Исследуемый технологический процесс измельчения зерна описывает процесс дробления с допущениями измельчение частиц до размеров за п ударов, промежуточный степень измельчения, необходимая работа для измельчения , а также основные аэродинамические подходы.
Рассматривая основные направления в исследованиях проблем дробления, можно выделить четыре наиболее часто встречающихся теоретических подхода к описанию процесса и провести формальнологический анализ базовых характеристик этих теорий.
Поверхностная энергетическая теория П. Риттингера утверждает, что энергия, требуемая на измельчение, расходуется только на образование новой поверхности [1].
При описании процесса дробления с этой точки зрения вводятся следующие допущения:
- - измельчение частиц размерами от D до d происходит за n ударов;
- - промежуточная степень измельчения λi за каждый удар одинакова для всех ударов и общая степень измельчения процесса определяется как λ= (λi)n;
- - зерновка представляется телом кубической формы с ребром D.
Работа, необходимая для измельчения тела, будет прямо пропорциональна приращению удельной площади:
А= f(ΔS),
где, ΔS —площадь вновь образованной поверхности. Тогда полная работа, затраченная на измельчение одной зерновки, определяется по формуле:
AR=KRD2,
где, KR —коэффициент пропорциональности Риттингера.
Используя записанное соотношение, легко определить общую работу на измельчение совокупности кусков разной крупности и формы. Представленная модель корректна для изучения процессов тонкого измельчения.
Для объемной энергетической теории справедливы те же допущения, что и для поверхностной, но работа, необходимая для измельчения частицы, прямо пропорциональна изменению объема деформируемого тела
А= f(ΔV),
где, ΔV—объем деформированной части тела. Тогда полная работа, затраченная на измельчение одной зерновки, определяется следующим образом:
⑆к=Кк⑉3,
где, КК — коэффициент пропорциональности Кирпичева—Кика [3,4]. Эта теория лучше всего описывает процессы грубого измельчения.
Анализ этих теорий позволил отметить следующее: допущения энергетического подхода к описанию процесса дробления не учитывают того, что степень измельчения меняется в широких пределах, зависит от свойств и крупности материала, способа измельчения и конструктивных особенностей измельчителей.
Базовым допущением этой теории является следующее: рассматривается процесс измельчения единичной зерновки, без учета её взаимодействия с остальными частицами исходной совокупности.
Одни составляющие этого потока совершают круговые движения и вызывают скольжение воздушно-продуктового слоя (ВПС) по решету, другие способствуют выносу частиц из зоны измельчения в зарешетное пространство. При этом изучение воздушных потоков в рабочей камере возможно лишь при учете поля давлений и поля скоростей, которые расположены в плоскости вращения молотков.
Основные допущения аэродинамического подхода таковы:
- воздушный поток внутри камеры стационарный и непрерывный;
- плотность воздуха во всех точках плоского поля одинакова (при скоростях потока до 80-90 м/с воздух считается несжимаемым).
В описанных условиях поток воздуха через барабан можно рассматривать как часть потенциального вихревого поля, ограниченного внутренними концами молотков, причем центр вихря расположен внутри поля.
Наличие плоского вихря способствует тому, что течение воздуха между дисками барабана происходит по концентрическим окружностям с центром на оси вихря. Как правило, в серийно выпускаемых дробилках воздушный поток неупорядочен [3]. Одной из возможностей изменения потока является смещение центра вихря, что конструктивно достигается созданием специальных вихревых камер, размеры которых, их форма и местоположение по отношению к загрузочной горловине оказываютнаибольшее влияние на формирование упорядоченного воздушного потока [4].
Вероятностно-статистический подход, основанный на теоретических и экспериментальных исследованиях, описывает процесс дробления как случайный непрерывный процесс размножения и гибели частиц исходной совокупности.
ЛИТЕРАТУРА
- Карташов Л.П. Механизация и электрификация животноводства / Л. П. Карташов, А. А. Аверкиев, А. И. Чугунов. - Москва: Агропромиздат, 1987. - С. 256.
- Кукта Г. М. Машины и оборудование для приготовления кормов / Г. М. Кукта. - Москва: Агропромиздат , 1987. - С.303.
- Моркус Э. Т. К определению скорости слоя материала в молотковой дробилке / Э. Т. Моркус // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. - 1968. - № 11.- С. 312.
- Мухтасипов Н.М. Совершенствование процесса измельчения и обоснование параметров кормодробилки молоткового типа: автореф. дисскандид. техн. наук. - Оренбург, 2001. - С.21.
- Оспанов А.А. Интенсификация процессов измельчения сыпучих масс / А.А. Оспанов, Ю.А. Мачихин, А.Р. Бижанов. -М.,1991.-С.50.