Куріньовський О. В.

Сортировать по умолчанию названию
  • ФІЗИЧНИЙ ЗМІСТ ФУНКЦІЇ ГАМІЛЬТОНА ТА НАЙПРОСТІШІ ІНТЕГРАЛИ ГАМІЛЬТОНА

    Для механічної системи з голономними в'язями, що перебуває під дією консервативних сил, враховуючи функцію Лагранжа L=T-П, а також теорему Ейлера про однорідні функції. Для реономної системи з потенціальними силами, коли функція Лагранжа явно від часу не залежить, функція Гамільтона збігається з узагальненим інтегралом енергії. Звідси дістанемо, що const i p . Інтеграл цього типу називається циклічним. Якщо узагальнена координата qj не входить у гамільтоніан H q p t ( , , ) канонічної системи, то вона не увійде й у вираз узагальнених швидкостей, а отже, й у вираз узагальнених імпульсів. Тому, відповідно, функція Лагранжа L q p t ( , , ) також не залежить від qj .

    Переглянути
  • ДИСКОВА ФРИКЦІЙНА МУФТА

    Дискові фрикційні муфти знаходять досить широке застосування в якості зчіпних або запобіжних муфт. В останньому випадку замість деталей управління встановлюються постійно діючі пружини, натяг яких розраховується на передачу допустимого моменту. Такі муфти допускають часті включення і виключення, оберігають деталі передач від поломок при перевантаженнях, забезпечують плавне безударное включення, що особливо важливо при включенні передач під навантаженням з великою різницею кутових швидкостей, допускають широкий діапазон передавальних моментів за рахунок зміни числа дисків, можливості регулювання сили включення дисків. При проектуванні конструкцію і основні розміри муфт, як правило, можна підібрати залежно від розрахункового моменту і умов роботи Розрахунок фрикційних муфт проводиться на міцність зчеплення і обмеження тиску на робочих поверхнях.

    Переглянути
  • АКТУАЛЬНІСТЬ ВИРОБНИЦТВА ОРГАНО-МІНЕРАЛЬНО- ГУМІНОВИХ ДОБРИВ

    Майже всі ресурси, які людина зараз інтенсивно використовує, є не відновлюваними, або такими, що в процесі свого використання безповоротно або частково втрачають свої властивості. До таких ресурсів належать грунти. Об’єм урожаю залежить від їх родючості, яка в загальному, визначається вмістом гумусу в ньому. На сьогоднішній день спостерігається тенденція різкого збільшення кількості населення в основному в тих регіонах планети, що не можуть себе забезпечити продовольством. А на території України зосереджено близько 28% сприятливих грунтових площ всієї планети. Аналізуючи вміст гумусу в українських грунтах, приходимо до висновку, що його вміст із 13% у 1881 році зменшився до 3,2% у 1991 році. На сьогоднішній рік він складає лише 3,1 %. Враховуючи різку динаміку збільшення населення, технологічний прогрес та концепції сталого розвитку, потрібно раціонально і ефективно використовувати грунтові ресурси для забезпечення потреб сьогодні, не ставлячи під загрозу здатність наступних поколінь задовольняти свої власні потреби. Постає необхідність у знаходженні радикально-нових концепцій та підходів до складу і виробництва добрив. Потрібно вносити добрива не тільки для забезпечення поживними речовинами у вегетаційний період розвитку рослини, а і для стабілізації та відновлення мікробіологічного складу грунту, який в результаті дегуміфікації, надмірній кислотності, незбалансованим використанням мінеральних та органічних сполук уже не може самовідновлюватнся і уже не може забезпечити рослину необхідною кількістю поживних речовин. Із часом такий грунт втрачає свою цінність. Родючість грунтів, обумовлена вмістом в них органічних речовин, гумінових речовин і мінеральних поживних речовин (N, Р, К, Са). Новим підходом у виробництві добрив є використання органо-мінерально- гумінової сировини при грануляції останніх у апараті із псевдозрідженим шаром. В якості органічної сировини використовується кістяна мука, яка містить понад 30% фосфорних з’єднань та кальцій. Відомо, що при безперервному процесі гранулоутворення, на кінетику процесу та на якість і однорідність отриманого продукту суттєво впливають не тільки технологічні параметри самого процесу, але й дисперсний склад частинок в апараті при проведенні процесу, склад початкової суспензії, яка є гетерогенною системою і має неоднорідний склад за твердими частинками та спосіб її диспергування. Для підвищення ефективності процесу та якості гранульованого продукту постає потреба у визначенні закономірностей динамічної рівноваги дисперсного складу частинок в апараті, яка залежить не тільки від технологічних параметрів самого процесу, а головним чином від способу генерації нових центрів грануляції та від потужності джерел нових центрів грануляції. Задачею дослідження є встановлення закономірностей процесу гранулоутворення органо-мінерально-гумінових добрив в апараті із псевдозрідженим шаром. Визначення методів для підтримання динамічної рівноваги дисперсного складу частинок в апараті та досягнення однорідного хімічного складу готової продукції.

