Моделирование критической частоты вращения лопастного ротора с отогнутыми лопастями в циркуляционном смесителе кормосмесей

Цель исследований – обоснование критической частоты вращения ротора с отогнутыми лопастями на основе силового анализа и моделирования движения частиц смеси в горизонтальном погрузчике циркуляционного смесителя. Методика исследований предусматривала обоснование наибольшей частоты вращения лопастного ротора-погрузчика на основе силового анализа движущихся частиц сил при их перемещении отогнутыми лопастями погрузчика и соблюдении условия поступления летящих частиц в лоток. Выполненный численный анализ на основе полученных выражений математическим пакетом Mathcad позволил установить критические значения частоты вращения ротора-погрузчика с отогнутыми лопастями на основе условия схода материала с лопасти и условия полета частиц с лопасти в приемный лоток. При радиальных лопастях ограничением является попадание частиц в приемный лоток при критической частоте 43 мин^-1, для отгиба лопастей 30° – около 60 мин^-1, для отгиба лопастей 45° – около 70 мин^-1, для отгиба лопастей 60° – около 80 мин^-1. Наименьшие критические значения частоты вращения ротора-погрузчика из условия движения частиц по лопасти соответствуют углу отгиба лопасти 27-60° и определяются коэффициентом трения материала, составляя 83-78 мин^-1. С увеличением трения материала критические значения частоты вращения ротора из условия схода материала с лопасти незначительно уменьшаются, а угол отгиба для экстремума частоты вращения – увеличивается. Наибольшая частота вращения ротора-погрузчика радиусом 0,12 м ограничена 78 мин^-1 при угле отгиба лопасти порядка 30–60°, определяемом трением материала о лопасть.

1. Мачнев А. В., Мачнев В. А., Мачнева О. Ю., Быков А. В., Шилина В. Д., Черняев Д. О. Теоретическое обоснование трехлопастного ротационного питателя. Нива Поволжья. 2022;(2(62)):3002. DOI: https://doi.org/10.36461/NP.2022.62.2.005 EDN: RMJIZI

2. Сысуев В. А., Савиных П. А., Казаков В. А., Сычугов Ю. В. Исследования и сравнительные испытания плющилки зерна с питающим устройством. Инженерные технологии и системы. 2022;32(2):207–221. DOI: https://doi.org/10.15507/2658-4123.032.202202.207-221 EDN: JBBQQW

3. Авроров В. А., Мурашкина О. А., Сарафанкина Е. А. Определение величины прогиба оси ротора диспергатора численными методами. XXI век: Итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. 2022;11(2(58)):55–58. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=48699701 EDN: XDOAQV

4. Савиных П. А., Турубанов Н. В. Влияние изменения технологических параметров смесителя комбикормов на показатели его работы. Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2022;23(5):732–739. DOI: https://doi.org/10.30766/2072-9081.2022.23.5.732-739 EDN: POGVXS

5. Козин А. Ю., Фомин С. Н., Кутлубаев И. М., Хозей А. Б. Моделирование движения минерального сырья в ускорителе центробежного типа. Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. 2015;(4):57–59. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=23543482 EDN: TVFGJJ

6. Вайтехович П. Е. Определение условий самофутеровки лопастей ударно-центробежных мельниц. Труды БГТУ. Серия 2: Химические технологии, биотехнология, геоэкология. 2018;(2(211)):35–39. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=36265359 EDN: YKWTVZ

7. Липанов А. М., Жиров Д. К. Математическое моделирование динамики движения частиц в установках по измельчению центробежно-ударного типа. Часть 1. Математическая модель. Химическая физика и мезоскопия. 2014;16(1):82–87. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=21362685 EDN: RZMMBH

8. Николаев В. Н., Ахметвалиев М. С., Литаш А. В. Установка для разделения пивной дробины на жидкую и густую фракции. Актуальные вопросы аграрной науки. 2018;(28):14–22. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=35780442 EDN: YCKBET

9. Жуков В. Г., Андреев Н. Р., Лукин Н. Д., Костенко В. Г. Совершенствование фильтрующих центрифуг для выделения крахмала из крахмалсодержащих суспензий. Достижения науки и техники АПК. 2014;(12):60–62. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=22776137 EDN: TEKRCR

10. Ведищев С. М., Прохоров А. В., Хольшев Н. В., Выгузов М. Е., Ложкина Е. Б., Ноздрина А. О., Конев А. Ю., Ковалева Т. М., Неверова С. Ю. Смеситель сыпучих кормов: пат. №2804750 Российская Федерация. №2022129557: заяв. 15.11.2022; опубл. 04.10.2023. Бюл. №28. 14 с. Режим доступа: https://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet

11. Лачуга Ю. Ф., Ибятов Р. И., Зиганшин Б. Г., Шогенов Ю. Х., Дмитриев А. В. Моделирование траектории движения зерна по рабочим органам пневмомеханического шелушителя. Российская сельскохозяйственная наука. 2020;(4):73–76. DOI: https://doi.org/10.31857/S2500262720040171 EDN: XBWRVE

12. Жиров Д. К., Королева М. Р. Математическое исследование движения сыпучих материалов в ударно-отражательном измельчителе. Химическая физика и мезоскопия. 2016;18(3):361–369. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=27165641 EDN: WWMCPL

13. Лежава А. Г., Барсуков В. Г. Метод расчетной верхней оценки диапазона скоростей движения дисперсных частиц в центробежных ускорителях. Вестник Гродненского государственного университета имени Янки Купалы. Серия 6. Техника. 2021;11(1):97–107. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=45538893 EDN: UTOXZQ

14. Каримов Р. Ф., Кузьмин В. А. Численное моделирование гидродинамики потока лабораторного турбодетандера. Вестник молодого ученого УГНТУ. 2022;(2(18)):76–80. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=49914544 EDN: SAWNSI

15. Зайцев В. Ю., Фудин К. П., Коновалов В. В., Донцова М. В., Петрова С. С. Моделирование движения частицы по лопастям горизонтального ротора. Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. 2022;(3):21–32. DOI: https://doi.org/10.55471/19973225_2022_7_3_21 EDN: UWWUHP

16. Фудин К. П., Терюшков В. П., Чупшев А. В., Коновалов В. В. Влияние угла установки барабана смесителя на качество смеси. Наука в центральной России. 2020;(3(45)):12–19. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=43079690 EDN: PBNASY

17. Коновалов В. В., Зайцев В. Ю., Димитриев Н. В., Чупшев А. В., Терюшков В. П. Аналитическое определение параметров движения материала по наклонным лопастям барабанного смесителя. XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. 2016;(5(33)):34–42. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=29100814 EDN: YMVDKT