Диссертация (1152206), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Результаты численногоанализа влияние коэффициента трения на уголь внешнего трения МКпредставлены на рисунке 2.17.На работах исследования сыпучих материалов (Andrade, Lim, Avila, иVlahinic, 2012) [170], были созданы реальные геометрические формы частицсыпучих материалов для моделирования процесса истечения по методам МДЭ,82но как результат получили, что максимальное количество анализируемыхдискретныхэлементовоченьнизкое(приблизительно20дискретныхэлементов).В нашем примере, МК имеет неправильную форму (п.2.1), чтобыувеличивать количество анализируемых дискретных частиц молотого кофеприняли форму частиц как шарики в процессе моделирования, но учитывалисьважные параметры физико-механических свойств МК и бункера ДС дляопределения скорости при процессе истечения и возможности появленияпроцесс сводообразования [171-174].Рисунок 2.16.
Проектирование частиц МК по методам МДЭ, а.высота и ширина объемной массы материала, б. горкаматериала на неправильной форме основании в. положениецентра распределения размер частиц, г. Форма частиц83Рисунок 2.17. Расчетные значения угла внешнего трения МК свлиянием коэффициента скольженияНа рисунке 2.18а, показывается линий направления расхода молотогокофе при истечении молотого кофе из бункера с углом наклона =15° идиаметр истечения ( = 30 мм). Концентрированный расход молотого кофе(рисунок 2.18б) появляется регулярно, когда коэффициент внутреннего трениямежду частицами МК и стенок бункера больше чем коэффициент междучастицами молотого кофе.Рисунок 2.18. Процесс сводообразования при истечении избункера мелких частиц МК (угол наклона бункера 15° идиаметр отверстия истечения = 30 мм)На рисунке 2.19 показывается процесс сводообразования мелких частицМК при угле наклона бункера =35° и диаметр = 35 мм.Бункеры, у которых угол наклона меньше коэффициента трения молотогокофе (< 27°) быстрее появляется своды в процессе истечения.84Рисунок 2.19.
Процесс сводообразования при истечении мелкихчастиц из бункера (Угол наклона бункера 35° и диаметротверстия истечения 35 мм)Таким образом, подтверждается, что для конструкции бункера объемногодозатора СД в процессе ДМК рекомендуется угла наклона бункера не меньше27 градус с диаметром выпускного отверстия не меньше 0.10 м.На рисунке 2.20а, б, можно соблюдать процесс сегрегация которыйпроисходит при истечении МК. Более мелкие частицы МК преобладают вцентре бункера, а более крупные и мокрые частицы скатываются инакапливаются у стенок бункера.Таким образом, более мелкие частицы МК разгружаются в первуюочередь, а более крупные в последнюю очередь. При повышенной влажностимолотого кофе более 6% (рисунок 2.20в), скорость истечения грубоуменьшается (ближе к нулю) и это приводит к ошибкам в процессе дозированияпри длительном хранении молотого кофе в бункере СД.
Скорость истеченияменьше (0.1м/с).85Рисунок 2.20. Скорость истечение дискретных мелких частицМК, а. вид истечения при длительном хранении частицмолотого кофе, б. процесс сегрегации, в. при повышеннойвлажности.При нормальном состоянии вида молотого кофе и правильнойконструкции бункера СД для его истечения, процесс осуществляется безсводов.
Результат моделирования МДЭ с углом наклона бункера = 31° нарисунке 2.21. показывает, что не осуществляется процесс сводообразования иподтверждает полученных результатов проведенные аналитическим методам(п. 2.3), но есть вероятность, что в любом моменте при процессе ДМК можетвыдавать ошибку при изменении плотности молотого кофе и коэффициентаистечения.Скорость истечения МК по МДЭ с параметрами конструкция бункера (d =0.10 м, = 31°) калибрируется между (0.1 – 0.75 м/с).86Рисунок 2.21. Скорость истечения дискретных частиц МК приугле наклона бункера = 31°Результаты эксперимента по методам дискретных элементов позволилопредставить вид истечения частиц пищевого продукта как молотый кофе иделать вывод о том, что на скорость истечения продукта влияеточереди диаметр выходного отверстияпервойбункера и коэффициент истечениячастиц МК.
При поддержании уровень МК, можно контролировать процесссводообразования. Полученной величиной скорости истечения МК по МДЭ,является один из основных параметров для правильной настройки режимаобъемного дозатора СД и контроля застойных зон в бункере СД.2.6. Имитационные модели процессов дозированияИмитационныемоделипроцессовдозированияпредставляетмногоблочную структуру параметров, коэффициентов, передаточных функциии математических формул для расчетов и решений задач исследованияпроцесса дозирования.
Известные специалисты в области имитационногомоделирования Р. Нэнси и Ф.Кивиат в своих работах определяли несколькоэтапов в практике развития имитационного моделирования [140].Один из пакетов моделирования является «Matlab», разработан КливомМоулером (англ. Cleve Moler) в конце 1970-х годов, когда он был деканом87факультета компьютерных наук в университете Нью-Мексико.
Первоначально«Matlab» предназначался для проектирования систем управления (основнаяспециальность Джона Литтла), но быстро завоевал популярность во многихдругих научных и инженерных областях. Он также широко использовался и вобразовании, в частности, для преподавания линейной алгебры и численныхметодов [157].Различные свойства молотого кофе делают проблему дозированияпродукта одной из самых сложных. Для выполнения задачи дозированиямолотого кофе используется принцип дискретного (порционного) дозирования.Основнымдискретногонаправлениемразвитияавтоматическихдействия(порционныхдозаторов)весовыхявляетсядозаторовповышениепроизводительности и точности взвешивания каждой порции.ВработахДавиденкоП.Н.рассматриваетсяметодснижениясистематической погрешности дискретного дозирования, возникающей из-заизменений пропускной способности питателя [55].Сутьпредлагаемогоавторомметодаснижениясистематическойпогрешности заключается в непрерывной корректировке расчетной массыстарта операции, прекращения набора дозы, используя текущее значениепропускной способности питателя.
Автор разработал алгоритм работы системыуправлениядискретнымдозаторомдляпорционногодозаторазерна.Программа в диалоговом режиме дает возможность оператору задать исходныепараметрыдлякомбинационногодозирования:точностьдозирования;погрешность набора массы в дополнительном бункере; погрешность наборамассы в основном бункере; доза; размер основного бункера; числодополнительных бункеров; цена поверочного деления основного бункера; ценаповерочного деления дополнительного бункера. Результаты моделированияпоказывали: доза набранная; доза взвешенная; вероятность нахождения годнойкомбинации; число годных комбинаций; число поверочных делений основногобункера;числодополнительногоповерочныхбункера.деленийПрограммавесоизмерительнойимитационногосистемымоделирования88позволяет производить варьирование значениями всех входных параметровмодели и получать графики по всем выходным параметрам.В работах Краснов И.Ю., рассматривается имитационная модель системыавтоматизированногодозированиясыпучихматериалов,включающаяробастную систему управления двигателя шнековых питателей.
Результатымоделирования доказывает адекватность имитационной модели дозирования,эффективностьметодаперенастройкипараметроврегулятораицелесообразность использования алгоритма фильтрации измеряемых сигналовпри влиянии параметров возмущениях на двигатель шнекового питателя. Вмодели не учитывается наличие механических связей между двигателями ишнековыми питателями. Таким образом, при моделировании принимаютсядопущения, связанные с отсутствием математического описания механическихи упругих связей приводов (трение, люфты и т. д.). Вследствие чего модельнельзясчитатьадекватнойреальномупроцессу,однако,результатыисследований доказывают эффективность имитационного моделирования. Дляэтого при данном объекте управления оказалось достаточным использоватьпропорционально интегральный регулятор (ПИ-регулятор) [78].В работах Ramirez Mercedez, Fabricio Garelli, Ariel Dominguez, ModestoAngulo рассматривается имитационная модель и алгоритм контроля уровняматериала в бункере.
Они предлагают метод контроля уровня материала (сахар)чтобы он не вышел из заданного значения [179]. Для этого они управляютскорость питателя с параметрами регулятора ПИ или ПИД контроля.2.6.1. Применение методов имитационного моделирования дляисследования асимптотического движения дозатора СД и контроляуровня МКОсновными методами контроля уровня молотого кофе в бункерахобъемныхдозаторовявляютсяакустическиеиемкостныеметоды,используемые для формирования измерительного сигнала о значении уровня.89МК. Как правило, для регулирования уровня МК применяется позиционныйзаконсиспользованиемлогическоговыходауправляющегоспециализированного контроллера.При использовании простых методов контроля и логического управленияуровнем МК невозможно контролировать образование застойных зон в бункередозатора СД и повысить однородность содержимого молотого кофе в упаковкахза счет управления режимом движения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
