Разработка и расчет весовых дозаторов порошков для производства и использования углеродных наноматериалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.13, кандидат наук Алсайяд Таха Хуссейн Карам

• Алсайяд Таха Хуссейн Карам
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Алсайяд Таха Хуссейн Карам

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Глава 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Весовое непрерывное дозирование сыпучих материалов

1.2 Двухстадийное весовое непрерывное дозирование

1.3 Порционное дозирование

1.4 Преобразование отдельных порций материала в непрерывный поток

1.5 Физико-механические характеристики сыпучих материалов 29 Выводы по главе 1 43 Постановка задач исследования

2. Глава 2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА НЕПРЕРЫВНОГО ДВУХСТАДИЙНОГО ДОЗИРОВАНИЯ

2.1 Математическое описание процесса преобразования отдельных порций сыпучего материала в непрерывный поток на наклонном цилиндрическом вибролотке

2.1.1 Качественный анализ преобразования и движения отдельной порции сыпучего материала на наклонном виболотке

2.1.2 Исходное распределение отдельной порции в вибролотке ^

2.1.3 Изменение формы порции материала при крутильных колебаниях

2.1.4 Движение материала вдоль вибролотка

2.2 Математическое моделирование процесса движения отдельной порции материала в цилиндрическом вибролотке

2.2.1 Описание процесса на основе энергетического подхода

2.2.2 Описание процесса движения на основе математического ап-

парата случайных марковских процессов

2.3 Имитационная модель процесса двухстадийного непрерывного дозирования

Выводы по главе

3. Глава 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА НЕПРЕРЫВНОГО ДВУХСТАДИЙНОГО ВЕСОВОГО ДОЗИРОВАНИЯ

3.1 Определение физико-механических характеристик дозируемых материалов

3.1.1 Общая характеристика материалов

3.1.2 Определение насыпной плотности материалов

3.1.3 Определение угла естественного откоса

3.1.4 Определение угла обрушения

3.1.5 Определение углов трения движения и покоя

3.1.6 Определение коэффициентов внешнего трения движения и

покоя

3.2 Исследование исходного распределения порции сыпучего материала в цилиндрическом вибролотке

3.3 Исследование процесса изменения потенциальной энергии

порции сыпучего материала

3.4 Математическое описание изменения формы порции материала

в вибролотке

3.5 Исследование процесса движения порции сыпучего материала

по наклонному вибролотку

3.6 Исследование процесса двухстадийного весового непрерывного дозирования при фиксированной точности порционного дозирования

3.7 Исследование точности непрерывного дозирования при форми-

ровании отдельных порций двумя спиральными питателями 3.7.1 Исследование спирального питателя

3.6.2 Исследование точности непрерывного дозирования

Выводы по главе

4 Глава 4 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Разработка способа непрерывного весового двухстадийного дозирования и устройства для его реализации

4.2 Разработка спирального дозатора для непрерывной подачи сыпучих материалов

4.3 Методика расчета дозатора, реализующего технологию двухстадийного дозирования

4.4 Разработка параметрического ряда дозаторов для непрерывного весового дозирования дисперсных материалов

4.5 Использование способа двухстадийного дозирования при производстве оксида графена 147 Выводы по главе 4 149 ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ 150 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 152 ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и расчет весовых дозаторов порошков для производства и использования углеродных наноматериалов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Непрерывное весовое дозирование сыпучих материалов широко используется в химической и смежных отраслях промышленности. Одной из основных характеристик весовых дозаторов является точность дозирования. Повышение точности непрерывного весового дозирования стало еще более актуальным с расширением использования нанома-териалов при производстве новых композитов в промышленных масштабах. Анализ характеристик непрерывных весовых дозаторов, представленных на мировом рынке, показывает, что в настоящее время отсутствуют дозаторы с производительностью менее 0,5 г/с и погрешностью дозирования менее 0,25 %, а именно такие дозаторы необходимы для реализации процессов производства и использования углеродных наноматериалов.

В Тамбовском государственном техническом университете разработан способ двухстадийного весового непрерывного дозирования, в котором повышение точности достигается за счет исключения динамических нагрузок на датчик веса. В то же время нет комплексных исследований взаимного влияния стадий на точность дозирования с учетом режимных параметров процесса и геометрических параметров дозатора. Физико-механических характеристик углеродных наноматериалов и катализаторов зависят от насыпной плотности, которая существенно изменяется в зависимости от внешних воздействий. В связи с этим возникла необходимость совершенствования способа двухстадийного дозирования и разработки параметрических рядов агрегатов и устройств для формирования отдельных порций с учетом взаимного влияния стадий. Решение указанной проблемы, имеющей актуальное научное и практическое значение, определяет направления исследований данной работы, которая выполнялась в соответствии с научно-техническими программами Министерства образования и науки РФ «Научные исследования высшей школы в области производственных технологий», ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-

технологического комплекса России на 2014-2020 годы» (Соглашение о предоставлении субсидии от 26 сентября 2016г. № 14.577.21.0253).

Цель работы. Совершенствование процесса двухстадийного дозирования и устройств для формирования отдельных порций и их преобразования в непрерывный поток с учетом свойств углеродных наноматериалов и катализаторов для их производства.

Задачи исследования:

- анализ способов непрерывного дозирования и смешивания, сыпучих материалов, а также устройств, для реализации этих способов;

- разработка физической модели и получение зависимости для расчета параметров, характеризующих распределение порции сыпучего материала в цилиндрическом вибролотке, совершающем крутильные колебания;

- исследование влияния геометрических и режимных параметров на точность дозирования;

- разработка способа непрерывного весового дозирования и устройств для его реализации;

- разработка математической и имитационной моделей процесса;

- разработка методики расчета режимных параметров процесса и геометрических параметров дозатора и создание параметрического ряда дозаторов, обеспечивающих массовую производительность от 0,01 до 0,5 г/с.

Научная новизна. Предложена физическая модель движения сыпучего материала при вибрации и на основе энергетического подхода получены зависимости для расчета параметров, характеризующих распределение порции сыпучего материала в цилиндрическом вибролотке, совершающем крутильные колебания.

Разработана математическая модель процесса двухстадийного непрерывного дозирования сыпучих материалов с независимыми стадиями изменения формы отдельной порции и ее перемещения вдоль вибролотка.

На основе предложенной модели и полученных аналитических зависимостей разработана имитационная модель процесса, позволяющая прогнозировать точность непрерывного дозирования.

Дано теоретическое и экспериментальное обоснование диапазонов изменения основных режимных и геометрических параметров дозатора со спиральным питателем и преобразователем отдельных порций в непрерывный поток в виде цилиндрического вибролотка, совершающего крутильные колебания относительно продольной оси, обеспечивающих заданные значения производительности и точности непрерывного весового дозирования.

Практическая ценность. Предложен способ непрерывного дозирования с повышенной точностью и созданы устройства для его реализации. На базе математической модели процесса движения материала в цилиндрическом наклонном вибролотке и имитационной модели процесса непрерывного дозирования разработана методика расчета основных режимных и конструктивных параметров дозатора (диаметр, длина и угол наклона вибролотка, амплитуда и частота крутильных колебаний).

Разработан параметрический ряд дозаторов на основе унификации и оптимизации узлов формирования отдельных порций и их преобразования в непрерывный поток.

Изготовлен опытный образец дозатора для непрерывного весового дозирования углеродных наноматериалов и катализаторов, который прошел промышленные испытания в ООО «НаноТехЦентр» (г. Тамбов).

Методология и методы исследования. В диссертационной работе проанализированы и систематизированы имеющиеся в российской и зарубежной научно-технической литературе сведения о процессах непрерывного весового дозирования сыпучих материалов и математическом моделировании движения порошков в сложных силовых полях.

Моделирование процесса непрерывного весового дозирования проводилось с использованием математического аппарата случайных марковских процессов дискретных в пространстве и времени.

Численные значения параметров движения порошка под воздействием крутильных колебаний получены в результате длительного эксперимента, проводимого с использованием общепринятых физических методов оценки свойств сыпучих материалов, с применением стандартных методов и методик ГОСТ. Обработка экспериментальных данных осуществлялась методами математической статистики.

