Разработка и исследование непрерывнодействующего смесеприготовительного агрегата на основе теории марковских процессов
Диссертация
Актуальность проблемы. В настоящее время во многих отраслях промышленности возникает необходимость получения сложных многокомпонентных смесей с высокими процентными соотношениями (1:500 и более). В пищевых отраслях расширяется ассортимент сухих пищевых концентратов (витаминизированные смеси, сухие напитки и т. п.). При этом растут требования к качеству готового продукта, а именно равномерному… Читать ещё >
Содержание
- Введение и постановка задач исследования
- ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СМЕСЕОБРАЗОВАНИЯ И ЕГО АППАРАТУРНОЕ ОФОРМЛЕНИЕ
- 1. 1. Состояние теории процесса смесеприготовления
- 1. 2. Современные методы моделирования процесса непрерывного смесеприготовления
- 1. 3. Состояние и перспективы развития смесительного оборудования для переработки сыпучих материалов
- Выводы по главе
- ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СМЕШИВАНИЯ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ В НЕПРЕРЫВНОДЕЙСТВУЮЩЕМ АГРЕГАТЕ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ТИПА
- 2. 1. Анализ схем организации движения материальных потоков в СНД
- 2. 2. Моделирование процесса смешивания в центробежных СНД
- Выводы по главе
- ГЛАВА 3. АППАРАТУРНОЕ И МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
- 3. 1. Описание лабораторно-исследовательского стенда
- 3. 2. Дозировочное оборудование стенда
- 3. 2. 1. Шнековый дозатор
- 3. 2. 2. Спиральный дозатор
- 3. 2. 3. Порционный дозатор
- 3. 3. Описание новой конструкции СНД центробежного типа
- 3. 4. Прибор и методика для определения концентрации ферромагнитного трассера в смеси
- 3. 5. Методика определения характерного размера частиц
- 3. 6. Сыпучие материалы, использованные в экспериментальных исследованиях
- 3. 7. Методика определения коэффициентов циркуляции материала в аппарате
- 3. 8. Методика определения интенсивностей изменения коэффициента неоднородности в материалопотоке
- 3. 9. Методика определения скорости частиц сыпучего материала в исследуемом потоке
- 3. 10. Методика оценки динамических характеристик смесителш непрерывного действия .,
- Выводы по главе
- ГЛАВА4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СМЕСИТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА И СОПОСТАВЛЕНИЕ ИХ С РЕЗУЛЬТАТАМИ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
- 4. 1. Идентификация параметров математических моделей
- 4. 1. 1. Определение коэффициентов циркуляции материала внутри аппарата и их рациональных значений
- 4. 1. 2. Определение параметров математической модели, оценивающей качество готового продукта на выходе из смесителя
- 4. 2. Методика расчета конусных СНД центробежного типа с организацией опережающих материальных потоков
- 4. 3. Разработка аппаратурного оформления процесса смешивания в производстве сухого мороженого
- 4. 1. Идентификация параметров математических моделей
- Выводы по главе
- ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
Список литературы
- А.с. № 92 181 СССР, МКИ В01 F7/26 Устройство для неперывного смешивания мелкодисперсных./А.М. Ластовцев (СССР) — Опубл. в Б. И, 1950,№ 13.
- А.с. № 1 400 512 СССР, МКИ В01 F7/26 Центробежный смеситель ./В .Н. Иванец и др. (СССР)-Опубл. в Б.И.1988, № 8.
- А.с. 1 546 120 СССР, МКИ В01 F7/26 Центробежный смеситель порошкообразных материалов. / Г. Г. Саломатин (СССР) -Опубл. в Б.И., 1990, № 8.
- А.с. 2 149 681 Россия, МКИ В01 F7/28 Центробежный смеситель порошкообразных материалов. /Г.Г. Саломатин, В. И. Пындак (Россия) -Опубл. 05.2000.
