Дослідження зміни амплітуди та частоти коливань сипкого матеріалу в процесі вібраційної сепарації

Ключові слова: вібрація; математична модель; сито; ефективність; шар завантаження

Анотація

Здійснено огляд попередніх досліджень впливу внутрішніх і зовнішніх параметрів процесу вібраційної сепарації на його ефективність. Визначено, що на процес сепарації впливають не тільки параметри вібраційного сепаратора, а й характеристики сипкого матеріалу та характер його руху на ситі. Встановлено, що всі дослідження розглядають окремі випадки руху сипких матеріалів або їх частинок під час сепарування та не відображають цей процес у повному обсязі. Враховуючи, що під час вібраційної сепарації сипкий матеріал здійснює на ситі вібраційного сепаратора складний просторовий рух, його неможливо описати однією математичною моделлю. Тому кожен із досліджених випадків характеризує можливий вплив, як фізичних процесів у сипкому матеріалі, так і режимів їх руху на процес сепарування. Як окремий випадок, у роботі розглянуто вплив консервативних коливань сипкого матеріалу. Досліджено вплив залежності зміни частоти, амплітуди та періоду коливань сипкого матеріалу в процесі вібраційної сепарації. Побудовано математичну модель, на підставі якої виконано дослідження залежності зазначених вище параметрів під час руху сипкого матеріалу вздовж сита вібраційного сепаратора. Під час розв'язування нелінійні пружні властивості шару матеріалу апроксимувались деякою степеневою залежністю, за допомогою диференціальних рівнянь. У ході досліджень визначено, що перевантаження сепаратора та зменшення пружних властивостей шару сипкого матеріалу призводить до зменшення амплітуди коливань. Для м'яких систем зростання амплітуди веде до спадання частоти коливань, а для жорстких зі зростанням амплітуди період коливань зростає. За однакових значень амплітуди частота коливань буде менша для жорстких систем. Отримані результати дають змогу впливати на ефективність сепарації шляхом зміни амплітуди та частоти коливань шару сипкого матеріалу, а також, коригуванням навантаження на сито сепаратора, залежно від характеристик шару сепарованого матеріалу. Надалі їх можливо застосовувати у сепараторах та конвеєрах із горизонтальним розміщенням робочого органу.

Біографії авторів

Д. П. Ребот, Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів

канд. техн. наук, асистент, кафедра проектування та експлуатації машин

В. Г. Топільницький, Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів

канд. техн. наук, доцент, кафедра проектування та експлуатації машин

О. Т. Велика, Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів

канд. техн. наук, доцент, кафедра проектування та експлуатації машин

Посилання

Besenhard, M. O., Faulhammer, E. et al. (2015). Accuracy of micro dosing via a vibratory sieve-chute system. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 94, 264–272 https://doi.org/10.1016/j.ejpb.2015.04.037

Diaz-Zorita, M., Grove, J. H., & Perfect, E. (2007) Sieving duration and sieve loading impacts of dry soil fragment size distribution. Soil and Tiillage Research, 94(1) 15–20. https://doi.org/10.1016/j.still.2006.06.006

Golovanevskiy, V. A., Arsentyev, V. A., Blekhman, I. I. et al. (2011) Vibration-Induced phenomena in bulk granular materials. International Journal of Mineral Processing, 100(3–4), 79–85. https://doi.org/10.1016/j.minpro.2011.05.001

Hudson, R. B., Jansen, M. L., & Linkson, P. B. (1969) Batch sieving of deep particulate beds on a vibratory sieve. Powder Technology, 2(4) 229–240. https://doi.org/10.1016/0032-5910(69)80017-3

Ray Singh. (2004) Vibratory separators still make the grade for screening dry bulk powders. Filtration and Separation, 41(1), 20–21. https://doi.org/10.1016/S0015-1882(04)00107-7

Rebot, D. P. (2012) Metodyka vyznachennia osnovnykh fizyko-mekhanichnykh kharakterystyk sypkykh seredovyshch. Scientific Bulletin of UNFU, 22(6), 114–119. [In Ukrainian].

Rebot, D. P., & Topilnytskyi, V. H. (2018) Matematychna model vyznachennia zminy amplitudy ta chastoty kolyvannia sypkoho materialu v protsesi vibroseparatsii. Scientific Bulletin of UNFU, 28(2), 164–166. https://doi.org/10.15421/40280231

Topilnytskyy, V., Rebot, D. et al. (2017) Modeling the dynamics of vibratory separator of the drum type with concentric arrangement of sieves. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2/7(86), 26–34. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.95615

Wang, L., Ding, Z., et al. (2017) Kinematics and dynamics of a particle on a non-simple harmonic vibrating screen. Particuology, 32, 167–177. https://doi.org/10.1016/j.partic.2016.11.002

Zhao, L., Lui, Ch., et al, (2011) Simulation of the screening processon a circularly vibrating screen using 3D-DEM. Mining Science and Technology (China), 21(5), 677–680. https://doi.org/10.1016/j.mstc.2011.03.010

Zhao, L., Zhao, Y., et al. (2016) Laboratory-scale validation of a DEM model of screening processes with circular vibration. Mining Science and Technology (China), 20(2), 276–280. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2016.09.034

Опубліковано
2020-06-04
Як цитувати
Ребот, Д. П., Топільницький, В. Г., & Велика, О. Т. (2020). Дослідження зміни амплітуди та частоти коливань сипкого матеріалу в процесі вібраційної сепарації. Науковий вісник НЛТУ України, 30(2), 118-121. https://doi.org/10.36930/40300221
Розділ
Інформаційні технології