Определение рационального режима работы экспериментального динамического сепаратора с дезагрегирующим устройством
Полученные в результате эксперимента уравнения регрессии для функций Q, Pи η, позволяют определить рациональные значения факторов Ω, T/h, H/h, B/D, при которых процесс дезагрегации наиболее эффективен, достигается наибольшая производительность, при минимальной мощности.
Это позволяет рассчитать реальные значения параметров T, Hи Bдезагрегирующего устройства. Для определения рациональных значений факторов, включающих параметры дезагрегирующего устройства в сепарационной камере динамического сепаратора, совместно рассматривалось поведение зависимостей производительности сепаратора Q, кг/ч, эффективности процесса дезагрегации η, % и мощности P, Вт от каждого в отдельности факторов Ω, T/h, H/hи B/D.Определение рациональных параметров процесса сводиться к анализу функций отклика для каждого из варьируемых параметров в отдельности:
| Q, P, η = f (Ω), | (4.9) |
| Q, P, η = f (T/h), | (4.10) |
| Q, P, η = (H/h), | (4.11) |
| Q, P, η = (B/D). | (4.12) |
Функциям отклика предъявлялись требования позволяющие определить область рациональных значений, а именно:
Q → MAX, (4.13)
P → MIN, (4.14)
η → MAX, (4.15)
На рисунке 4.16 представлены зависимости производительности сепаратора Q, кг/ч; эффективности процесса дезагрегации η, %; мощности P, Вт от угла установки лент дезагрегирующего устройства Ω, град. Значения остальных факторов соответствуют значениям центра плана в таблице 3.4. Из графика на рисунке 4.16 видно, что минимум P=487 Вт достигает при Ω=84 градуса, максимум Q=18,73 кг/ч η=29,4% достигают при Ω=71 градус.
Рисунок 4.16 Зависимость функций Q, P, ηот фактора Ω
Следовательно, для рисунка 4.16 можно сделать вывод, что область рациональных значений Ωлежит в пределах 67...77 градусов. На рисунке 4.17 представлены зависимости функций отклика Q, η, и Pот значений фактора H/h. Минимальное значение P=494 Вт достигает при минимальном H/h=0,027, а производительность при H/h=0,063 приходит к максимальному значению 18,72 кг/ч. При этом значения H/hот 0,045 до 0,091 являются рациональной областью для варьирования этого фактора, следовательно:
Рисунок 4.17 Зависимость функций Q, P, ηот фактора H/h
Изменение функций отклика в зависимости от значений фактора T/hв интервале 1,591 - 4,409 представлено на рисунке 4.18.
Рисунок 4.18 Зависимость функций Q, P, ηот фактора T/h
Так минимальное значение мощности 495 Вт соответствует значению фактора T/h=2,778. Максимальное значение Q=18,725 кг/ч приходится на значение фактора 3,103. Максимальная эффективность процесса дезагрегации при T/h=3,389. Таким образом, для фактора T/hобласть рациональных значений располагается в диапазоне значений фактора от 2,609 до 3,606:
T= h ∙ (2,609.3,606) (4.17)
Для рисунка 4.19, который отображает изменение значений функций отклика от фактора B/Dв диапазоне значений 0,019 - 0,044, минимум мощности соответствует B/D=0,019.
Рисунок 4.19 Зависимость функций Q, P, ηот фактора B/D
Производительность сепаратора максимальная при значении 0,038 и достигает уровня 18,73 кг/ч, после достижения этого значения производительность начинается снижаться, а мощность возрастать.
Для рассмотренных функций область рациональных значений варьирования фактора B/Dлежит в пределах от 0,029 до 0,039, откуда можно получить значение конструктивного параметра B:B= D ∙ (0,029. 0,039) (4.18)
Представленный анализ позволяет сказать, что в наибольшей степени условиям выражений (4.13) - (4.15) соответствуют зависимости, представленные на рисунках 4.16 и 4.19. Так на рисунке 4.16 производительность достигает максимального Q=18,73 кг/ч, η=29,4%, при этом P=496 Вт, а угол Ω=71 градус. На рисунке 4.19 максимум Q=18,73 кг/ч, η=29,7%, значение Pдостигает 497 Вт, при значении B∕D=0,036. При этом необходимо отметить, что из этих двух вариантов предпочтительным может быть тот, при котором эффективность процесса дезагрегации больше, так как снижается количество агрегатов в крупной фракции, возвращаемой на домол. При исследовании экстремумов функции производительности получен максимум Q=18,73 кг/ч, при следующих значениях факторов B/D=0,037; H/h=0,064; T/h=3,150; Ω=69,5. Минимальное значение производительности Q=17,19 получено при следующих значениях факторов B/D=0,018; H/h=0,155; T/h=1,590; Ω=84. Для эффективности процесса дезагрегации получено максимальное значение η=29,7% при значениях: B/D=0,037; H/h=0,065; T/h=3,339; Ω=69,1. Минимальное значение η=9,34% для которого B/D=0,018; H/h=0,155; T/h=1,590; Ω=84. Функции Q и ηявляются непрерывными в исследуемой области изменения факторов B/D, H∕h, T∕h, Ω.
В пределах рациональных значений факторов потребляемая мощность в сравнении с сепаратором без дезагрегирующего устройства несущественно увеличилась на 1,21% с 489 Вт до 495 Вт, производительность выросла на 4,6%, эффективность процесса дезагрегации повысилась с 14,6% до 28,8%.
При использовании дезагрегирующего устройства в виде многозаходных лент схема процесса в динамическом сепараторе будет выглядеть (рисунок 4.20):
Рисунок 4.20 Схема процесса в динамическом сепараторе с дезагрегирующим устройством в виде многозаходных лент
4.4.5