Диапазон и частота колебаний расхода сыпучих материалов

Диапазон и частота колебаний расхода сыпучих материалов в потоке на хлебоприемных предприятиях и заводах по переработке зерна при установившемся режиме работы вполне объективно характеризуют уровень организации и совершенства технологического процесса. Установлено, что на передовых предприятиях колебания расхода в основных потоках процесса намного меньше, чем на отстающих.
Колебания расходов продуктов приводят в итоге не только к снижению выходов и качества продукции, но и к снижению эксплуатационных характеристик всего оборудования. Например, материалопроводы для пневмотранспорта продуктов III—VI драных систем выбирают с 2—3-кратным запасом по производительности, так как при меньших запасах могут возникать завалы в период пиковых нагрузок, обусловленных колебаниями расхода.
Снижение колебаний расхода — один из резервов повышения производительности предприятия и качества вырабатываемой продукции. Чтобы использовать этот резерв, необходимо прежде всего выявить причины колебаний расходов и пределы при установившемся течении технологического процесса и отсутствии регулирующих воздействий.
Для уменьшения диапазона колебаний расхода можно рекомендовать следующее:
ограничивать применение шнеков, шлюзовых затворов, и других механизмов, создающих пульсацию потоков;
с высокой точностью шлифовать вальцы перед нарезкой, а в буксах нижних вальцов применять пружины с предварительной затяжкой в 400—500 кг;
обеспечивать надежную работу очистителей сит, пневмотранспорта и другого оборудования;
применять, где это возможно, устройства для выравнивания и усреднения расхода: вибропитатели, промежуточные бункера;
стабилизировать процесс увлажнения и отволаживания зерна, а также типовой состав помольной смеси;
применять системы автоматической стабилизации расхода. Если массовый расход — важнейшая количественная характеристика потока, то объемная масса отражает в основном совокупность показателей качества данного продукта. На ее величину в той или иной степени оказывают влияние практически все свойства, характеризующие качество. Например, объемная масса зерна пшеницы, подаваемого в размольное отделение, зависит от типового состава помольной смеси, крупности, выравненности, засоренности, степени очистки поверхности, влажности зерна, характера распределения влаги по зерновкам.
Исследования показывают, что величина объемной массы зерна и промежуточных продуктов в потоке, так же как и величина массового расхода, непрерывно колеблется, отражая все изменения в режиме работы машин подготовительного и размольного отделений. Особенно большое влияние на объемную массу зерна оказывает влажность и характер ее распределения по зерновкам.
На рисунке 2 показано изменение объемной массы р зерна пшеницы во времени три различной степени увлажнения. В первые минуты после увлажнения объемная масса быстро уменьшается и через 30—50 мин падает до минимума, после чего начинает плавно увеличиваться, асимптотически приближаясь к новому значению. Это значение соответствует, по-видимому, тому времени отволаживания, при котором процесс распределения влаги по объему зерновок заканчивается. Изменение объемной массы сопровождается изменением коэффициента трения, который влияет на плотность укладки частиц.
Эти данные получены при помощи поточного плотномера при непрерывной циркуляции зерна после его увлажнения на Д = 0,3 и 0,5%. Плотномер и зерно находились в замкнутом объеме, и высушивания зерна не происходило.
Увеличение количества щуплых зерен, легких и крупных примесей приводит к уменьшению, а увеличение мелких примесей и времени отволаживания — к увеличению объемной массы. Изменения объемной массы при этом не столь значительны, как при увлажнении.
Объемная масса продуктов размола зерна в основном зависит от крупности, формы и зольности частиц. Продукты, состоящие из частиц округлой формы (крупка, дунет), имеют большую объемную массу, чем продукты из частиц пластинчатой формы, например отруби, верхние сходовые продукты драных систем.
Объемная масса сыпучих материалов как обобщенный показатель качества еще мало используется для управления процессом. Это объясняется недооценкой этого показателя, отсутствием поточных приборов и недостаточной изученностью функциональных и корреляционных связей объемной массы с конкретными показателями качества.
Средние значения массового расхода и объемной массы сыпучих продуктов и величины колебаний около средних являются важными для управления технологическим процессом характеристиками потоков.
Первичная информация о расходе и объемной массе продуктов в различных точках технологического процесса может быть получена при помощи приборов непрерывного действия, например расходомеров марок РВД-71, РЦ-71, поточных плотномеров ПЗН.
По записи мгновенных значений расхода и объемной массы на дисковых диаграммах приборов в течение 10— 20 можно оценить средний уровень, размах и частоту колебаний контролируемого параметра.
Так как величина массового расхода и объемной массы зависит от множества независимых переменных факторов, то записи на диаграммах представляют собой некоторые случайные функции времени, которые необходимо проанализировать.
Исследованиями установлено, что при неустановившемся режиме работы предприятия (в период пуска и наладки, когда производительность меняют от нуля до плановой величины) случайные функции не стационарны, а при установившемся режиме (производительность постоянна) они стационарны, т. е. средняя величина функции не изменяется.
Всякая стационарная случайная функция характеризуется математическим ожиданием, корреляционной функцией и спектральной плотностью. Эти основные числовые характеристики случайной функции могут быть найдены путем математической обработки записи на диаграмме измеряемого параметра по известным формулам.
Математическое ожидание (среднее значение параметра) является действительной величиной и используется для оценки уровня контролируемого параметра. Корреляционная функция, устанавливающая связь между сечениями случайной функции, дает возможность определить размах колебаний измеряемого параметра около математического ожидания и частоту колебаний. Ее используют в основном для оценки возможных предельных отклонений, т. е. дисперсии.
Спектральная плотность служит для определения тех частот колебаний, которые преобладают в данной случайной функции.
В производственных условиях чаще всего прибегают к органолептической оценке записей на диаграммах. При этом приближенно определяют среднюю величину параметра, отклонение от средней величины и преобладающие частоты колебаний, а затем делают практические выводы. Например, если частота изменений расхода составляет 30 колебаний в минуту и в технологической линии перед расходомером установлен шнек, вал которого делает 30 оборотов в минуту, то отсюда следует, что колебания расхода создаются шнеком.
На рисунке 3 показаны диаграммы изменения во времени расхода отрубей и муки высшего сорта. Анализируя диаграммы, можно сделать следующие выводы.
Средний расход муки высшего сорта (кривая 1) примерно 2,2 т/ч, отклонения от среднего не превышают 0,15 т/ч, период случайных колебаний расхода примерно 2 мин.
Средний расход отрубей (кривая 2) приблизительно 1,5 т/ч, отклонения от среднего около 0,3 т/ч, колебания состоят из двух основных частот. Период высокочастотных колебаний примерно 5 мин, а период низкочастотных колебаний — 1 ч.

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

..........................................................................................................................

 
 
© 2011 Разработано специально для food-industri.ru, все права защищены.
Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник.