Аннотация

В данной работе был изучен насосный эффект роторного дисмембратора, предназначенного для переработки растительного сырья. Данный тип аппаратов для измельчения широко применяется в пищевой промышленности. Основной рабочий орган дисмембратора - ротор совершает вращательное движение и сообщает импульс воздушному потоку, из-за чего в рабочей камере аппарата образуется насосный эффект. На сегодняшний день отсутствуют данные, позволяющие определить значение насосного эффекта в зависимости от технологических или конструктивных параметров дисмембратора. В ходе исследования были определены основные факторы, образующие насосный эффект. Описана конструкция роторного дисмембратора и приведена схема лабораторной установки, содержащей данный аппарат. Изложена методика проведения экспериментальных исследований. Установлена зависимость между затратами мощности и объемным расходом воздуха, генерируемым дисмембратором при различных угловых скоростях вращения ротора. Технологические параметры аппарата представлены в виде критериев подобия. Установлено, что характер течения аэродинамического потока, выражающийся критерием Рейнольдса, и затраты энергии, определяемые модифицированным критерием Эйлера, зависят от соотношения инерционных сил вращательного движения ротора к гравитационным силам, которое выражается центробежным критерием Фруда. Определено влияние критерия Рейнольдса и центробежного критерия Фруда на коэффициент насосного эффекта. Полученные зависимости позволяют более точно определять энергетические и технологические параметры работы изученного дисмембратора. Преобразование эмпирических уравнений с использованием критериев подобия существенно расширяет масштаб использования полученных результатов. Они могут применяться в расчете промышленных аппаратов для измельчения растительных материалов, а также для корректировки технологических параметров пневмотранспортирующих линий, в которых установлены данные аппараты.

Ключевые слова

Дисмембратор, насосный эффект, критерий Рейнольдса, модифицированный критерий Эйлера, критерий Фруда

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Cuq, B. Food powders engineering, between knowhow and science: Constraints, stakes and opportunities / B. Cuq, E. Rondet, J. Abecassis // Powder Technology. - 2011. - Vol. 208 (2). - P. 244-251.
2. Влияние ударно-активаторно-дезинтеграторной обработки на технологические параметры гидрализатов изо ржи /А. А. Сабиров [и др.] // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств». - 2017. - № 3. - С. 43-52.
3. Измельчение растительного сырья в гидродинамических мельницах / М. Г. Кузнецов [и др.] // Вестник технологического университета. - 2016. - № 16. - С. 59-61.
4. Новое технологическое оборудование для комплексной переработки пищевого сырья растительного происхождения / Л. А. Сиваченко [и др.] // Вестник ПГУ. Серия Б. Промышленность. Прикладные науки. - 2014. - № 11. - С. 52-58.
5. Chang, S. P. Cavitation performance research of mixed-flow pump based on CFD / S. P. Chang, Y. S. Wang // Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering. - Vol. 30 (2). - 2012. - P. 171-175.
6. Стренк, Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками / Ф. Стренк. ; пер. с польск. под ред. И. А. Щупляка - Л. : Химия, 1975. - 348 с.
7. Zwart, P. A Two-phase flow model for predicting cavitation dynamics / P. Zwart, A. G. Gerber, T. Belamri // Proceedings of ICMF International Conference on Multiphase Flow. - 2004. - P. 1-11.
8. Еникеев, Г. Г. Проектирование лопастных насосов / Г. Г. Еникеев. - Уфа : УГАТУ, 2005. - 97 с.
9. Breadmaking : Improving Quality / ed. by S. P. Cauvain. - 2nd ed. - Cambridge [et al.] : Woodhead Publishing, 2012. - 832 р.
10. Deng, T. Determination of a particle size distribution criterion for predicting dense phase pneumatic conveying behaviour of granular and powder materials / T. Deng, M. S. A. Bradley // Powder Technology. - 2016. - Vol. 304. - P. 32-40.
11. Energy loss at bends in the pneumatic conveying of fly ash / N. Tripathia [et al.] // Particuology. - 2015. - Vol. 21 - P. 65-73.
12. Спиридонов, А. А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов / А. А. Спиридонов. - М. : Машиностроение, 1981. - 184 с.
13. Горлин, С. М. Экспериментальная аэромеханика / С. М. Горлин. - М. : Высшая школа, 1970. - 423 с.
14. Бабуха, Г. Л. Взаимодействие частиц полидисперсного материала в двухфазных потоках / Г. Л. Бабуха, А. А. Шрайбер. - Киев : Наукова думка, 1969. - 218 с.
15. Стабников, В. Н. Процессы и аппараты пищевых производств / В. Н. Стабников, В. М. Лысянский, В. Д. Попов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М. : Агропромиздат, 1985. - 510 с.