Дослідження динаміки вібраційної сушарки з дебалансним приводом
Автор: Білокінь Ярослав Володимирович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Обладнання переробних і харчових виробництв
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2022-2023 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Сушіння об’єктів (матеріалів, речовин, напівфабрикатів та готової продукції) широко використовується у всіх галузях народного господарства. В даній магістерській кваліфікаційній роботі розглядається процес конвективного сушіння в так званому вібраційному киплячому полі, що генерується за допомогою двох чинників. Першим чинником є тепле повітря, що подається до вологого тіла (сипкої суміші тіл). Тіла розташовані на ситі і повітря подається знизу під тиском. Другим, основним чинником, є генерація киплячого шару тіл для сушіння за рахунок вібраційної енергії сита, де розташовані ці тіла. Сито набуває коливного зворотно-поступального та плоского руху за рахунок системи інерційного збурення. Поєднання цих двох чинників в механічній системі – вібраційній сушарці, дає змогу забезпечити у ній високоефективне сушіння цілої низки матеріалів для різних галузей народного господарства. Об’єкт дослідження: вібраційна сушарка та математична модель опису руху її камери сушіння з системою п’яти решіток, інерційним приводом та пружинною підвіскою. Предмет дослідження: геометричні, кінематичні та силові параметри сушарки. Мета дослідження: визначити яким чином впливають параметри сушарки на амплітуду її вертикального коливного руху, як вагомого чинника процесу інтенсифікації сушіння матеріалу для створення псевдо зрідженого шару матеріалу, що піддається сушінню. В роботі розроблена конструкція вібраційної сушарки та математична модель опису руху її камери сушіння з системою п’яти решіток, інерційним приводом та пружинною підвіскою. В основі моделі лежать два нелінійні аналітичні вирази параметризованого виду, що дають змогу визначити координати певної точки сушарки, яку можна задати для кожної різновидності сушарки, та вираз, що визначає кут повороту сушарки при її функціонуванні. Кількісно і якісно досліджено вплив параметрів сушарки на амплітуду її вертикального коливного руху, як вагомого чинника процесу інтенсифікації сушіння матеріалу для створення псевдо зрідженого шару матеріалу, що піддається сушінню. Кутова швидкість інерційного приводу, як другий вагомий чинник, що впливає на формування вібраційного псевдо зрідженого шару задається як вхідний параметр через вибір відповідного двигуна інерційного приводу. На амплітуду коливань камери для сушіння впливає величина маси, що коливається; жорсткість підвіски; величина сили збурення, що викликає вібраційний рух сушарки; геометричні (конструктивні) особливостей сушарки: її розміри, форма камери, місця встановлення підвіски, інерційного приводу тощо. В першому розділі роботи описано аспекти процесу сушіння матеріалів: особливості процесу, характерні класифікаційні ознаки, основні види. Проаналізовано доцільність застосування штучних методів сушіння; особливості процесу сушіння матеріалів, речовин та тіл; види вологих матеріалів в теорії сушіння; методика дослідження процесу сушіння матеріалів; класифікаційні характеристики процесу сушіння матеріалів; основні методи сушіння та їх особливості. В другому розділі роботи розроблена конструкція сушарки вібраційного типу та побудована математична моделі опису її руху. Обґрунтувано: застосування вібраційних коливань для інтенсифікації процесу сушіння матеріалів, застосування математичного моделювання при виборі чинників формування псевдозрідженого шару. Наведено типова будова сушарок вібраційного типу та нова запропонована конструкція. Побудована математична модель руху вібраційної сушарки з інерційним приводом. В третьому розділі роботи вивчено вплив параметрів вібраційної сушарки на амплітуду її коливань, як чинника ефективності процесу сушіння. В четвертому розділі роботи проведено економічну оцінку отриманого проектного рішення. Насамперед здійснено планування виконання магістерської роботи та здійснено розрахунок витрат на її виконання. Далі проведено розрахунки експлуатаційних витрат для отриманого проектного рішення та визначення ціни споживання проектного рішення. Таким чином, отримані та відображені в роботі проектні рішення та відповідні досліджень вказують на їх та доцільність використання на практиці, а проведені економічні розрахунки – свідчать про економічну ефективність їх проведення та подальшого застосування. Ключові слова: сушіння, конвективний, псевдозріджений шар, вібраційний, модель, сито, сушарка, інерційний привід.