Автор защищает.

1. Физическую модель процесса преобразования отдельных порций тонкодисперсного материала в непрерывный поток в цилиндрическом вибролотке, совершающем крутильные колебания, в основу которой положен энергетический принцип описания движения сыпучего материала в сложном силовом поле. Математическую модель преобразования отдельных порций сыпучего материала в непрерывный поток на вибрирующем лотке и имитационную модель двухстадийного непрерывного дозирования сыпучих материалов с независимыми стадиями изменения формы отдельной порции и ее перемещения вдоль вибролотка.

2. Теоретическое и экспериментальное обоснование диапазонов изменения основных режимных и геометрических параметров дозатора со спиральным питателем и преобразователем отдельных порций в непрерывный поток в виде цилиндрического вибролотка, обеспечивающих заданные значения производительности и точности непрерывного весового дозирования.

3. Методику расчета основных режимных и конструктивных параметров дозатора.

Достоверность полученных результатов обусловлена соответствием разработанной математической модели и полученных экспериментальных данных физическим представлениям о реальной картине процесса движения

дисперсных материалов и результатам ранее проведенных исследований других авторов. Полученные научные положения и выводы, приведенные в работе, основаны на результатах длительного эксперимента, выполненного с применением комплекса взаимодополняющих методов исследований, таких как видеосъемка и непрерывное контролирование массового расхода потока сыпучего материала на выходе из дозатора и их статистической обработки, подтверждены сходимостью результатов вычислительных и экспериментальных данных, а также их корреляцией с известными закономерностями.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследования докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях», Санкт-Петербург, 2017; XIV Международной научно-практической конференции «Машиностроение и техносфера XXI века, Севастополь, 2017; 1ой Международной научно-практической конференции «Машины, агрегаты и процессы. Проектирование, создание и модернизация», Санкт-Петербург, 2018; Всероссийской конференции с международным участием, 2018 г. Якутск.

Публикации. По материалам диссертационного исследования опубликовано 10 работ, из них 4 статьи в журналах рекомендованных ВАК и 2 статьи в журналах индексируемых в Scopus.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка использованных источников (146 наименований работ отечественных и зарубежных авторов) и приложения. Работа изложена на 151 страницах основного текста.

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель работы, ее научная новизна и практическая значимость, основные положения, которые выносятся на защиту.

В первой главе дан критический анализ способов и конструкций дозаторов, которые в настоящее время изготавливаются и используются в про-

мышленности. Рассмотрены способы экспериментального определения основных физико-механических параметров сыпучих материалов, влияющих на точность непрерывного весового дозирования и проанализирована возможность их использования применительно к углеродным наноматериалам и катализаторам. В результате анализа способов непрерывного дозирования установлено, что наиболее перспективной, с точки зрения повышения точности, является технология двухстадийного дозировании. Рассмотрены способы и устройства для преобразования отдельных порций в непрерывный поток. По результатам анализа сформулированы цель и задачи исследования.

Вторая глава посвящена разработке математической модели процесса двухстадийного дозирования. Учитывая, что при вибрации частицы сыпучего материала, перемещаются как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении, т.е. совершают сложное движение, процесс рассматривали, как сложную физико-механическую систему (ФМС). По результатам качественного анализа преобразования и движения отдельной порции сыпучего материала на наклонном вибрирующем лотке, на втором иерархическом уровне (макро уровне), выделены три основные стадии: исходное распределение порции в лотке; изменение формы порции под действием вибрации; перемещение центра тяжести порции вдоль лотка. Дано математическое описание исходного распределения для симметричной и несимметричной загрузки этой порции в цилинрический лоток. С позиций энергетического подхода получены зависимости для описания изменения формы отдельной порции в процессе вибрации. На основе математического аппарата случайных марковских процессов, дискретных в пространстве и времени, разработаны математические модели движения порции сыпучего материала по наклонному цилиндрическому лотку, совершающему крутильные колебания и имитационная модель процесса двухстадийного весового дозирования. Имитационная модель позволяет определять геометрические и режимные параметры, обеспечивающие максимально возможную точность непрерывного дозирования с

учетом свойств дозируемого материала и точности порционного дозирования.

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований процесса двухстадийного дозирования. Во всех экспериментах по дозированию использовали углеродные наноматериалы «Таунит», «Таунит-М», «Таунит-МД» и катализаторы, которые используются при их производстве, а также порошок KMnO4. Прежде всего были определены физико-механические характеристики, влияющие на движение исследуемых материалов. Результаты экспериментальных исследований показали, что при проектировании дозаторов, реализующих двухстадийную технологию, кроме размера частиц и насыпной плотности материала, необходимо знать следующие характеристики: углы трения покоя (аП) и движения (ад); статический ifs) и динамический (fD) коэффициенты внешнего трения. Данные характеристики определялись с использованием опробированных методик. Исследованы основные стадии процесса непрерывного дозирования и проведено сравнение результатов расчета и эксперимента. Получено экспериментальное подтверждение гипотезы о том, что скорость изменения формы отдельной порции материала прямопропорциональна разнице значений потенциальной энергии этой порции для текущего и конечного состояний. Проверены аналитические зависимости, математическая и имитационная модели, полученные во второй главе.

В четвертой главе с учетом особенностей углеродных наноматериалов и катализаторов разработана конструкция спирального питателя, который может использоваться как для непрерывной подачи сыпучих материалов в различных технологических процессах, так и для формирования отдельных порций материала при реализации двухстадийной технологии дозирования. Дано описание нового способа двухстадийного непрерывного весового дозирования и устройства для его реализации. Разработана методика расчета спирального питателя и дозатора в целом с заданными значениями массовой

производительности и точности непрерывного дозирования. С использованием разработанной методики создан параметрический ряд дозаторов (три типоразмера), реализующих двухстадийную технологию дозирования. При создании параметрического ряда дозаторов использовались унифицированные основание и привод крутильных колебаний и три сменных цилиндрических лотка диаметрами 30, 40 и 50мм. В процессе испытаний опытных образцов дозаторов установлено, что они обеспечивают непрерывное дозирование порошков с производительностью от 0,01 до 0,3 гс1 и погрешностью в 2 раза меньше, чем прототипы.

В приложении приводятся таблицы экспериментальных данных, а также справка об апробации результатов исследований.

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Весовое непрерывное дозирование сыпучих матриалов

Сыпучие материалы широко используются в различных отраслях промышленности и весовое непрерывное дозирование этих материалов является одной из ключевых операций многих технологических процессов. В первую очередь это касается процесса приготовления многокомпонентных смесей из сыпучих компонентов. От точности дозирования зависит не только время смешивания, но и качество готовой смеси. Проблема повышения точности весового непрерывного дозирования стала особенно актуальной в последние годы, в связи с бурным ростом использования наноматериалов в качестве модифицирующих добавок при производстве различных композитов. Дело в том, что процентное содержание наноматериалов обычно не превышает десятые доли процента и даже при достаточно больших производительностях по смеси в целом, наноматериалы необходимо дозировать с производительностью менее килограмма в час. Тысячи компаний по всему миру серийно выпускаю весовые дозаторы. Рассмотрим продукцию нескольких мировых лидеров.

Компании K-Tron [1], Thermo Scientific [2], Gericke AG [3] выпускают весовые ленточные дозаторы и дозаторы «Loss-In-Weight». В зависимости от модели, производительность может изменяться от 54 кг/час до 100000 кг/час. На рисунке 1.1.1 показан весовой дозатор, работающий по принципу «Loss-In-Weight», выпускаемый компанией K-Tron.

Особенностью данной модели является вибрационная подача непрерывного потока материала из бункера, который установлен на весовых датчиках.

Данная компания выпускает также дозаторы для непрерывной подачи нескольких компонентов с малыми расходами (рисунок 1.1.2)

Рисунок 1.1.1 - Дозатор фирмы K-Tron

Рисунок 1.1.2 - Многокомпонентный весовой дозатор

Кроме этого данная компания выпускает шнековые и спиральные питатели и системы автоматического контроля дозировочных комплексов.

