Закономерности движения сыпучего материала в камере вибрационного смесителя

Abstract

В Алтайском ГАУ были разработаны смесители, в которых роль турбулизирующего фактора играют специально организованные встречные потоки смешиваемого материала. В последнее время появились идеи по оснащению смесителей облегченными вибровозбудителями, а также предложения по наделению смесителей дополнительной функцией дозатора непрерывного действия. В этом случае динамический режим работы можно существенно облегчить. Эти предложения позволяют надеяться, что модернизированный вибросмеситель найдет свое место в практике кормоприготовления. В связи со сказанным большой интерес представляют аналитические закономерности перемещения материала в камере смешивания, позволяющие внести изменения в конструкцию вибросмесителя. Сыпучую среду, находящуюся в камере смешивания вибросмесителя, моделировали в виде вязкой жидкости. Движение среды в целом является ламинарным, за исключением небольших участков турбулентности на границе столкновения встречных потоков. Согласно гидродинамической аналогии в этом случае целесообразно использовать уравнения движения Навье-Стокса. Поставленная задача была сведена к гидродинамической задаче об увлечении жидкости вращающимися предметами, в частности диском (задача Кармана). Априорная информация, содержащаяся в решении Кармана, позволила предложить аппроксимирующие тригонометрические функции. Исследование позволяет заключить, что сыпучая среда в процессе вибросмешивания совершает сложное пространственное перемещение. Интенсивность возникающих циркуляций определяется параметрами вибрации и реологическими свойствами среды. Система вибровозбуждения обеспечивает наличие радиальной, тангенциальной и аксиальной составляющих движения. Полученные данные позволяют, в частности, оптимально расположить зоны ввода исходных компонентов и выгрузки готовой кормосмеси.