочностных связей между элементами [2, 8, 9]. Из экспериментальных данных следует [1], что максимальная магнитная индукция в рабочем объеме достигается при периоде следования импульсов в ОУ Т = 6 с (T1 = T2 = 3 с). При меньшем времени действия импульсов ток в ОУ не создает необходимую индукцию в рабочем объеме. При увеличении значений Т 1 и Т 2 время проведения процесса увеличивалось. Было проведено три серии опытов при фиксированном времени перемешивания. В каждой серии отбиралось 50 независимых проб (N). Все опыты проведены при I = 0,8 А, n = 24 об/с, Кз = 0,3, Т = 6 с. Общая мощность на проведение процесса перемешивания теоретически составляет 11,8 Вт, экспериментально – 12,5 Вт. Разброс данных обусловлен расходом энергии на нагревание обмоток. Оценивая отношение количества одного (x1) и другого (x2) вида муки в выборке, выявлено, что при времени обработки ? = 1 мин. смесь получалась более однородной. Результаты экспериментальных исследований, представленные в виде гистограмм [1], подтвердили правильность гипотезы о том, что распределение величины, равной логарифмическому отношению количества двух веществ в экспериментальной выборке, с достаточной точностью может быть описана законом нормального логарифмического распределения (ЛНР). Применимость формул (наиболее точно описывающих распределение) установлена в результате изображения экспериментальных точек на соответствующих координатных сетках [1]. Спрямление кривой распределения в одной из систем координат свидетельствует о применимости соответствующих формул. ЛНР получен в результате подстановки в нормальную Гауссову функцию распределения в качестве аргумента логарифма количество частиц. Функция ЛНP количества муки двух видов описана выражениями:
где x1i– количество муки одного вида в i-той выборке; x2i– количество муки другого вида в i-той выборке; N – число независимых проб.
Результаты исследования позволяют оценивать энергетические затраты на перемешивание материалов электромагнитным способом в ЭММ.
Библиографическая ссылка
Беззубцева М.М., Ружьев В.А., Дзюба А.М. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПЕРЕМЕШИВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ В ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ МЕШАЛКАХ // Успехи современного естествознания. – 2014. – № 11-3. – С. 116-117;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=34459 (дата обращения: 23.11.2024).