Компания Thermo Ramsey [4] специализируется на производстве шнеко-вых питателей и дозаторов, работающих по принципу «Loss-In-Weight».

В настоящее время серийно выпускаются весовые дозаторы различных конструкций, однако по способу измерения производительности выделяют три группы [5]:

- взвешивание определенной части непрерывного потока материала, находящегося в дозаторе;

- периодическое взвешивание материала, находящегося в бункере (технология Loss-in-Weight);

- взвешивание определенной части материала на выходе из дозатора.

Первый способ реализуется в весовых ленточных дозаторах. Суть данного способа заключается в том, что взвешивается весь материал или его часть, находящаяся на транспортерной ленте [6, 7, 8]. Используются разные схемы взвешивания материала, но наиболее характерная схема ленточного весового дозатора показана на рисунке 1.1.3.

Дозатор состоит из ленточного транспортера 1, бункера 2, весового датчика 3 и процессора 4. Материал из бункера 2 поступает на ленту 1, производительность может изменяться положением шибера 5. По обе стороны от весоизмерительного ролика 6 установлены опорные ролики 7. При расчете веса материала, находящегося на весоизмерительном участке (участок ленты между опорными роликами 7), считают, что материал распределен на ленте

2

5

Рисунок 1.1.3 - Схема ленточного весового дозатора

равномерно. Это допущение приводит к неточности измерения веса и, следовательно, к погрешностям при определении производительности дозатора. Тарирование весоизмерительного датчика осуществляется с использованием эталонной гири, которую устанавливают на ленту. Одновременно фиксируют положение гири и показания весового датчика 3. Когда гиря находится над опорным роликом, датчик фиксирует нулевой вес, а когда гиря расположена посередине участка - максимальный вес. Численное значение максимальных показаний датчика существенно зависят от натяжения транспортерной ленты. Далее строят тарировочный график, т.е. находят зависимость показаний весового датчика 3 от положения эталонной гири на весоизмерительном участке. С учетом тарировочного графика рассчитывают вес материала, находящегося на весоизмерительном участке. Учитывая длину участка и скорость движения ленты, рассчитывают производительность дозатора. В реальности, материал на ленте распределен неравномерно, поэтому показания датчика постоянно изменяются и ошибка в расчете производительности неизбежна. Кроме этого на весовой датчик действуют динамический нагрузки, которые также снижают точность в расчетах производительности. Корректировка производительности дозатора осуществляется либо изменением положения шибера 5, либо скоростью движения транспортерной ленты 1. Очень важно отметить, что под вопросом остается принятие решение о корректировке производительности. Например, материал распределен на весоизмерительном участке, как показано на рисунке 1.1.4. В данный момент времени весовой датчик покажет, что вес материала на весоизмерительном участке, а, следовательно, и производительность дозатора больше заданной. Естественно, что процессор передаст управляющий сигнал на привод шибера на уменьшение производительности. В действительности, в следующий промежуток времени производительность уже меньше заданной.

Рисунок 1.1.4 - Вариант распределения материала на ленте

Уменьшение производительности увеличит погрешность дозирования. Таким образом, погрешности в определении производительности ленточных весовых дозаторов обусловлены допущением о равномерности распределения материала на ленте и динамическими воздействиями на весовой датчик.

Основной принцип реализации второго способа заключается в том, что используется бункер, установленный на весоизмерительных датчиках, с питателем, обычно шнековым [9, 10]. Периодически определяется вес материала, находящегося в бункере и рассчитывается количество материла, выгруженного из бункера (технология Loss-in-Weight) за определенный промежуток времени, т.е. производительность дозатора. Недостаток данного способа заключается в том, что привод питателя, как и в первом способе, оказывает на весоизмерительные датчики динамические воздействия. Кроме этого, вес бункера и питателя с приводом, а также материала в бункере, многократно превосходит вес материала, выгруженного из бункера за короткие промежутки времени, что существенно снижает точность дозирования. Заявления производителей о том, что высокая точность дозирования достигается за счет частых корректировок скорости вращения шнекового питателя, представляется недостаточно убедительными, по следующим причинам. Результаты наших экспериментальных исследований показывают, что весовая погрешность шнековых питателей, как правило, составляет ± 10%. Для конкретных материалов, возможно найти такое сочетание режимных и геометрический параметров, при которых погрешности дозирования не превышают 1%. В частности, при дозировании катализатора для синтеза углеродных трубок с производительностью 0,1 гс-1, используя спиральный питатель, нам удалось

снизить погрешность непрерывного дозирования до 0,2% (отбор проб для расчета погрешности осуществлялся за 360 с). При изменении производительности до 1 гс-1 погрешность дозирования увеличилась до 1,5%. При дозировании другого материала (углеродных нанотрубок) погрешность достигала 5%. Таким образом, изменяя производительность шнекового питателя, не приводит к уменьшению погрешностей. Более того, чем чаще изменяется производительность питателя, тем более нестабильно работает этот питатель.

При реализации третьего способа измеряется либо силовое воздействие потока материала на весоизмерительный датчик [11], либо плотность потока [12]. Основным недостатком этого способа является то, что считаются постоянными физико-механические свойства дозируемого материала. В действительности такие свойства, как гранулометрический состав и влажность могут существенно изменяться. При изменении гранулометрического состава, изменяются условия воздействия частиц на весоизмерительную пластину. Повысить точность непрерывного дозирования можно только при проведении тарировки для материала с разным гранулометрическим составом. Изменение влажности материала приводит к изменению коэффициента внешнего трения и, следовательно, к изменению воздействия потока материала на весоизмерительную пластину. В лучшем случае, данный способ дает хорошие результаты при определении количества материала выгруженного из бункера за достаточно продолжительный промежуток времени. Определение производительности непрерывного вибрационного дозатора путем измерения силового воздействия на весовой датчик потока материала на выходе рассмотрена в работе [13]. Вопросы определения весовой производительности дозатора путем контроля потока на выходе рассмотрены также в работе [14].

В России непрерывные весовые дозаторы сыпучих материалов с автоматическим поддержанием заданной производительности в технологических линиях, которые применяются на предприятиях мукомольной, пищевой, строительной, химической и других отраслях промышленности выпускает

Весоизмерительная компания «ТЕНЗО-М» [15, 16]. Основные параметры дозаторов серии «Альфа» представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Технические характеристики дозаторов

Альфа Микро ДВБН-15 Альфа Мини ДВБН-250 Альфа Миди ДВБН-500

Максимальная производительность кг/час 0,4; 0,63; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,3; 10 25, 40, 63, 100, 160, 250 250, 400, 500

Диапазон регулировки производительности от 0,1 Qmax до Qmax

Погрешность дозирования, не более, % 1,5; 2

Объем весового бункера, л 7 15; 45 100; 300

Материал конструкции тракта дозирования нержавеющая сталь нержавеющая сталь конструкционная сталь

Рабочий диапазон температур, °С -10... +40

Габаритные размеры (Ш/ Г/ В), мм -дозирующего устройства - шкафа автоматики 265 / 464 / 565 600 / 220 / 800 380 / 470 / 820 (1345) 600 / 220 / 800 924 / 924 / 1550 (2000) 600 / 220 / 800

Потребляемая мощность, кВА, не более 0,35 1,0 2,0

Способ пополнения весового бункера Ручной / автоматический

В работе [17] рассмотрены три варианта потенциальных сбоев непрерывной подачи материала и продемонстрировано, как цикл регулирования, который может сохранить точность непрерывного дозирования при возникновении этих помех. Во-первых, была рассмотрена чрезмерная изменчивость массового потока относительно заданного значения. Затем была исследована неточная подача (например, согласованная чрезмерная или недостаточная

подача) относительно заданного значения. Наконец, были исследованы временные нарушения, вызванные догрузками материала в бункер или внешними воздействиями на весоизмерительную систему.

В работе [18] приведены результаты экспериментальных исследований шнекового питателя на четырех разных типах порошков при разных скоростях вращения шнека. Сигнал, в первую очередь, был очищен от высокочастотных компонентов при сохранении важной информации, такой как пики или всплески, вызванные воздействием частиц. Во-вторых, из сигнала был извлечен набор обобщенных норм и моментов, изучена и оценена их корреляция с массовой производительностью. Наконец, была разработана общая модель, позволяющая оценить массовую производительность для четырех различных типов испытуемых порошков.

Особый интерес представляют исследования, в которых разрабатываются методы прогнозирования параметров дозатора с учетом физико-механических характеристик дозируемого материала. В работе [19] предлагается методология, включающая в себя методы для характеристики свойств потока материала, способы количественной оценки производительности дозатора и прогнозный многомерный анализ. В исследовании были рассмотрены два подхода к корреляции характеристик дозатора и свойств потока материала: анализ основных компонентов, за которым следует оценка подобия и регрессия неполных квадратов. В результате экспериментов установлено, что выбор оптимальных параметров шнека, для достижения заданной производительности при максимальной точности зависит от свойств потока материала. Сделан вывод о том, что данная методология наиболее эффективна на ранней стадии проектирования дозатора, т.е. когда количество информации ограничено.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Алсайяд Таха Хуссейн Карам, 2019 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Компания Coperion K-Tron: системы дозирования [Электронный ресурс]. URL: http://k-tron.ru/sistemyi-dozirovaniya-2/ (дата обращения: 19.09.2018).

2. Усовершенствованные системы взвешивания, мониторинга и отбора проб для обработки сыпучих материалов [Электронный ресурс]. URL: www.thermoscientific.com/bulk-handling (дата обращения: 19.09.2018).

3. Feeding with Gericke [Электронный ресурс]. URL: https://www.gericke.net/en/products/feeding/ (дата обращения: 19.09.2018).

4. Ramsey Electronic Control Technology Co., Ltd.: Low Capacity Weighbelt Feeder [Электронный ресурс]. URL: http://thermo-ramsey.com/index.php/wareshow/ramsey/1/en/64020,86533/86533.html (дата обращения: 19.09.2018).

5. Першина С.В., Каталымов А.В., Однолько В.Г., Першин В.Ф. Весовое дозирование зернистых материалов: монография. М.: Машиностроение, 2009. 260 с.

6. Products overview brochure [Электронный ресурс]. URL: https://www.brabenderechnologie.com/fileadmin/media/Media_Center/PDFs/prod uct_overview_gb.pdf (дата обращения: 25.01.2017).

7. Quality Weigh Belt Feeder Systems, Belt Scales & Other Weigh Feeding Products [Электронный ресурс]. URL: http://merrick-inc.com/weigh_belt_feeder.html (дата обращения: 24.01.2017).

8. Weigh Belt Feeders Handle Fragile Bulk Materials at Higher Feed Rates Products [Электронный ресурс]. URL: http://www.ktron.com/process-equipment/feeders/feeding-equipment/weigh-belt-feeders.cfm (дата обращения: 25.01.2017).

9. Loss in weight feeder [Электронный ресурс]. URL: http://www.scaleit.no/filer/pdf/tankogsilo/Loss%20in%20weight%20gb.pdf (дата обращения: 25.01.2017).

10. Quality Loss in Weight Feeder Options for Material Handling [Электронный ресурс]. URL: http://merrick-inc.com/loss_in_weight_feeder. html (дата обращения: 24.01.2017).

11. Расходомеры сыпучих материалов Лотос. [Электронный ресурс]. URL: www.tenso-m.ru/pdf/209_Lotos.pdf (дата обращения: 25.01.2017).

12. Афонин В.С., Хомутов О.И. Метод измерения расхода сыпучего материала и его экспериментальная проверка // Ползуновский вестник. 2011. № 3/1. С. 94-97.

13. Ola D.C., Popescu S. Considerations regarding the accuracy of dosing equipments for agro-foods bulk solids that use vibratory feeding systems // Bulletin of the Transilvania University of Brasov. 2009. Vol. 2 (51). Series II. pp. 99104.

14. Bracacescu С., Milea D., Paun A., Manea D., Gageanu I., Popescu S. Researches regarding optimization of continuous flow dosage of agricultural products for assuring food quality and security // Jelgava. 2014. pp. 156-161.

15. Весоизмерительная компания «Тензо-М» [Электронный ресурс]. URL: www.tenso-m.ru (дата обращения: 19.09.2018).

16. Весоизмерительная компания «Тензо-М»: Дозаторы технологические [Электронный ресурс]. URL: https://www.tenso-m.ru/dozatory-tehnologicheskie/ (дата обращения: 19.09.2018).

17. Hanson J. Control of a system of loss-in-weight feeders for drug product continuous manufacturing // Powder Technology. 2018. Vol. 331. pp. 236-243.

18. Ruiz-Carcel С., Starr А., Nsugbe Е. Estimation of powder mass flow rate in a screw feeder using acoustic emissions // Powder Technology. 2018. V. 336. pp. 122-130.

19. Wang Y., Li T., Muzzio F.J., Glasser B.J. Predicting feeder performance based on material flow properties // Powder Technology. 2017. Vol. 308. pp. 135148.

20. Engisch W.E., Muzzio F.J. Feedrate deviations caused by hopper refill of loss-in-weight feeders // Powder Technology. 2015. Vol. 283. pp. 389-400/

21. Engisch W.E., Muzzio F.J. Method for characterization of loss-in-weight feeder equipment // Powder Technology. 2012. Vol. 228. pp. 395-403.

22. Suri A., Horio M. A novel cartridge type powder feeder // Powder Technology. 2009. Vol. 189, Iss. 3. pp. 497-507/

23. Hou Q.F., Dong K.J., Yu A.B. DEM study of the flow of cohesive particles in a screw feeder // Powder Technology. 2014. Vol. 256. pp. 529-539.

24. Kretz D., Callau-Monje S., Hitschler M., Hien A., Raedle M., Hesser J. Discrete element method (DEM) simulation and validation of a screw feeder system // Powder Technology. 2016. Vol. 287. pp. 131-138.

25. Kozak A. Mathematical model of elements of automated system of loose materials dosing // Ukrainian journal of mechanical engineering and materials science. 2016. Vol. 2, No. 1. pp. 65-74.

26. Bukreev V.G., Lyapushkin S.V., Gusev N.V. Accuracy enhancement of electrotechnical system for bulk material batching / MATEC: Web of Conferences. 2014. 01025. DOI:10.1051/matecconf/20141901025

27. Ляпушкин С.В. Повышение эффективности управления электроприводом автоматизированного комплекса дозирования сыпучих материалов / Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Томск. 2015. C. 146.

28. Bukreev V.G., Lyapushkin S.V., Edgulov M.M. Accuracy enhancement of automated system for multicomponent batching of bulk materials / MATEC: Web of Conferences. 2015. 37,01012. DOI:10.1051/matecconf/20153701012

29. Карнадуд Е.Н. Программно-аппаратный комплекс для моделирования и мониторинга процессов дозирования в смесеприготовительном агрегате / Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Кемерово. 2014. C. 132.

30. Ивашов Е.Н., Панфилова Е.С. Устройства дозировки сыпучих материалов-люминофоров // International journal of experimental education. 2014. № 5. c. 112-119.

31. Демченко В.А., Казаков Ю.Р. Пути повышения точности работы дозаторов для сыпучих пищевых продуктов // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств». 2015. № 1. С. 37-42.

32. Пат. 2138783 Российская Федерация, МКИ G01F 11/00. Способ непрерывного дозирования сыпучих материалов [Текст] / Першин В.Ф., Барышникова С.В.; заявитель и патентообладатель Тамбовский государствен-

ный технический университет. № 98110906/28; заявл. 02.06.98; опубл. 27.09.99, Бюл. № 27.

33. Ди Дженнаро А.И., Першина С.В., Першин В.Ф. Определение коэффициента внутреннего трения сыпучих материалов при различных значениях плотности // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. 2011. № 3. С. 366-368.

34. Пат. № 113353 Российская Федерация, МКИ G01 F11/00 Устройство для непрерывного двухстадийного дозирования углеродных материалов [Текст] / Першина С. В., Ди Джиннаро А.И., Однолько В.Г., Осипов А.А. Першин В.Ф., Явник П.М.; заявитель и патентообладатель Тамбовский государственный технический университет. № 2011126102/28; заявл. 24.06.11, опубл. 10.02.12, Бюл. № 4.

