Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,916

ФОРМИРОВАНИЕ ДИСПЕРГИРУЮЩИХ НАГРУЗОК В МАГНИТООЖИЖЕННОМ СЛОЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ МЕХАНОАКТИВАТОРОВ

Беззубцева М.М. 1 Ружьев В.А. 1 Загаевски Н.Н. 1
1 ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет»
1. Беззубцева М.М., Волков В.С. Механоактиваторы агропромышленного комплекса. Анализ, инновации, изобретения (монография) // Успехи современного естествознания. – 2014. – №5-1. – С. 182.
2. Беззубцева М.М. Энергоэффективный способ электромагнитной активации // Международный журнал экспериментального образования. – 2012. – №5. С. 92 – 93.
3. Беззубцева М.М., Платашенков И.С., Волков В.С.Классификация электромагнитных измельчителей для пищевого сельскохозяйственного сырья //Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. – 2008. – № 10. С. 150-153.
4. Беззубцева М.М. Исследование процесса измельчения какао бобов в электромагнитных механоактиваторах // Успехи современного естествознания. – 2014. – № 3. – С. 171.
5. Беззубцева М.М. Исследование процесса диспергирования продуктов шоколадного производства с использованием электромагнитного способа механоактивации // Международный журнал экспериментального образования. – 2014. – № 5. – C. 78-79.
6. Беззубцева М.М. Интенсификация классических технологических схем переработки сырья на стадии измельчения // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2014. – № 2 (часть 2). – С. 132-133.
7. Беззубцева М.М., Волков В.С. Экспериментально-статистическая модель процесса измельчения биологически активной кормовой добавки в электромагнитном дисковом механоактиваторе // Международный журнал экспериментального образования. – 2014. – № 8 (часть 3). – С. 76-77.
8. Беззубцева М.М., Волков В.С., Зубков В.В. Исследование аппаратов с магнитоожиженным слоем //Фундаментальные исследования. – 2013. -№ 6. Ч.2. – С. 258 – 262.
9. Беззубцева М.М., Волков В.С. Теоретические исследования электромагнитного способа механоактивации // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. -2012. – №5. – С. 72-74.
10. Беззубцева М.М., Волков В.С. , Платашенков И.С. Расчет энергии при измельчении продукта электромагнитным способом (Линейная теория) // Труды международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве», 2008. – Т.3. – С. 26 – 30.
11. Bezzubceva M. M., Ruzhyev V.A., Yuldashev R. Z. Electromagnetic mechanoactivation of dry construction mixes. International Journal оf Applied And Fundamental Research. – 2013. – № 2 – URL: www.science-sd.com/455-24165 (16.11.2013).
12. Беззубцева М.М., Волков В.С. Исследование энергоэффективности дискового электромагнитного механоактиватора путем анализа кинетических и энергетических закономерностей. //Фундаментальные исследования, 2013. – № 10 Ч.9. – С. 1899-1903.
13. Беззубцева М.М., Волков В.С.Компьютерное моделирование процесса электромагнитной механоактивации в дисковом электромагнитном механоактиваторе (ЭДМА) в программном комплексе ANSYS // Международный журнал экспериментального образования, 2013. – № 11-1. С. 151-153.
14. Беззубцева М.М., Прибытков П.С. Расчет электромагнитного механоактиватора с применением программного комплекса ANSYS // Научное обеспечение развития АПК в условиях реформирования Пастернак П.П.: сборник научных трудов. СПб.: Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, 2009. С. 245-246.
15. Беззубцева М.М., Волков В.С., Прибытков П.С. Расчет электромагнитного механоактиватора с применением программного комплекса ANSYS // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. – 2009. – № 15. С. 150-154.

Электромагнитные механоактиваторы (ЭММА) унифицированной формы исполнения [1, 2, 3], у которых рабочий объем выполнен в форме кольца, конуса или многоугольной формы в поперечном сечении рабочей камеры, предназначены для переработки дисперсной фазы в дисперсионной среде при одновременном перемешивании и гомогенизации технологических сред [4, 5, 6, 7]. Они реализуют способ обработки материалов в тонком слое и позволяют осуществлять как раздельные, так и совмещенные стадии тонкого и сверхтонкого диспергирования и механоактивации частиц с различными свойствами: твердых скалывающихся, хрупких, средней твердости, упругих мягких Условием получения продукта с ровным гранулометрическим составом в узком диапазоне дисперсности при обработке в ЭММА унифицированной формы является равномерное распределение силовых нагрузок в рабочем объеме [8,9]. Силы воздействия между размольными ферромагнитными элементами в определены по формуле [10, 11, 12]:

bezz1.wmf

(здесь μ – магнитная проницаемость размольных элементов; Н – напряжённость электромагнитного поля, принимающая значение Н1 во внешней части камеры механоактиватора, либо значение Н2 – во внутренней части механоактиватора; R0 – радиус размольных элементов; φ – угол деформации структурной цепочки). Выявлено, что сила взаимодействия принимает максимальное значение при φ = 0:

bezz2.wmf.

При этом структурные построения из ферроэлементов параллельны линиям вектора напряжения электромагнитного поля. При смещении поверхностей рабочего объема относительно друг друга происходит изменение угла деформации φ. Структурные построения из ферроэлементов деформируются, угол φ увеличивается, а сила притяжения уменьшается. При некотором критическом значении угла деформации

bezz3.wmf

сила притяжения ферроэлементов станет равной нулю F(φкр) = 0, а при дальнейшем увеличении угла обратится в силу отталкивания. При определении сил следует учитывать, что взаимодействие ферроэлементов в магнитоожиженном слое происходит через прослойку обрабатываемого продукта. Если исходный размер частиц продукта принять равным rn, то формула для определения силы взаимодействия примет вид:

bezz4.wmf

Величина критического угла определена по формуле:

bezz5.wmf

В процессе деформации структурной группы угол φ увеличивается. При этом на контактную систему из двух ферроэлементов начинает действовать момент, стремящийся вернуть цепочку в первоначальное (совпадающее с направлением силовых линий) положение. Приняв во внимание наличие продукта между размольными элементами, величину момента можно определить по формуле

bezz6.wmf

Из анализа формулы следует, что при φ = 0 и при φ = π/2 момент обращается в ноль. В случае, когда φ = 0 сила взаимодействия ферроэлементов максимальна, а находящийся между ними продукт испытывает наибольшее раздавливающее усилие. По мере того, как поверхности смещаются друг относительно друга, величина угла растет, увеличивается вращательный момент, действующий на структурные построения из ферроэлементов. При достижении угла деформации критического значения φ = φкр цепочки разрушаются и вся потенциальная энергия переходит в кинетическую. Ферроэлементы из разрушенной цепочки образуют новое структурное построение, направление которого совпадает с направлением силовых линий электромагнитного поля и зависит от конструктивного исполнения аппарата. При этом продукт, находящийся в смеси с размольными элементами, испытывает энергонапряженное силовое воздействие и измельчается ударно-истирающими нагрузками [4, 5]. Достоверность результатов теоретических исследований подтверждена экспериментом с применением программных комплексов ANSYS [13, 14, 15].


Библиографическая ссылка

Беззубцева М.М., Ружьев В.А., Загаевски Н.Н. ФОРМИРОВАНИЕ ДИСПЕРГИРУЮЩИХ НАГРУЗОК В МАГНИТООЖИЖЕННОМ СЛОЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ МЕХАНОАКТИВАТОРОВ // Современные наукоемкие технологии. – 2014. – № 10. – С. 78-80;
URL: http://top-technologies.ru/ru/article/view?id=34736 (дата обращения: 10.04.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074