    Переглянути
  • РОЗРОБКА СПОСОБУ СТАБІЛІЗАЦІЇ ДИСПЕРСНОГО СКЛАДУ ПРИ ЗНЕВОДНЕННІ ВИСОКОКОНЦЕНТРОВАНИХ РІДКИ Х СИСТЕМ В ПСЕВДОЗРІДЖЕНОМУ ШАРІ

    Стабілізація дисперсного складу частинок в апараті при отриманні гранульованих композитів є необхідною умовою безперервного проведення процесу. Стійкість кінетики процесу гранулоутворення визначається процесами перенесення, що протікають в шарі, і тому повинна підтримуватися сталою. Для безперервного ведення процесу зневоднення та грануляції висококонцентрованх добрив у псевдозрідженому шарі потрібно в будь-який момент часу підтримувати постійнимимасу шару та його площу на деякому сталому рівні 1 M , кг та 1 f , м 2 . Тому практична реалізація процесу, враховуючи гідродинаміку, проводиться за умови: Складемо матеріальний баланс гранулятора у диференціальній формі, (рисунок 1).При зневодненні рідких систем із вмістом сухих речовин більше 50%, потужності утворення центрів грануляції за рахунок подрібнення частинок великого розміру є не достатніми. Тому стабілізація можлива за рахунок введення до апарату зовнішнього ре циклу, рисунок 1. В цьому випадку матеріальний баланс гранулятора в диференціальній формі запишеться: Максимальна допустима зміна маси шару (гідравлічного опору) складає 10%. Тому перед введенням рециклу для виконання умови (2) потрібно безперервно виводити гранули із апарату. При цьому падає значення залишкової площі поверхні шару на величинуУ випадку дискретного введення рециклу відбувається зменшення поверхні шару на 10% від початкової. Такий підхід потребує експериментальної перевірки в умовах реального експерименту.

    Переглянути
  • СТАБІЛІЗАЦІЯ ДИСПЕРСНОГО СКЛАДУ ПРИ РІЗНИХ МЕХАНІЗМАХ РОСТУ ГРАНУЛ ПРИ ЗНЕВОДНЕННІ РІДКИХ СИСТЕМ В ПСЕВДОЗРІДЖЕНОМУ ШАРІ