35. Першина С.В., Першин В.Ф., Явник П.М. Реализация способа двух-стадийного непрерывного дозирования сыпучих материалов с использованием ленточного транспортера // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ». 2012. №4(42). С. 340-344.

36. Худякова Е.Н., Осипов А.А., Першин В.Ф., Демин О.В. Моделирование процесса непрерывного дозирования на наклонном вибрирующем лотке при двухстадийном дозировании // Научные труды SWorld, 2009. Т. 4, № 4. С. 63-65.

37. Явник П.М., Першина С.В., Першин В.Ф. Моделирование процесса непрерывного весового дозирования // Вестник Тамбовского технического университета. 2012. Т. 18, № 4. С. 912-916.

38. Першин В.Ф., Селиванов Ю.Т. Расчет барабанного смесителя с упорядоченной загрузкой компонентов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2002. № 2. С. 12.

39. Свиридов М.М., Першин В.Ф. Упорядоченный способ смесеприго-товления // Известия вузов. Химия и химическая технология. 2008. Т. 51, вып. 6. С. 66-69.

40. Селиванов Ю.Т., Першин В.Ф. Экспериментальные исследования процесса смешивания дисперсных материалов, отличающихся размерами частиц // Теоретические основы химической технологии. 2001. Т. 35, № 2. С. 218.

41. Пат. 2242273 Российская Федерация, МКП B01F 3/18. Способ приготовления многокомпонентных смесей и установка для его реализации [Текст] / Першин В.Ф., Барышникова С.В., Каляпин Д.К., Осипов А.А.; заявитель и патентообладатель Тамбовский государственный технический университет. № 2003113033/15; заявл. 05.05.03; опубл. 20.12.04, Бюл. № 35.

42. Першин В.Ф. Модель процесса смешения сыпучего материала в поперечном сечении вращающегося барабана // Порошковая металлургия. 1 986. № 10. С. 1-5.

43. Першин В.Ф., Селиванов Ю.Т. Моделирование процесса смешивания сыпучих материалов в циркуляционных смесителях непрерывного действия // Теоретические основы химической технологии. 2003. Т. 37. № 6. С. 629-635.

44. Першин В.Ф., Селиванов Ю.Т. Моделирование процесса смешивания сыпучих материалов в циркуляционных смесителях непрерывного действия // Теоретические основы химической технологии. 2003. Т. 37, № 6. С. 629 -635.

45. Селиванов Ю.Т., Першин В.Ф. Расчет и проектирование циркуляционных смесителей сыпучих материалов без внутренних перемешивающих устройств. М.: Машиностроение-1, 2004. 120 с.

46. Селиванов Ю.Т., Першин В.Ф. Некоторые аспекты практического использования циркуляционных смесителей сыпучих материалов // Химическая промышленность сегодня. 2011. № 2. С. 51-56.

47. Першин В.Ф., Однолько В.Г., Першина С.В. Переработка сыпучих материалов в машинах барабанного типа. М.: Машиностроение, 2009. 220 с.

48. Пат. 2138783 Российская Федерация, МКИ J01B 11/00. Способ непрерывного дозирования сыпучих материалов [Текст] / В.Ф. Першин, С.В. Барышникова; заявитель и патентообладатель Тамбовский государственный технический университет. № 98110906/28; заявл. 02.06.98; опубл. 27.09.99, Бюл. № 27.

49. Першин В.Ф., Мандрыка М.Е., Першина С.В., Осипов А.А., Филимонов Д.А. Стратегия двухстадийного дозирования зернистых материалов // Машиностроительные технологии'04. Сб. трудов IV Международного конгресса. Варна, Болгария, 2004. Секция 3. С. 101-102.

50. А.с. № 1793239 СССР, МКИ G01 F11/24. Барабанный дозатор [Текст] / Першин В.Ф., Негров В.Л., Пасько А.А., Таров В.П. № 4781303/10; заявл. 09.11.89; опубл. 07.02.93, Бюл. № 5.

51. А.с. № 1672223 СССР, МКИ G01 F11/24. Дозатор сыпучих материалов / Першин В.Ф., Негров В.Л., Деревякин Н.А., Коршунов Г.М., Дербенев

B.А. № 4449550/10; заявл. 03.05.88; опубл. 23.08.91, Бюл. № 31.

52. Пат. № 2257551 Российская Федерация, МПК G01G3/08. Датчик веса [Текст] / Першин В.Ф., Подольский В.Е., Однолько В.Г., Егоров С.А.; заявитель и патентообладатель Тамбовский государственный технический университет. № 2003107349; заявл. 17.03.03, опубл. 27.07.05, Бюл. 21.

53. Пат. № 2262080 Российская Федерация, МПК G01F 1/30. Датчик расхода [Текст] / Першин В.Ф., Подольский В.Е., Однолько В.Г., Егоров

C.А.; заявитель и патентообладатель Тамбовский государственный технический университет. № 2003110046; заявл. 08.04.03, опубл. 10.10.05, Бюл. 28.

54. Пат. № 2330243 Российская Федерация, МКИ G01D 3/028. Способ температурной компенсации дифференциальных датчиков с линейными характеристиками [Текст]/ Егоров С.А., Подольский В.Е., Першин В.Ф.; заяви-

тель и патентообладатель Тамбовский государственный технический университет. № 2006121843; заявл. 19.06.06, опубл. 27.07.08, Бюл. 21.

55. Пат. № 87011 Российская Федерация, МКИ G01F 1/00. Датчик расхода сыпучего материала [Текст] / Першина С.В., Ди Дженнаро А.И., Мищенко С.В., Егоров С.А., Першин В.Ф., Потоков Е.Г.; заявитель и патентообладатель Тамбовский государственный технический университет. № 2009115169/22; заявл. 21.04.09, опубл. 20.09.09, Бюл. 26.

56. Першин В.Ф., Подольский В.Е., Егоров С.А. Контроль непрерывного весового дозирования зернистых материалов с применением дифференциального оптического датчика в аналоговом режиме // Контроль. Диагностика. 2010. № 11. С. 45-49.

57. Vislov I.S., Kladiev S.N., Slobodyan S.M., Bogdan A. M. A Batch Feeder for Inhomogeneous Bulk Materials // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2016. Vol. 124. pp. 012033. doi:10.1088/1757-899X/124/1/012033.

58. Видинеев Ю.Д. Дозаторы непрерывного действия. М.: Энергия, 1981. 273 с.

59. Видинеев Ю.Д. Современные методы оценки качества непрерывного дозирования // Журнал Всесоюзного химического общества им. Д.И. Менделеева. 1988. Т. 33, № 4. С. 397-404.

60. Barbosa-Cranovas G.V., Ortega-Rivas E., Juliano P., Yan H. Food powders: Physical Properties, Processing, and Functionality. Kluwer Academic/Plenum Publishers. 2005. 372 p.

61. Барышникова С.В., Першин В.Ф., Ткачев А.Г. Моделирование процесса преобразования отдельных порций сыпучего материала в непрерывный поток // Динамика процессов и аппаратов химической технологии: тезисы докладов IV Всероссийской науч. конф. Ярославль, 1994. С. 68.

62. Барышникова С.В., Маликова Е.В. Экспериментальные исследования динамики процесса дозирования сыпучих материалов в трубчатом пита-

теле // Динамика процессов и аппаратов химической технологии: тезисы докладов IV Всероссийской науч. конф. Ярославль, 1994. С. 229.

63. Барышникова С.В. Ткачев А.Г. The application of two-stage technology for feeding particulate solids // Summaries of 12th International Congress of chemical and Process Engineering. Praha, 1996. V. 6. Р. 73.

64. Pershin V., Barishnikova S., Sviridov M. Influence of the feeder's capacity and accuracy on the mixture quality Use of two-stage feeding for preparing bulk solids mixture // Proceedings of The First European Congress on Chemical Engineering. Florence, 1997. V.2. pp.997-999.

