доктор технических наук;
doctor of technical sciences;
кандидат технических наук;
candidate of technical sciences;
Описание движения дисперсных сред является основой математического моделирования многих технологических процессов. В данной статье движение дисперсных частиц описывается в лагранжевой системе координат с учетом скоростей и дифференциальных характеристик движения сплошной среды, записанных в эйлеровой системе координат. Скорость дисперсной частицы представляется как сумма скоростей сплошной фазы и относительной скорости. Относительная скорость выражается через модуль относительной скорости, который является скалярной величиной. Направление движения задается величиной угла между векторами скоростей основного потока и относительной скорости. Описание траектории движения дисперсных включений сводится к численному расчету изменений двух скалярных величин по времени - модуля относительной скорости и угла поворота. Соответствующие уравнения расчета траектории записаны для произвольной ортогональной системе координат с помощью метрических коэффициентов. Компоненты вектора массовых сил, а также начальные условия для решения системы скалярных уравнений определяются с учетом проведения процесса в конкретном аппарате. Численные расчеты проведены на примере описания работы пневмомеханического шелушителя зерновых культур, состоящего из лопастного диска, вращающегося внутри цилиндрической поверхности. На диск подается зерновой материал, который разгоняется и выбрасывается центробежной силой. При ударе о цилиндрической поверхности происходит шелушение, качество которого предопределяется направлением и скоростью движения зерна в момент контакта. На значение угла контакта при соударении со стенки можно повлиять, вращая цилиндрическую поверхность в противоположном направлении. При этом в рабочем пространстве возникают две зоны с противоположными направлениями движения воздушного потока, которые повлияют на траекторию полета зерновки. Размеры этих зон и скорости потоков в них зависят от угловых скоростей диска и внешней поверхностей. Следовательно, появляется возможность управлять направлением полета зерновки в момент ее удара о стенку, изменяя значений скоростей вращения узлов агрегата.
The description of the motion of dispersed media is the basis for mathematical modeling of many technological processes. In this article, the motion of dispersed particles is described in the Lagrangian coordinate system, taking into account the velocities and differential characteristics of the motion of a continuous medium recorded in the Eulerian coordinate system. The velocity of a dispersed particle is represented as the sum of the velocities of the continuous phase and the relative velocity. Relative velocity is expressed in terms of the relative velocity modulus, which is a scalar quantity. The direction of movement is set by the angle between the velocity vectors of the main stream and the relative velocity. The description of the trajectory of the dispersed inclusions is reduced to the numerical calculation of changes in two scalar quantities over time - the modulus of relative velocity and the angle of rotation. The corresponding trajectory calculation equations are written for an arbitrary orthogonal coordinate system using metric coefficients. The components of the vector of mass forces, as well as the initial conditions for solving a system of scalar equations, are determined taking into account the process in a particular apparatus. Numerical calculations are carried out using the example of a description of the operation of a pneumomechanical grain husker consisting of a bladed disk rotating inside a cylindrical surface. Grain material is fed to the disk, which is accelerated and ejected by centrifugal force. When hitting a cylindrical surface, peeling occurs, the quality of which is determined by the direction and speed of grain movement at the time of contact. The value of the contact angle upon impact with the wall can be influenced by rotating the cylindrical surface in the opposite direction. At the same time, two zones with opposite directions of air flow appear in the workspace, which will affect the flight path of the grain. The sizes of these zones and the flow rates in them depend on the angular velocities of the disk and the outer surfaces. Consequently, it becomes possible to control the direction of flight of the grain at the moment of its impact on the wall by changing the values of the rotational speeds of the units of the unit.