- А.с. 586 923 СССР, МКИ В01 F9/20 Центробежный смеситель. /С.А. Ревенко, С. С. Кошковский, И. И. Багринцев и др. (СССР)-Опубл. в Б.И., 1978, № 1.
- А.с. 644 518 СССР, МКИ В01 F7/16 Центробежный смеситель непрерывного действия. /И.И. Багринцев, С. С. Кошковский, С. А. Ревенко (СССР) Опубл. в Б.И., 1979, № 3.
- А.с. 1 061 030 СССР, Устройство для измерения концентрации ферромагнитных веществ. / В. Н. Иванец, А. С. Курочкин и др. (СССР) -Опубл. вБ.И., 1983, № 43.
- А.с. 1 064 144 СССР, Шнековый дозатор. / В. Н. Иванец, А. А. Крохалев, Г. С. Сулеин и др. (СССР) Опубл. в Б.И., 1983, № 46.
- А.с. 1 426 629 СССР, МКИ В01 F7/16 Центробежный смеситель. /И.М. Плеханов, В. Н. Гуляев, М. В. Самойлов и др. (СССР) Опубл. в Б.И., 1988, № 4.
- А.с. 1 278 236 СССР, МКИ В28 С5/16 Центробежный смеситель. /А.С. Курочкин, В. Н. Иванец, Г. Г. Айрапетян и др. (СССР) Опубл. в Б.И., 1986, № 47.
- А.с.1 345 413 СССР, МКИ В01 F7/26 Смеситель сыпучих материалов. /А.С. Курочкин, В. Н. Иванец и др. (СССР) Опубл. в Б.И., 1987, № 5.
- А.с. 1 150 014 СССР, МКИ В01 F7/26 Центробежный смеситель непрерывного действия. /А.П. Бурмистенков, Т. Я. Белая и В. В. Корзун (СССР) Опубл. в Б.И., 1985, № 5.
- А.с. 1 150 514 СССР, МКИ В01/28 Центробежный смеситель /АЛ. Бурмистенков, А. Р. Костенко (СССР) Опубл. в Б.И., 1987, № 10.
- А.с. 2 132 725 Россия, МКИ В01 F7/26 Центробежный смеситель. /В.Н. Иванец, И. А. Бакин, Б. А. Федосенков. (Россия) Опубл. в Б.И., 1999, № 19.
- Патент РФ № 2 191 063. Центробежный смеситель / Ратников С. А., Бородулин Д. М., Иванец Г. Е. и др. Бюл. № 29, от 20.10.2001 г.
- Патент РФ № 2 207 901. Центробежный смеситель / Иванец В. Н., Бакин И. А., Бородулин Д. М., Зверев В. П. Бюл. № 19, от 10.07.2003 г.
- Патент РФ № 2 207 186. Центробежный смеситель / Иванец В. Н., Бакин И. А., Бородулин Д. М., Зверев В. П. Бюл. № 18, от 27.06.2003 г.
- Патент РФ № 2 174 436. Центробежный смеситель / Иванец В. Н., Иванец Г. Е, Ратников С. А. и др. Бюл. № 36, от 11.07.2001 г.
- Патент РФ № 2 191 063. Центробежный смеситель / Ратников С. А., Бородулин Д. М., Иванец Г. Е., Белоусов Г. Н., Бакин И. А., Саблинский А. И. Бюл. № 29, от 20.10.2001 г.
- Александровский А.А. Исследование процесса смешивания и разработка аппаратуры для приготовления композиций, содержащих твердую фазу: Автореф. дисс.. д-ра. техн. наук. Казань, 1976. -48с.
- Александровский А.А., Галиакбеков З. К. Кинетика смешения бинарной композиции при сопутствующем измельчении твердой фазы. // Теоретические основы химической технологии. 1976, т.15, № 2. — С.227−331.
- Арутюнов С.Ю., Дорохов И. И. Системный анализ процессов измельчения и смешивания сыпучих материалов. // В сб. тез. докл. 1-ой Всесоюз. конф. «КХТП-1». -М., 1984. С. 47.
- Ахмадиев Ф.Г. Исследование процесса смешивания композиций, содержащих твердую фазу, в ротационном смесителе: Автореф. дисс.. канд. техн. наук. Казань, 1975. -24с,
- Ахмадиев Ф.Г. Моделирование кинетики процессов смешения композиций, содержащих твердую фазу. // Изв. ВУЗов «Химия и химическая технология». 1984, т.27, № 9. — С. 1096−1098.
- Ахмадиев Ф.Г., Александровский А. А. Моделирование и реализация способов приготовления смесей. // Журн. Всесоюз. хим. общ-ва. им. Д. И. Менделеева. 1988, т. ЗЗ, № 4. — С.448.
- Ахмадиев Ф.Г., Александровский А. А. Современное состояние и проблемы математического моделирования процессов смешения сыпучих материалов. // В сб. «Интенсификация процессов механической переработки сыпучих материалов». Иваново, 1987. — С.3−6.
- Багринцев И.И., Лебедев Л. М., Филин В. Я. Смесительное оборудование для сыпучих и пастообразных материалов: Обзорная информация. М: ЦИНТИ химнефтемаш, 1986. — 35с.
- Бакин И. А. Разработка смесительного агрегата для переработки сыпучих материалов с небольшими добавками жидкости: Дисс.. канд. техн. наук. Кемерово: КемТИПП, 1998. — 214с.
- Бакин И.А., Саблинский А. И., Белоусов Г. Н. Оценка параметров работы дозирующих устройств // Деп.рук. Указатель ВИНИТИ «Депонированные рукописи». М., 2002. — № 16-В2002.
- Бакин И.А., Бородулин Д. М., Саблинский А. И. Математический анализ работы центробежного смесительного агрегата на основе кибернетического подхода // Деп. рук. Указатель ВИНИТИ «Депонированные рукописи». М., 2002. — № 17-В2002.
- Бакин И.А., Бородулин Д. М., Саблинский А. И. Использование случайных марковских процессов при моделировании смешивания в конусных смесителях // Деп. рук. Указатель ВИНИТИ «Депонированные рукописи». М., 2002. — № 18-В2002.
- Бакин И.А., Саблинский А. И., Белоусов Г. Н. Применение случайных марковских процессов при моделировании процессов смешивания // Информационные недра Кузбасса. Труды конференции. Сборник сообщений. Часть 2. Кемерово, 2001. С. 258 — 261.
- Бакин И.А., Саблинский А. И., Белоусов Г. Н. Комплексное моделирование процессов непрерывного смесеприготовления // Технология и техника пищевых производств. Сборник научных работ. Кемерово: КемТИПП, 2003. — С. 137 — 141.
- Бакин И.А., Белоусов Г. Н., Саблинский А. И. Классификация режимов смешивания // Технология и техника пищевых производств. Сборник научных работ. Кемерово: КемТИПП, 2003. — С. 132 — 136.
- Бакин И.А., Саблинский А. И., Белоусов Г. Н. Описание технологического процесса смесеприготовления в конусном смесителе // Пища. Экология. Человек: 4 междунар. научн.-техн. конф.: Сборник материалов. М.: МГУПБ, 2001. — С. 262−263.
- Бакин И.А., Саблинский А. И. Применение вероятностных методов при моделироованиии процессов смешивания // «Информационные недра Кузбасса»: материалы региональной науч.-практ. конф. (Кемерово, февраль 2004 г.). Кемерово, КемГУ: 2004 г. — С. 261−263.
- Баруча-Рид А. Т. Элементы теории марковских процессов и их приложения. М: Наука, 1969.
- Батунер JI.M., Позин М. Е. Математические методы в химической технологии. JL: Химия, 1979. -248с.