65. Пат. № 2251083 Российская федерация, МКИ J01B 11/00. Способ непрерывного дозирования сыпучих материалов устройство для его осуществления [Текст] / Першин В.Ф., Барышникова С.В., Каляпин Д.К., Осипов А.А.; заявитель и патентообладатель Тамбовский государственный технический университет. № 2003109774/28; заявл. 07.04.03; опубл. 27.04.05, Бюл. № 12.

66. Пат. № 102110 Российская Федерация, МКИ J01B 11/00. Устройство для непрерывного весового дозирования сыпучих материалов [Текст] / Першина С.В, Ди Джиннаро А.И., Егоров С.А. Осипов А.А., Першин В.Ф., Однолько В.Г.; заявитель и патентообладатель Тамбовский государственный технический университет. № 2010130735/28; заявл. 21.07.10; опубл. 10.02.11, Бюл. № 4.

67. Егоров С.А., Подольский В.Е., Першин В.Ф. Перспективы использования оптических датчиков перемещения для непрерывного дозирования сыпучих материалов // Вестник ТГТУ. 2008. Т.14. № 1. С. 32-40.

68. Пат. № 131477 Российская Федерация, МКИ G01F 11/00. Устройство для двухстадийного непрерывного дозирования сыпучих материалов [Текст] / Першина С.В., Егоров С.А., Однолько В.Г., Першин В.Ф., Явник П.М.; заявитель и патентообладатель Тамбовский государственный техниче-

ский университет. № 2013107871/28; заявл. 21.02.13, опубл. 20.08.13, Бюл. № 23.

69. Барышникова С.В., Ткачев А.Г. Экспериментальные исследования точности дозирования сыпучих материалов // Холод и пищевые производства: тезисы докладов Международной научно-технической конференции. 1996. С. 218.

70. Pershin V., Barishnikova S. Use of two-stage feeding for preparing bulk solids mixture // Proceedings of The First European Congress on Chemical Engineering. Florence, 1997. V.2. pp. 993-995.

71. Barishnikova S., Pershin V., Firsov А., Kalypin D. Two-stage feeding technology for mixtures of solids // The 3ed Israeli Conference for conveying and handling of particulate solids. Israeli, 2000. P. 8-19.

72. Першин В.Ф., Барышникова С.В., Ткачев А.Г. Использование энергетического метода для описания движения сыпучего материала в трубчатом питателе // Холод и пищевые производства: тезисы докладов междунар. науч-техн. конф. 1996. С. 219.

73. Барышникова С.В., Каляпин Д.К., Барк Б.А. Моделирование процесса двухстадийного дозирования сыпучих материалов // Компьютерные технологии в науке, проектировании и производстве: тезисы докладов 1 Все-российск. научн.-техн. конф. Часть XIX. Нижний Новгород, 1999. С. 29.

74. Pershin V., Barishnikova S., Kalypin D, Egorov S. Vibrofeeding of bulk solids: theory and experiment. // 14th International Congress of Chemical and Process Engineering, «CHISA-2000». Czechoslovakia, Praha, 2000. Р. 1.168.

75. Рязанов Н.В., Барышникова С.В., Першин В.Ф. Перспективы использования двухстадийной технологии дозирования при проектировании экологически чистых производств // Тезисы докладов Международ. конф. М.: Моск. гос. ун-т инженерной экологии. 2001. С. 229.

76. Мандрыка М.Е., Першина С.В., Осипов А.А., Филимонов Д.А., Першин В.Ф. Стратегия двухстадийной технологии подачи сыпучих мате-

риалов // Машиностроительные технологии: сб. трудов IV Международного конгресса. Болгария, Варна, 2004. С. 101-102.

77. Барышникова С.В. Разработка новых конструкций и методов расчета устройств для непрерывного дозирования сыпучих материалов. Дисс. ... канд. тех. наук. Тамбов, 1999. - 171 с.

78. Pershin V., Barishnikova S., Kalypin D., Milovanov I. Simulation of

bulk solids flow in vibrating tray // Proceedings of International Symposium RELPWLO. Norway, 1999. pp. 759-762.

79. Bhavsar Abhishek. P., Patel V.J., Agrawal P.M. Solid Modeling and Analysis of Vibrating Grizzly Feeder (VGF) // International Journal of Engineering Research and Development. 2012. Vol. 1, Iss. 8. pp. 34-40.

80. Yu.Y, Arnold P.C., Theoretical and Experimental Study on the Volumetric Efficiency of Screw Feeders//Powder handling and processing, 1996.-Vol. 8.- N. 3.- рр. 207-214.

81. Першин, В.Ф. Методы расчета и новые конструкции машин барабанного типа для переработки сыпучих материалов : дис. ... д-ра техн. наук / В.Ф. Першин. - М., 1994. - 428 с.

82. Конструирование и расчет машин химических производств : учеб. для вузов / Ю.И. Гусев [и др.] ; под ред. Э.Э. Кольман-Иванова. - М. : Машиностроение, 1985. - 408 с.

83. А.с. № 1226000 СССР, МКИ G0№ 3/56. Устройство для определения углов естественного откоса сыпучих материалов [Текст] / Першин В.Ф., Мандрыка Е.А., Цетович А.Н.. № 3776750/25-28; заявл. 30.07.84; опубл. 23.04.86, Бюл. № 15.

84. А.с. № 1472757 СССР МКИ G01B 11/26. Способ определения угла естественного откоса сыпучего материала [Текст] / Казанский Н.М., Ишков А.Д., Першин В.Ф., Цетович А.Н., Мандрыка Е.А. № 4106564/25-28; заявл. 22.05.86; опубл. 15.04.89, Бюл. № 14.

85. А.с. № 1083069 СССР МКИ G0№ 5/24. Устройство для определения углов естественного откоса и обрушения сыпучих материалов [Текст] /

Макевнин М.П., Негров В.Л., Першин В.Ф., Свиридов М.М. № 3531902/2528; заявл. 31.12.82; опубл. 30.03.84, Бюл. № 12.

86. А.с. № 1430819 СССР МКИ G01N 3/56. Способ определения угла трения покоя сыпучих материалов [Текст] / Першин В.Ф., Минаев Г.А., Негров В.Л. № 4190913/25-28; заявл. 04.02.87; опубл. 15.10.88, Бюл. № 38.

87. А.с. № 1478101 СССР МКИ G01N 19/02. Способ определения коэффициента трения движения сыпучего материала [Текст] / Першин В.Ф., Минаев Г.А. № 4191624/25-28; заявл. 06.02.87; опубл. 07.05.89, Бюл. № 17.

88. Ди Дженнаро А.И., Першина С.В., Егоров С.А., Першин В.Ф. Определение коэффициентов внутреннего трения покоя углеродных наноматериа-лов // Научные труды SWorld. 2010. Т. 5, № 3. С.17-18.

89. Коптев А.А., Першин В.Ф., Свиридов М.М., Таров В.П., Шубин И.Н. Особенности определения углов внутреннего трения сыпучих материалов // Вестник ТГТУ. 2001. Т. 7, № 1. С. 60-66.

90. Дурнев А.С., Першин В.Ф. Измерение статического и кинематического коэффициентов внешнего трения сыпучих материалов // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. 2013. № 4. С. 152-157.

91. Пат. № 95843 Российская Федерация МПК 11/02. Информационно-измерительная система для определения коэффициента внутреннего трения сыпучего материала [Текст] / Першина С.В., Ди Дженнаро А.И., Мищенко С.В., Егоров С.А. Першин В.Ф.; заявитель и патентообладатель Тамбовский государственный технический университет. № 2009115159/22; заявл. 21.04.2009; опубл. 10.07.2010, Бюл. №19.

92.Пестов И.Е. Физико-химические свойства зернистых и nopoшкообразных химических продуктов /И.Е. Пестов - М.: 1947.- 32 с.

93. De Silva, S.R. Characterization of particulate materials - how satisfactory is the current situation? / S.R. de Silva // The 3rd Israeli Conference for convening

and handling of particulate solids. - Israeli, The Dead Sea, May 29 -June 1, 2000. - P. 3.1 - 3.15.

94. Bell, T.A. Solids flow ability measurement and interpretation in industry / T.A. Bell // The 3rd Israeli Conference for conveying and handling of particulate solids. - Israeli, The Dead Sea, May 29 - June 1, 2000. - P. 3.16- 3.25.

95. Zetzener, H. Behaviour of bulk solids during relaxation in the biaxial shear tester / H. Zetzener, J. Schwedes //International Symposium Reliable flow of particulate solids III (RELPOWFLO III), August 1999. - Porsqrunn, Norway. - P. 135 - 142.

96. Schulze D. Measuring powder flowability: a comparison of test methods. Part II. // Powder Bulk Eng. 1996. No. 10. pp. 17-28.

97. Hamzah M. Beakawi Al-Hashemi, Omar S.Baghabra Al-Amoudi A review on the angle of repose of granular materials// Powder Technology, V. 330, 1 May 2018, pp. 397-417

98. Thomas Roessler, André Katterfeld Scaling of the angle of repose test and its influence on the calibration of DEM parameters using upscaled parti-cles//Powder Technology V. 330, 1 May 2018, Pages 58-66

99. Chengzhi Li, Tom Honeyands, Damien O'Dea, Roberto Moreno-Atanasio The angle of repose and size segregation of iron ore granules: DEM analysis and experimental investigation//Powder Technology, V. 320, October 2017, Pages 257-272.

100. Roessler T., Katterfeld A. Scaling of the angle of repose test and its influence on the calibration of DEM parameters using upscaled particles // Powder Technology. 2018. Vol. 330. pp. 58-66. https://doi.org/10.1016Zj.powtec.2018.01.044.

101. Cunha R.N., Santos K.G., Lima R.N., Duarte C.R., Barrozo M.A.S. Repose angle of monoparticles and binary mixture: An experimental and simulation study // Powder Technology. 2016. Vol. 303. pp. 203-211. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2016.09.023.

102. Li C., Honeyands T., O'Dea D., Moreno-Atanasio R. The angle of repose and size segregation of iron ore granules: DEM analysis and experimental investigation // Powder Technology. 2017. Vol. 320. pp. 257-272. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2017.07.045.

103. Chen H., Liu Y.L., Zhao X.Q., Xiao Y.G., Liu Y. Numerical investigation on angle of repose and force network from granular pile in variable gravitational environments // Powder Technology. 2015. Vol. 283. pp. 607-617. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2015.05.017.

104. Hu Z., Liu X., Wu W. Study of the critical angles of granular material in rotary drums aimed for fast DEM model calibration // Powder Technology. 2018. Vol. 340. pp. 563-569., https://doi.org/10.1016Zj.powtec.2018.09.065.

105. Riley R.E., Hausner H.H. Effect of particle size distribution on the friction in a powder mass // Int. J. Powder Metall. 1970. No. 6. pp. 17-22.

106. Mehta A., Barker G.C. The dynamics of sand: Reports // Prog. Phys. 1994. No. 57. pp. 383-416. doi: 10.1088/0034-4885/57/4/002.

107. Riley G.S., Mann S., Jesse R.O. Angle of repose of cohesive powders // J. Powder Bulk Solids Technol. 1978. No. 2. pp. 15-18.

108. Metcalf J.R. Angle of repose and internal friction // Int. J. Rock Mech. Min. Sci. Geomech. Abstr. 1966. No. 3. pp. 155-161. doi: 10.1016/0148-9062(66)90005-2.

109. Potyondy J.G. Skin friction between various soils and construction materials // Geotechnique. 1961. No. 11. pp. 339-353. doi: 10.1680/geot.1961.11.4.339.

110. Cho G.-C., Dodds J., Santamarina J.C. Particle shape effects on packing density, stiffness, and strength: natural and crushed sands // J. Geotech. Geoenviron. Eng. 2006. No. 132. pp. 591-602. doi: 10.1061/(ASCE)1090-0241(2006)132:5(591).

111. Nelson E. Measurement of the repose angle of a tablet granulation // J. Am. Pharm. Assoc. Am. Pharm. Assoc. 1955. No. 44. pp. 435-437.

112. Miura K., Maeda K., Toki S. Method of measurement for the angle of repose of sands // Soils Found. 1997. No. 37. pp. 89-96.

113. Fowler R.T., Wyatt F.A. The effect of moisture content on the angle of repose of granular solids // J. Chem. Eng. 1960. pp. 5-8.

114. Castellanos A., Valverde J.M., Pérez A.T., Ramos A., Watson P.K. Flow regimes in fine cohesive powders // Phys. Rev. Lett. 1999. No. 82. pp. 11561159. doi: 10.1103/PhysRevLett.82.1156.

115. Sunkara K.R., Herz F., Specht E., Mellmann J. Transverse flow at the flight surface in flighted rotary drum // Powder Technology. 2015. Vol. 275. pp. 161-171. https://doi.org/10.1016Zj.powtec.2015.01.058.

116. Fernandes P.M.A., Chaves J.M., José P., Pereira C.F. Discrete particle simulation in horizontally rotating drum: Uncertainty quantification of granular material physical parameters // Powder Technology. 2018. Vol. 339. pp. 199-210. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2018.07.042.

117. Hohner D., Wirtz S., Scherer V. A study on the influence of particle shape and shape approximation on particle mechanics in a rotating drum using the discrete element method // Powder Technology. 2014. Vol. 253. pp. 256-265. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2013.11.023.

118. Karali M.A., Specht E., Herz F., Mellmann J., Refaey H.A. Unloading characteristics of flights in a flighted rotary drum operated at optimum loading // Powder Technology. 2018. Vol. 333. pp. 347-352. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2018.04.052.

119. Yu F., Zhang S., Zhou G., Zhang Y., Ge W. Geometrically exact discrete-element-method (DEM) simulation on the flow and mixing of sphero-cylinders in horizontal drums // Powder Technology. 2018. Vol. 336. pp. 415-425. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2018.05.040.

120. Komossa H., Wirtz S., Scherer V., Herz F., Specht E. Transversal bed motion in rotating drums using spherical particles: Comparison of experiments

with DEM simulations // Powder Technology. 2014. Vol. 264. pp. 96-104. https://doi.org/10.10167j.powtec.2014.05.021.

121. Li R., Yang H., Zheng G., Sun Q.C. Granular avalanches in slumping regime in a 2D rotating drum // Powder Technology. 2018. Vol. 326. pp. 322-326. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2017.12.032.

122. Liao C.-C. Multisized immersed granular materials and bumpy base on the Brazil nut effect in a three-dimensional vertically vibrating granular bed // Powder Technology. 2016. 2016. Vol. 288. pp. 151-156. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2015.10.054.

123. Rondet E., Delalonde M., Chuetor S., Ruiz T. Modeling of granular material's packing: Equivalence between vibrated solicitations and consolidation // Powder Technology. 2017. Vol. 310. pp. 287-294. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2016.12.056.

124. Hashemnia K., Pourandi S. Study the effect of vibration frequency and amplitude on the quality of fluidization of a vibrated granular flow using discrete element method // Powder Technology. 2018. Vol. 327. pp. 335-345. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2017.12.097.

125. Meier C., Weissbach R., Weinberg J., Wall W.A., Hart A.J. Modeling and characterization of cohesion in fine metal powders with a focus on additive manufacturing process simulations // Powder Technology. 2019. Vol. 343. pp. 855-866. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2018.11.072.

126. Hohner D., Wirtz S., Scherer V. A study on the influence of particle shape and shape approximation on particle mechanics in a rotating drum using the discrete element method // Powder Technology. 2014. Vol. 253. pp. 256-265. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2013.11.023.

127. Soltanbeigi B., Podlozhnyuk A., Papanicolopulos S.-A., Kloss C., Pirker S., Ooi J.Y. DEM study of mechanical characteristics of multi-spherical and superquadric particles at micro and macro scales // Powder Technology. 2018. Vol. 329. pp. 288-303. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2018.01.082.

128. Yu F., Zhang S., Zhou G., Zhang Y., Ge W. Geometrically exact discrete-element-method (DEM) simulation on the flow and mixing of sphero-cylinders in horizontal drums // Powder Technology. 2018. Vol. 336. pp. 415-425. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2018.05.040.

129. Coetzee C.J. Particle upscaling: Calibration and validation of the discrete element method // Powder Technology. 2019. Vol. 344. pp. 487-503. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2018.12.022.

130. Карнадуд Е.Н., Исхаков Р.Р., Якимчук К.С., Котляров Р.В., Федо-сенков Б. А. Моделирование режимов работы непрерывных и дискретных дозаторов объемного типа // Техника и технология пищевых производств. 2013. №2. С.80-84.

131. Карнадуд Е.Н., Исхаков Р.Р. Повышение точности дозирования и качества работы питателей объемного типа // Пищевые инновации и биотехнологии: Сборник материалов конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Кемерово, 2013. С. 717-720.

132. Карнадуд Е.Н., Федосенков Б. А. Система идентификации режимов работы дозаторов объемного типа // Пищевые инновации и биотехнологии: Сборник материалов конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Кемерово, 2013. С.713-716.

133. Rackl M., Top F., Molhoek C.P., Schott D.L. Feeding system for wood chips: A DEM study to improve equipment performance // Biomass and Bioener-gy. 2017. Vol. 98. pp. 43-52.

134. Cleary P.W. DEM modelling of particulate flow in a screw feeder // Progress in Computational Fluid Dynamics. 2007. Vol. 7, Iss. 2-4. pp. 128-138.

135. Кафаров В.В., Дорохов И.Н. Системный анализ процессов химической технологии. Основы стратегии. М., 1976. 499 с.

136. Кафаров В.В., Дорохов И.Н., Арутюнов С.Ю. Системный анализ процессов химической технологии. Процессы измельчения и смешения сыпучих материалов. М., 1985. 440 с.

137. Осипов А.А. Разработка, исследование и расчет вибрационных установок для приготовления многокомпонентных смесей / Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Тамбов. 2004. C. 132.

138. Dee Jennaro A.I., Khudyakova E.N., Osipov А. А., Pershin V.F. Determination of distribution's parameters of material portion on the flat tray at the initial time point by implementation of two-stage feeding technology // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. 2011. №3(41). С. 369-373.

139. Алсайяд Т.Х.К., Першин В.Ф. Применение цепей Маркова к моделированию двухстадийного дозирования сыпучих материалов / // Science in the modern information society XII: материалы докладов XII международной научно-практической конференции. - North Charleston, USA, 2017. - V. 2. -pp. 98-100.

140. Al Sayyad T. Virtual modeling of particles two-step feeding /T. Al Sayyad, V. Pershin, A. Pasko, T. Pasko // Conference Proceedings. 1899, 060011 (2018).

141. Першин, В.Ф. Определение углов и коэффициентов трения углеродных наноматериалов / В.Ф. Першин, Т.Х.К. Алсайяд, Т.В. Пасько, А.А. Пасько // Ползуновский вестник. - 2018. - № 4. - C. 184-188.

142. Першин, В.Ф. Двухстадийное непрерывное дозирование при производстве и использовании углеродных наноматериалов / В.Ф. Першин, А.М. Воробьев, В.М. Нечаев, А.А. Пасько, Т.Х.К. Алсайяд // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2018. - № 6. - С. 12-14

143. Alsayad T. Improving the accuracy of two-stage weight feeding technology of bulk solids / T. Alsayad, V. Pershin, A. Pasko, T. Pasko // Conference Proceedings. 1899, 060011 (2017).

144. Алсайяд, Т.Х.К. Совершенствование непрерывного весового дозирования при производстве и использовании углеродных наноматериалов /

Т.Х.К. Алсайяд, В.Ф. Першин, А.А. Баранов // Вестник ТГТУ. - 2018. - Т. 24, № 2. - С. 344-353.

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ П1

ПРИЛОЖЕНИЕ П2

Таблица 1 Насыпная плотность исследуемых материалов

Таунит Таунит-М Таунит-МД ММё СоМоМёА1 СоМоМёАШе КМп04

1 0,555 0,047 0,032 0,345 0,062 0,048 2,705

2 0,454 0,041 0,037 0,361 0,054 0,054 2,765

3 0,535 0,034 0,031 0,354 0,067 0,043 2,634

4 0,498 0,032 0,054 0,352 0,058 0,041 2,710

5 0,486 0,051 0,040 0,351 0,060 0,055 2,693

6 0,522 0,048 0,042 0,351 0,066 0,052 2,695

7 0,493 0,050 0,050 0,363 0,056 0,050 2,688

8 0,512 0,041 0,032 0,364 0,063 0,046 2,724

9 0,485 0,042 0,053 0,345 0,061 0,047 2,708

10 0,523 0,043 0,046 0,351 0,059 0,048 2,704

Р> 0,506 0,04 0,042 0,353 0,061 0,048 2,703

-5 г/см

А, 0,049 0,01 0,012 0,011 0,007 0,007 0,062

-5 г/см

Таблица 2 Углы естественного откоса

Таунит Тау-нит-М Таунит-МД ММ ё СоМоМёА 1 СоМоМёАШ е

1 44 41 45 38 45 40

2 46 39 40 44 40 46

3 43 43 42 43 42 42

4 44 44 44 40 44 48

5 40 45 45 37 45 44

6 45 43 46 41 48 47

7 41 49 46 45 45 41

8 42 45 48 39 46 44

9 42 47 50 42 50 43

10 38 44 45 41 45 44

аест.отк, град. 42 44 45 41 45 44

5,% 9,5 11,4 11 10 10 9

_Таблица 3 Углы обрушения

Тау-нит Тау-нит-М Тау-нит-МД ММв СоМоМ§Л1 СоМоМвЛШ е

1 66 75 67 73 66 69

2 71 78 72 72 64 68

3 72 74 72 66 71 69

4 74 72 70 68 68 67

5 68 70 65 63 70 74

6 69 77 68 64 69 70

7 69 66 75 70 74 69

8 70 71 73 70 67 68

9 67 76 70 68 69 71

10 64 71 68 66 69 64

аобруш 69 71 70 68 69 69

град..

5,% 7,5 7 7 7,3 7,2 7,2

Таблица 4 Углы трения движения

Таунит Таунит-М Таунит-МД ММв СоМоМ§Л1 СоМоМвЛШе

1 66 75 67 73 66 69

2 71 78 72 72 64 68

3 72 74 72 66 71 69

4 74 72 70 68 68 67

5 68 70 65 63 70 74

6 69 77 68 64 69 70

7 69 66 75 70 74 69

8 70 71 73 70 67 68

9 67 76 70 68 69 71

10 64 71 68 66 69 64

аобруш. 69 71 70 68 69 69

5,% 7,5 7 7 7,3 7,2 7,2

Таблица 5 Углы трения покоя

Тау- Тау- Тау- ММ СоМоМё СоМоМёАШ

нит нит-М нит-МД ё А1 е

1 83 78 77 74 80 83

2 78 82 83 78 80 78

3 77 82 82 78 80 78

4 84 86 79 78 76 83

5 82 80 79 82 78 75

6 81 82 85 75 84 74

7 80 82 86 78 82 80

8 80 83 83 78 80 80

9 76 84 76 81 82 84

10 80 81 81 78 78 77

^трен.покоя. 80 82 81 78 80 79

град.

5,% 5 4,9 6,2 5,1 5 6,3

Таблица 6 Углы трения движения

Таунит Таунит-М Таунит-МД ММё СоМоМёА1 СоМоМёАШе

1 0,28 0,29 0,28 0,29 0,28 0,30

2 0,28 0,29 0,28 0,29 0,28 0,30

3 0,28 0,31 0,29 0,29 0,29 0,30

4 0,27 0,30 0,29 0,29 0,29 0,29

5 0,28 0,30 0,29 0,29 0,29 0,29

6 0,29 0,30 0,30 0,30 0,30 0,29

7 0,29 0,31 0,30 0,29 0,30 0,29

8 0,27 0,30 0,29 0,28 0,30 0,28

9 0,28 0,30 0,29 0,29 0,28 0,28

10 0,28 0,30 0,29 0,29 0,29 0,30

,/грен.движ. 0,28 0,30 0,29 0,29 0,29 0,30

А 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01