Дослідження руху частинок матеріалу в трубних обертових апаратах (укр.)

Анотація

Робота присвячена комплексному аналізу гідродинаміки та кінематики руху гранульованого сипкого матеріалу у трубних обертових апаратах. Метою дослідження є виявлення закономірностей поведінки дисперсного потоку шляхом зіставлення експериментальних даних і числового моделювання. Проведені дослідження руху частинок різної форми та типів, характерних для широкого спектра промислових процесів. На лабораторній установці було здійснено відеозапис, а наступна цифрова обробка даних дозволила чітко визначити координати, траєкторії та локальні швидкості частинок. Розмір гранул в експериментальних дослідженнях становив 3–6 мм при заповненні барабана 4–32 % та швидкості 4–85 об/хв проаналізовано траєкторії й поля швидкостей частинок. Виявлено структуру шару з активною та пасивною зонами та формування циркуляційного ядра із замкнутими контурами руху. Максимальні швидкості (0,82–2,2 м/с) спостерігаються у відкритому шарі, мінімальні (~0,041 м/с) – у пасивній зоні. Порівняння з математичною моделлю показало збіжність із похибкою 4–15 %, що підтверджує адекватність моделювання. Розроблена методологія, що поєднує відеоаналіз, інтерполяцію, числове моделювання та статистичну обробку, забезпечує отримання точних кінематичних характеристик руху сипких матеріалів у барабані, що обертається. Результати підтверджують інформативність та практичну придатність методики для інженерної практики та наукових досліджень, зокрема для оптимізації конструкцій, режимів роботи, удосконалення моделей та прогнозування поведінки матеріалів у промислових умовах.