Хассай Дмитро Віталійович. Обгрунтування електротехнологічних параметрів пристроїв вилучення феромагнітних тіл з потоків зернових матеріалів : Дис... канд. наук: 05.09.16 - 2006.
Анотація до роботи:
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 3…4,5 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 електромагніту I=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 живить U, потужність P, число витків W і перетин проводу обмотки q1; магнітна сприйнятливість T , фактор тіла N, який розмагнічує і геометричні розміри зернового шару – висота шару Yp і магнітопровода (довжина lширина dвисота h). Для конкретного зразка: ширина стрічки транспортера В=0,55 м, продуктивність кг/с, висота шару зернового матеріалу Yp= 28,6 мм, габарити магнітопровода рівні 0,6330,120,36 м, ширина полюса a=0,082м, міжполюсний крок s=0,273 м, при цьому кількість витків обмотки дорівнює W=2792, сила струму І=3,17 А, встановлена потужність кВт.
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 швидкості U, траєкторії переміщення тіла по вертикалі у і горизонталі х у функції від часу t в магнітному полі робочої зони сепаратора при зміні різних параметрів системи вилучення (розмір тіл d =5…25 мм, сила струму в обмотці сепаратора I=10...30 А і висота підвісу електромагніту над транспортерною стрічкою Yp=58...77 мм). При цьому час вилучення t не перевищує 0,15 с, максимальна швидкість вилучення U=2,8 м/с, а переміщення тіла по горизонталі х не 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.
Публікації автора:
Хассай Д.В. До технології вилучення феромагнітних тіл із сипких матеріалів // Праці Таврійської державної агротехнічної академії. - Вип. 1, Т.11. - Мелітополь: ТДАТА. - 1999. – С.69-72.
Хассай Д.В. До розрахунку електромагнітних залізовіддільників для технологічних ліній // Праці Таврійської державної агротехнічної академії. – Вип. 1, Т.15. – Мелітополь: ТДАТА. - 2000. – С.154 – 157.
Хассай Д.В. Математичне моделювання вилучення феромагнітних домішок із зерна та зернових сумішей // Праці Таврійської державної агротехнічної академії. - Вип. 1, Т.24. - Мелітополь: ТДАТА. - 2001.– С. 91-96.
Просвірнін В.І., Хассай Д.В., Кузнецов І.О. Аналіз електротехнологічних систем витягу феромагнітних тіл з зерна та зернових сумішей // Праці Таврійської державної агротехнічної академії. - Вип. 1, Т.17. - Мелітополь: ТДАТА. - 2000. - С. 3-8. (Аналіз характеристик електромагнітних систем вилучення феромагнітних тіл з зерна і зернових сумішей).
Хассай Д.В., Просвірнін В.І., Кузнецов І.О. Енергозберігаючі режими роботи електротехнологічних систем витягу феромагнітних домішок // Праці Таврійської державної агротехнічної академії. - Вип. 1, Т.18. - Мелітополь: ТДАТА. - 2000. - С. 6-7. (Запропоновано схему електрична принципову автоматизованого управління системою вилучення феромагнітних домішок з зерна та зернових сумішей).
Хассай Д.В., Кузнецов И.О., Просвирнин В.И. Особенности расчета электротехнических систем извлечения ферромагнитных тел из зерна и зерновых смесей // Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства. – Вип. 3. – Харків: „Стас”. - 2000 .- С. 77-80. (Запропоновано метод розрахунку параметрів електромагнітних котушок).
Хассай Д.В., Кузнецов И.О., Просвирнин В.И. Алгоритм разработки электротехнических систем извлечения ферромагнитных тел из зерна и зерновых смесей // Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства. - Вип. 3. - Харків: „Стас”. - 2000. - С. 114-116. (Розроблено структурну схему системи вилучення феромагнітних тіл із застосуванням пристрою виявлення).
Хассай Д.В., Просвирнин В.И., Кузнецов И.О. Математическое моделирование извлечения ферромагнитных примесей из продуктов первичной и глубокой переработки зерновых // Зб. наук. пр. (Матеріали науково – практичної конференції „Інформаційні технології в освіті” (16 – 18 травня)). – Бердянськ: БДПІ. - 2001. – С. 68 – 73. (Запропоновано і обгрунтовано математичну модель вилучення феромагнітних домішок з зерна та зернових сумішей).
Просвірнін В.І., Хассай Д.В., Митрофанов Є.А. Дослідження магнітного поля електромагнітних сепараторів і залізовіддільників // Праці Таврійської державної агротехнічної академії. - Вип. 1, Т.19. - Мелітополь: ТДАТА. - 2001. - С. 4–7. (Проведено дослідження розподілу напруженості магнітного поля на полюсах електромагніту)
Богатирьов Ю.О., Хассай Д.В., Кудрявцев О.В. До розробки пристрою виявлення феромагнітних домішок у сипучих матеріалах // Праці Таврійської державної агротехнічної академії. - Вип. 1. - Мелітополь: ТДАТА. - 2002. – С. 56-61. (Запропоновано і розглянуто принцип побудови пристрою виявлення феромагнітних домішок).
Хассай Д.В., Кузнецов И.О., Гулевский В.Б. К вопросу совершенствования электротехнологических систем извлечения ферромагнитных тел из сыпучих материалов // Праці Таврійської державної агротехнічної академії. - Вип. 1. - Мелітополь: ТДАТА. - 2002. – С. 61 –64. (Запропоновано функціональну схему пристрою вилучення з використанням пристроїв виявлення і контролю якості вилучення).
Хассай Д.В., Богатырев Ю.О., Просвирнин В.И. Расчет электромагнитных сепараторов // Праці Таврійської державної агротехнічної академії. - Вип. 24. - Мелітополь: ТДАТА. - 2004. – С. 65-75. (Приведено інженерний метод розрахунку електромагнітних сепараторів, який дозволяє визначити його основні технологічні та електротехнічні параметри).
Масюткин Е.П., Хассай Д.В., Кузнецов И.О., Богатырев Ю.О. Совершенствование технологии и оборудования извлечения магнитных примесей из потоков зерновых материалов // Праці Таврійської державної агротехнічної ака демії. - Вип. 31. - Мелітополь: ТДАТА. - 2005. – С. 53-61. (Робота присвячена вдосконаленню технології і обладнання вилучення феромагнітних домішок з потоків зернових матеріалів).
Пат. 1113 Україна МПК7 В03С 1/02 Електромагнітний сепаратор / Просвірнін В.І., Хассай Д.В., Кузнецов І.О. (Україна). - № 2001031637; Заявл. 12.03.2001; Опубл. 17.12.2001; Бюл. № 11. (Запропоновано і обгрунтовано новий спосіб шихтовки магнітопровода електромагніта сепаратора).
Пат. 38894 Україна МПК7 В03С 1/08 Вібромагнітний сепаратор / Просвірнін В.І., Хассай Д.В., Кузнецов І.О. (Україна). – 2000116546; Заявл. 21.11.2000; Опубл. 15.05.2001, Бюл. № 4. (Запропоновано і обгрунтовано конструкцію, що дозволяє економити електротехнічні матеріали і електричну енергію при вилученні феромагнітних тіл з зернових матеріалів за рахунок вібрації шару у робочій зоні).
