Вдосконалення робочого процесу та обгрунтування конструкції багатофункціонального агрегату-млина гідродинамічного принципу дії

Abstract

У дисертаційній роботі наведені результати вирішення наукової задачі, яка полягає в дослідженні робочого процесу та визначенні залежності енергетичних характеристик БАГМ від конструктивних параметрів проточної частини, частоти обертання ротора машини, подачі і параметрів робочого середовища. У результаті числового моделювання отримані картини течії у проточній частині гідромлина, адекватність яких підтверджена порівнянням інтегральних характеристик, отриманих фізичним та числовим методами. Шляхом аналітичної обробки результатів фізичного дослідження робочого процесу гідромлина на рідині, встановлено закономірності впливу гідродинамічних та конструктивних параметрів на характеристики БАГМ. Аналізуючи аналітичну модель робочого процесу БАГМ, встановлено особливості застосування теорії подібності для модельного перерахунку робочих характеристик. Результати фізичних експериментів під час роботи гідромлина на одно- та двофазних середовищах дозволили запропонувати підхід для визначення балансу енергії та встановити питому частку кожної його складової. Розроблено методику проектного розрахунку елементів проточної частини БАГМ, керуючись якою створено промисловий зразок гідромлина для спиртового виробництва на етапі приготування зернового замісу. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/30580

С целью определения зависимости величин мощности и напора многофункциональных агрегатов-гидромельниц от конструктивных параметров проточной части, частоты вращения ротора машины, подачи и параметров рабочей среды. Проведены исследования работы МАГМ на одно- и двухфазных средах. Научно обоснован рабочий процесс, установлено влияние гидродинамических параметров течения, свойств рабочих сред и геометрии проточной части на энергетические характеристики гидромельницы. Работа выполнена с помощью методов математического и физического моделирования процессов, происходящих в проточной части гидромельницы. Аналитическим методом путём использования классических уравнений механики жидкости и газа получены основные параметры, которые существенно влияют на энергетические показатели машины. Используя пакет прикладных программ, проведён численный расчёт, в основе которого лежит совокупность нелинейных дифференциальных уравнений в частных и полных производных. Визуализированы гидродинамические картины течения в проточной части МАГМ, достоверность которых подтверждена путём сравнения интегральных характеристик, полученных физическим и численным методами. На основании результатов комплекса физических экспериментов получены рабочие характеристики МАГМ. Определены зависимости величин мощности и напора от частоты вращения ротора машины и внешнего диаметра рабочих дисков. Эти зависимости в совокупности с корректирующими коэффициентами мощности и напора позволили уточнить математическую модель рабочего процесса МАГМ. Коэффициенты получены обработкой экспериментальных данных с использованием математической статистики при многофакторном варьировании геометрических параметров проточной части гидромельницы. Анализ расчётной модели позволил определить особенности применения теории подобия для проведения модельного пересчёта характеристик МАГМ. Руководствуясь результатами физических экспериментов, проведённых на одно- и двухфазных рабочих средах, предложен подход к определению баланса энергии и выделено удельный вес каждой его составляющей. На основе полученных результатов разработана методика инженерного расчета проточной части гидромельницы для приготовления зернового замеса в спиртовом производстве. Результаты исследований в виде промышленных образцов внедрены в спиртовое производство, в технологию кормоприготовления для животноводства и в технологическую линию приготовления биодобавок. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/30580

The thesis work is occupied by the solving of the scientific problems of justification of the work process and determination of the energy characteristics of the multifunctional mill unit depending on the design parameters of its hydraulic part, rotor speed, the flow rate and fluid parameters. Owing to numerical simulation, the flow patterns within the hydraulic part of the hydraulic mill have been obtained. The probability of the flow patterns has been confirmed by the comparison of the integral characteristics that were obtained by means of experiment and numerical simulation. Analysis of the results of the physical research of the work process of the hydraulic mill on fluid allowed to determine the effect of hydrodynamic and design parameters on the characteristics of the unit. The features of the application of the similarity theory for the model recalculation of the characteristics has been established as the result of analysis of the model of the work process. The results of the experiments with one- and two-phase fluid allowed to propose an approach for determining the energy balance. The specific part of each component of the energy balance has been determined. The methodology for calculating the elements of the hydraulic part of the multifunctional mill unit with hydrodynamic principle of action has been developed. According to this methodology production unit for a distilling plant has been manufactured. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/30580