- Бытев Д.О., Зайцев А. И., Макаров Ю. И. и др. Расчет движения сыпучих материалов в аппаратах со сложным движения рабочего органа. // Изв. ВУЗов «Химия и химическая технология». 1981, т.24, № 3. — С.372−377.
- Вентцель Е.С., Овчаров JI.A. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения. М.: Наука, ГРФ-МН, 1991. — 384с.
- Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: «Высшая школа», 1998. -576с.
- Вентцель Е.С., Овчаров JI.A. Прикладные задачи теории вероятностей. М.: Радио и связь, 1983. — 416с.
- Видинеев Ю.Д. Дозаторы непрерывного действия. М.: Энергия, 1981.-273с.
- Видинеев Ю.Д. Современные методы оценки качества непрерывного дозирования. // Журн. Всесоюз. хим. общ-ва. им. Д. И. Менделеева. 1988, т. ЗЗ, № 4 — С.397−404.
- Генералов М.Б. Истечение сыпучих материалов из аппаратов. // Теоретические основы химической технологии. 1985, т.19, № 1 — С.53−59.
- Генералов М.Б. Механика твердых дисперсных сред в процессах химической технологии: Учебное пособие для вузов. Калуга: Н. Бочкаревой, 2002. — 592 с.
- Горбис З. Р. Спокойный Ф.Е. Физическая модель и математическое описание процесса движения мелких частиц в турбулентном потоке газовзвеси. Теплофизика высоких температур, 1977, Т. 15, № 2, с. 399−408.
- Грачев Ю. П. Математические методы планирования экспериментов. М.: Пищ. пром-сть, 1969. — 315с.
- Гусев Ю.И., Карасев И. Н., Кольман-Иванов Э.Э, и др. Конструирование и расчет машин химических производств. М.: Машиностроение, 1985. -408с.
- Джинджихадзе С.Р., Макаров Ю. И., Цирлин A.M. Структурный подход к анализу процесса смешения сыпучих материалов в циркуляционных смесителях. // Теоретические основы химической технологии. 1975, т.21, № 2. — С.425−429.
- Дынкин Е.Б., Юшкевич А. А. Теоремы и задачи о процессах Маркова. -М.: Наука, 1967.
- Дынкин Е.Б. Марковские процессы. М.: Физматгиз, 1963.
- Зайцев А.И. и др. Центробежный смеситель для получения красок. // В кн. «Оборудование, его эксплуатация, ремонт и защита от коррозии в химической промышленности». М.: НИИТЭхим, 1976, вып. 11. — С.1−3.
- Зайцев А.И., Бытев Д. О., Северцев В. А. и др. Современные конструкции и основы расчета смесительных аппаратов с тонкослойным движением сыпучих материалов. // Обзорная информация. Серия: Хим-фарм. пром. М: Изд-во. ЦБНТИ Мед. пром., 1984. — 23с.
- Зайцев А.И., Бытев Д. О., Сидоров В. Н. Теория и практика переработки сыпучих материалов. // Журн. Всесоюз. хим. общ-ва. им. Д. И. Менделеева. 1988, т. 33, № 4. — С.390.
- Иванец В.Н., Федосенков Б. А. Методы моделирования процессов смешивания дисперсных материалов при непрерывной и дискретной загрузке смесительного агрегата. // Изв. ВУЗов «Пищевая технология». 1988, № 5, -С.68−72.
- Иванец В.Н. Смесители порошкообразных материалов для витаминизации пищевых и кормовых продуктов. // Изв. ВУЗов «Пищевая технология». 1988, № 1. — С.89−97.
- Иванец В.Н., Бородулин Д. М., Волков А. С. Определение рациональных конструктивных параметров ротора смесителя непрерывного действия центробежного типа // Теоретический журнал «Хранение и переработка сельхоз сырья» № 9 2003 г., Москва, стр. 77-*-78.
- Иванец Г. Е., Ратников С. А., Разработка и исследование центробежного смесителя для стадии перемешивания в производстве комбинированных продуктов. // Изв. ВУЗов «Пищевая технология». 1999, № 5−6. — С.66−68.
