Хассай Дмитро Віталійович. Обгрунтування електротехнологічних параметрів пристроїв вилучення феромагнітних тіл з потоків зернових матеріалів

Краткое описание

Хассай Дмитро Віталійович. Обгрунтування електротехнологічних параметрів пристроїв вилучення феромагнітних тіл з потоків зернових матеріалів : Дис... канд. наук: 05.09.16 - 2006.

Хассай Д.В. Обґрунтування електротехнологічних параметрів пристроїв витягу феромагнітних тіл з потоків зернових матеріалів. - Рукопис.
Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.09.16 електротехнології й електроустаткування в агропромисловому комплексі. Таврійська державна агротехнічна академія. Мелітополь, 2006.
Дисертація присвячена розробці пристроїв витягу феромагнітних тіл із зернових матеріалів і методів їхнього моделювання і розрахунку.
Проведений аналіз показав, що існуючі пристрої і системи для витягу феромагнітних тіл із зернових матеріалів, малоефективні, енергоємні і не допускають включення їхній у загальну схему автоматизації ліній переробки.
Основні результати теоретичних досліджень наступні:
- для визначення динамічних характеристик переміщення ФМT у робочій зоні електромагнітних сепараторів сформульовано математичну модель у вигляді системи диференціальних рівнянь, що пов'язує параметри тіл, середовища і магнітного поля,
- для розрахунку пристроїв витягу феромагнітних тіл із зернових матеріалів отримана залежність, що пов'язує основні електротехнологічні параметри,
- для потокових ліній по переробці зернових матеріалів розроблено метод розрахунку електромагнітних сепараторів.
Розроблено й експериментально досліджено нові елементи і конструкції електромагнітних сепараторів.
Проведено експериментальну перевірку основних теоретичних положень, відносна похибка не перевищувала 12 %.
Економічна оцінка проведених досліджень свідчить про доцільність впровадження у виробництво розроблених пристроїв вилучення феромагнітних тіл із зернових матеріалів.

У дисертаційній роботі приведені теоретичне обгрунтування і нове рішення наукової задачі по вдосконаленню пристроїв вилучення з потоків зернових матеріалів ФМТ з визначенням закономірностей їх взаємодії з магнітним полем з подальшим вдосконаленням основ теорії і розробки методу розрахунку, який враховує взаємодію основних електротехнологічних параметрів з одночасними елементами ресурсоенергозбереження. Представлені в дисертації результати теоретичних і експериментальних досліджень дозволяють зробити наступні висновки:
1. Аналіз літературних досліджень і результатів обстеження сільгосппідприємств показали, що існуючі пристрої і системи вилучення феромагнітних тіл із зернових матеріалів малоефективні (ефективність вилучення не вище 68-75%), матеріало- і енергоємні (вага до 1500 кг, встановлена потужність 34,5 кВт), не допускають включення їх в загальну схему автоматизації потокових ліній первинної і глибокої переробки (через ручне обслуговування). Тому завдання по вдосконаленню існуючих і розробці нових елементів і пристроїв вилучення в цілому, вельми актуальні.
2. На основі законів і закономірностей механіки і електротехніки, одержана і теоретично обґрунтована нова залежність для визначення сили струму в обмотці від положення тіла в робочій зоні електромагнітуI=f(Yp)і, як наслідок, розроблений метод розрахунку електромагнітних сепараторів для потокових ліній по переробці зернових матеріалів, який враховує параметри: технологічні продуктивність(подача)Q; електротехнічні напруга, яка живитьU, потужністьP, число витківWі перетин проводу обмоткиq1; магнітна сприйнятливістьT,фактор тілаN, який розмагнічує і геометричні розміри зернового шару висота шаруYpі магнітопровода (довжинаlширинаdвисотаh). Для конкретного зразка: ширина стрічки транспортераВ=0,55м, продуктивністькг/с, висота шару зернового матеріалуYp=28,6 мм, габарити магнітопровода рівні 0,6330,120,36 м, ширина полюсаa=0,082м, міжполюсний крокs=0,273 м, при цьому кількість витків обмотки дорівнюєW=2792, сила струмуІ=3,17А, встановлена потужністькВт.
3. Для визначення основних динамічних характеристик феромагнітних тіл в робочій зоні електромагніту розроблена математична модель їх вилучення з поверхні транспортуючого пристрою. Варіюючи параметрами тіл, середовища і магнітного поля, і вирішуючи задачу багато разів, визначаються як конструктивні, так і електротехнологічні параметри процесу і конструкції в цілому, що дозволяє визначити оптимальні умови для проектування зокрема багатополюсних електромагнітних сепараторів. Результати числового рішення системи диференційних рівнянь дозволили визначити залежності швидкостіU, траєкторії переміщення тіла по вертикаліуі горизонталіху функції від часуtв магнітному полі робочої зони сепаратора при зміні різних параметрів системи вилучення (розмір тілd=525 мм, сила струму в обмотці сепаратораI=10...30 А і висота підвісу електромагніту над транспортерною стрічкоюYp=58...77 мм). При цьому час вилучення t не перевищує 0,15 с,максимальна швидкість вилученняU=2,8 м/с, а переміщення тіла по горизонталіхне перевищує 30 мм, що дозволяє визначати розміри робочої зони.
4. Розроблені нові елементи і конструкції електромагнітних сепараторів, які дозволяють економити електротехнічні матеріали (зменшення ваги магнітопровода до 30%) і електричну енергію (зменшення встановленої потужності не менше ніж на 1,5 кВт) при вилученні феромагнітних тіл із зернових матеріалів за рахунок вібрації шару в робочій зоні і нового способу шихтовки магнітопровода електромагніту сепаратора.
5. Експериментально-лабораторними і дослідно-промисловими випробуваннями підтверджені теоретичні залежності вилучення феромагнітних тіл із зернових матеріалів, які переміщаються стрічковими транспортерами. Встановлено, що у всіх випадках вид визначальної залежності експоненціальний; сила струму в обмотці залежить від положення тіла по вертикалі по відношенню до полюса; при збільшенні відстані від полюса до тіла в 7 разів сила струму в обмотці збільшується від 4(для болтів, гайок і шайб) до 5 (для шарів) разів, тобто вилучення тіл сферичної форми найбільш енергозатратне; відносна похибка теоретичних залежностей з експериментальними даними не перевищує 12 %.
6. Розроблені вузли і конструкції були перевірені у виробничих умовах. Запропоновані технічні рішення дозволили знизити до 30% матеріалоемність електромагнітного сепаратора, за рахунок використання шихтовки магнітопроводу і одержати зниження витрат на електроенергію до 0,146 грн/т, за рахунок впровадження системи «очікуючого» режиму, що дозволить знизити витрати на 4904 грн/рік.