- Каталымов А.В., Любартович В. А. Дозирование сыпучих и вязких материалов. Л.: Химия, 1990. — 232с.
- Кафаров В.В., Александровский А. А. Дорохов И.Н. и др. Кинетика смешения бинарных композиций, содержащих твердую фазу. // Теоретические основы химической технологии. 1976, т. 10, № 1. — С.149−153.
- Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. 3-е изд. перераб. и доп. -М.: Химия, 1976. — 464с.
- Кафаров' В.В., Петров В. Л., Мешалкин В. Г. Принципы математического моделирования химико-технологических систем. М.: Химия, 1974. — 344с.
- Кафаров В.В., Дорохов И. Н. Системный анализ процессов химических технологий. -М.: Наука, 1976. -499с.
- Кафаров В.В., Дорохов И. Н., Арутюнов С. Ю. Системный анализ процессов химических технологий. Процессы измельчения и смешивания сыпучих материалов. М.: Наука, 1985. — 440с.
- Кемени Дж., Снелл Дж. Конечные цепи Маркова. М.: Наука, 1970.
- Кемени Дж. и др. Счетные цепи Маркова. М.: Наука, 1987.
- Клейнрок JI. Теория массового обслуживания. М.: Машиностроение, 1979. — 432с.
- Колмогоров А.Н. Основные понятия теории вероятностей. М.: ОНТИ, 1936. 350 с.
- Марков А.А. Исчисление вероятностей. М.: ГИЗ, 1924. 202 с.
- Макаров Ю.И. Аппараты для смешения сыпучих материалов. М.: Машиностроение, 1973. — 215с.
- Макаров Ю.И., Зайцев А. И. Классификация оборудования для переработки сыпучих материалов. // Химическое и нефтяное машиностроение. 1981, № 6. — С.33−35.
- Макаров Ю.И., Зайцев А. И. Новые типы машин и аппаратов для переработки сыпучих материалов. -М.: МИХМ, 1982. 75с.
- Макаров Ю.И. Основы расчета процесса смешивания сыпучих материалов. Исследование и разработка смесительных аппаратов: Автореф. дисс.. д-ра. техн. наук. -М.: 1975. -35с.
- Макаров Ю.И. Проблемы смешивания сыпучих материалов. // Журн. Всесоюз. хим. общ-ва. им. Д. И. Менделеева. 1988, т. 33, № 4. — С.384.
- Макаров Ю.И. Энтропийные оценки качества смешивания сыпучих материалов. / Процессы и аппараты химической технологии. Системно-информационный подход. -М.: МИХМ, 1977. С.143−148.
- Новобратский В.Л. Теоретическое и экспериментальное исследование процесса непрерывного смешивания сыпучих материалов в лопастном каскадном смесителе: Автореф. дисс.. канд. техн. наук. -М.: 1971. 18с.
- Панфилов В.А. Системный подход к проблеме развития машинных технологий в перерабатывающих отраслях // Изв. ВУЗов «Пищевая технология». 1995, № 1−2. — С.89−97.
- Плотников В.А. Разработка и исследование новых смесительных агрегатов непрерывного действия для мелкодисперсных твердых материалов: Дисс.. канд. техн. наук. -М.: МИХМ, 1981 189с.
- Ратников С. А., Иванец Г. Е., Исследование влияния физико-механических характеристик дисперсных компонентов на качество смеси. // В сб. тез. научн. работ «Технология и процессы пищевых производств». -Кемерово: КемТИПП, 1999. С. 118.
- Ратников С.А., Центробежный смеситель сыпучих материалов с направленной организацией материальных потоков. // В сб. тез. научн. работ «Биотехнология и процессы пищевых производств». Кемерово: КемТИПП, 2000.-С.131.
- Ратников С.А., Бородулин Д. М. Исследование работы центробежного смесителя сыпучих материалов с организованной в нем схемой опережающих потоков. // В сб. тез. научн. работ «Проблемы и перспективы здорового питания». Кемерово: КемТИПП, 2000. — С.115.
- Рогинский Г. А. Дозирование сыпучих материалов. М.: Химия, 1978. -176с.
- Романовский В.И. Дискретные цепи Маркова. М.-Л.: Гостехиздат, 1949.
- Саати T.JI. Элементы теории массового обслуживания и ее приложения.
- Самарский А. А, Гулин АВ. Численные методы: Учеб. Пособие для вузов. М.:Наука. Гл. ред. Физ-мат. лит., 1989.-432 с.
- Смесители-диспергаторы для мелкодисперсных сыпучих материалов. Экспресс-информация. Отечественный опыт. Серия ХМ — 1. — Химическое и нефтеперерабатывающее машиностроение. — М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1987, № 10.-С.1.
- Смесители для сыпучих и пастообразных материалов: Каталог. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1985.
- Соболь И.М. Численные методы Монте-Карло. М.: Наука, 1973.
- Сулеин Г. С. Разработка и исследование смесительного агрегата с внутренним рециклом для сыпучих материалов: Автореф. дисс.. канд. техн. наук. М.: МИХМ, 1987. — 189с.
- Тихонов В.И., Миронов М. А. Марковские процессы. М.: Изд-во «Сов. Радио», 1977.
- Товбин JI.M. Машины и агрегаты для дозирования и смешивания зерновых и жидких продуктов // Технологическое оборудование предприятий по хранению и переработке зерна / Под ред. А. Я. Соколова М.: Колос, 1984. — С.193−215.
- Феллер В. Введение в теорию вероятностей и ее приложения, т.1−2. М.: Мир, 1984.
- Харитонов Д. В. Оценка гранулометрического состава сухого молока. // Молочная промышленность. 1975, № 1. — С. 15−19.
- Харитонов Д.В. Производство сухих многокомпонентных продуктов способом сухого смешивания // Мешочная промышленность. -1998, № 1. С. 6.
- Химмельблау Д. Анализ процессов статистическими методами: Пер. с англ. -М.: Мир, 1973. 957с.
- Хинчин А.Я. Работы по теории массового обслуживания. ГИФМЛ, 1965.
- Чувпило А.П. Новое в технике приготовления порошковых смесей. -М.: ВНИЭМ, 1961.
- Шупов Л.П. Математические модели усреднения. М.: Недра, 1978 -225с.
- Akiyama Т., Kurimoto Н. Compressible Gas Model of Vibrated Particale Beds./ Chem. Eng. Scien., 1988, vol.43, p. 2645−2653.
- Berruti F., Liden A.G., Scott D.S. Measuring and Modeling Residence Time Distribution of Low Density Solid in a Fluidized Bed Reator of Sand Particles./ Chem. Eng. Scien., 1988, vol.43, p.739−748.
- Bourne J.R. Some Statistical Relationships for Powder Mixture. // Trans. Inst. Chem. Eng. Depart., p.268−287.
- Dankwerts P. V. The Definition and Measurement of Some Characteristics of Mixtures, Chem. Eng. Depart., p. 268−287.
- Fan W., Fan L., Keith D. Optimum Particale Size in a Gas-Liquid-Solid Fluidized Bed Catalytic Reactor./ Chem. Eng. Scien., 1988, vol.43, p.2741−2750.
- Kind R. Fluid Structure Interaction in Mixing processes. / Process Engineering, 1985, № 2, p.50−51.
- Rose H.E., Robinson D.J. The Aplication of the Digital Computers to the Study of Some Problems in the Mixing of Powders. A.J.Ch.E. Chem. Eng. Symposium Ser., № 106, London, Inst. Chem. Eng., 1965.
- Vance F.P. Statistical Properties of Dry Blends. // Eng. Chem., 1986, v.58, p.37.