    До основних вимог гранульованих добрив відносяться рівномірне розподілення компонентів по всьому об’єму сферичних композитів та заданий дисперсний склад продукту. Виконання цих вимог можливе при пошаровому механізму росту гранул (рис. 1), який реалізується при зневодненні гетерогенної рідкої фази у псевдозрідженому шарі.Так, відомі роботи [1], які описують кінетику процесу гранулоутворення азотно-гумінових добрив при зневодненні гомогенної рідкої фази із вмістом сухих речовин до 40%. концентрацією твердої фази понад 40%. На рис. 2 наведена динаміка зміни еквівалентного діаметра, яка характеризується монотонним збільшенням еквівалентного діаметра при локальних швидкостях росту   е       dD d/ 0,121 0,636 мм/год і при середньому значенні с   0,339 мм/год. На рис. 3 наведена динаміка зміни масових відсотків окремих фракцій. Послідовний перехід частинок зернистого матеріалу від менших за розміром фракцій до більших підтверджує припущення щодо збільшення їх розмірів за рахунок саме пошарового механізму росту гранул.Так, при початковому значенні e D  2,2 мм , рис. 2, при   0 год дисперсний склад визначається фракціями: +1,0 мм – 18,65%, +2,0 мм – 80,42%, +3,0 мм – 2,73%, рис. 3. При  1 год +2,0 мм зменшується із 80,42% до 63,53% ( 2    X 16,84% ) а фракція +3 мм мм збільшилася із 2,73% до 24,60% ( 3   X 21,87% ). За цей період часу фракція +1,0 мм зменшилася з 16,85% до 11,71% ( 1    X 5,14% ). На інтервалі часу 1 2,0    год , рис. 3, відбувається зменшення вмісту фракції +2,0 мм на величину 2    X 27,51% та збільшення фракції +3,0 мм – 3   X 35,66%, фракція +1,0 мм зменшується на величину 1    X 8,79%. Тобто, зменшення мосових відсотків попередніх фракцій зумовлює адекватне збільшення масових відсотків більших фракцій:        X X X 1 2 3  . Тобто, фракція +1,0 мм переходить у фракцію +2,0 мм яка одночасно переходить у фракцію +3,0 мм. Одночасний перехід фракції +2,0 мм у +3,0 мм підтверджується швидкістю зміни масових відсотків окремих фракцій, рис. 4. Паралельність кривої зміни вмісту фракцій +2,0 мм і +3,0 мм в часі відносно осі oxсвідчить про поступовий, рівномірний перехід фракції +2,0 мм у фракцію +3,0 мм. Тобто, на інтервалі 0 2,66    год спостерігається рівномірне падіння вмісту фракції +2,0 мм, що супроводжується рівномірним майже симетричним зростанням фракції +3,0 мм. Цепідтверджує пошаровий механізм утворення гранул та незалежність швидкості росту гранул від діаметра, тобто нульовий порядок їх росту [2]: . 0. d dD   (1) А саме значення лінійної швидкості росту гранул для пошарового механізму визначається за виразом[2], мм/год: де g– функція масового розподілення за діаметром, мм-1 ; D – поточний діаметр гранул, мм;  – лінійна швидкість росту гранул, мм/год; ψ – коефіцієнт гранулоутворення; К– константа вивантаження, год-1 . На задоволення потреб сільського господарства та для підвищення енергоефективності процесу у випадку мінерально-гумінових композитів складу [P]:[Ca]:[N]:[K]:[Г.]=10:19:11:2:1 при зневодненні рідких гетерогенних систем із загальною концентрацією твердої фази на рівні 60% при наступних параметрах технологічного процесу: температура шару 100-103 С, гідравлічний опір шару 1962 Па. Динаміка зміни еквівалентного діаметра частинок в апараті наведена на рис. 5 та динаміка зміни масових відсотків окремих фракцій на рис. 6.Середнє значення лінійної швидкості росту гранул складає с  1,1 мм/год, що понад у три рази перевищує значення в [1]. На інтервалі 0 0,167    год вміст фракції +3,0 мм ммзбільшується на величину 3   X 22,137% . Цьому збільшенню відповідає адекватне зменшення вмісту фракціїй +1,0 мм та 2,0 мм, тобто, виконується рівність        X X X 1 2 3  . На інтервалі 0,1667 0,333    год вміст фракції +2,0 мм зменшуєтьсяна на величину 2   X 22,897% . Це супроводжується одночасним збільшенням вмісту фракції +3,0 мм на величину 3   X 14,022% та фракції +4 мм на 4   X 11,28% . Тобто,      X X X 2 3 4  . Одночасність збільшення вмісту масових відсотків фракцій +3 мм і +4 мм відбувається за рахунок агломерації фракцій +2 мм і +3 мм. На інтервалі часу 0,333 0,500    год, спостерігається зменшення масового відсотка фракції +2 мм – 2   X 16,46% при одночасному збіьшенню масового відсотка фракції +3 мм – 3   X 5,904% , фракції +4 мм – 4   X 2,103% , +5 мм – 5   X 7,502% , тобто,        X X X X 2 3 4 5  . Тобто, на останніх двох проміжках часу реалізується агломераційний механізм гранулоутворення (рис. 7).При підвищенні концентрації робочого розчину в 1,5 рази порівнюючи із [1], середнє значення лінійної швидкості росту гранул с  1,1 мм/год. , що понад утри рази перевищує значення в [1]. Стрімке збільшення с пояснюється переходом від пошарової структури росту до механізму за рахунок агломерації, тобто   f  . А розрахунок значення швидкості росту гранул за виразом (2) стає не можливим. За такого механізму росту гранул виникає необхідність у визначенні швидкості лінійного росту гранул окремих фракцій та знаходження потужності зовнішнього джерела центрів грануляції.

    Переглянути
  • ЗАКОНОМІРНОСТІ УТВОРЕННЯ ОРГАНО-МІНЕРАЛЬНО- ГУМІНОВИХ ДОБРИВ

    Стан ґрунтів України потребує використання добрив нового покоління. В Україні відсутня достатня база для виробництва фосфатних та калійних добрив,тому в якості мінеральної сировини використовується сульфат амонію, органічної – кісткове борошно (містить макро-і мікроелементи, СаО природнього походження до 40% іР2О5 до 30%) та власне гумати із концентрацією 0,5-1%. Загальний вміст твердої фази у робочому розчині – 60%, що суттєво зменшує енерговитрати у порівнянні із [1], де вміст твердої фази 40 %. Основними вимогами до добрив є рівномірність розподілення компонентів по всьому об’єму гранули. Це досягається шляхом зневоднення рідких систем у псевдозрідженому щарі. Можливі два механізми утворення органо-мінерально-гумінових добрив, рисунок 1. Для виконання цих вимог доцільною є грануляція із пошаровим механізмом гранулоутворення, яка забезпечує рівномірність розподілення компонентів та задануміцність гранули. Це досягається відповідною організацією процесу у псевдозрідженому шарі із застосуванням теплоносія, температура якого в декілька разів перевищує температуру плавлення матеріалу. При отриманні органо-мінерально-гумінових композитів заданого складу[P]:[Ca]:[N]:[K]:[Г.]=10:19:11:2:1при наступних параметрах технологічного процесу: температура шару шT  96 °С, гідравлічний опір шару ш   P 1962 Па встановлено динаміку зміни еквівалентного діаметра зернистого матеріалу, рисунок 2, яка свідчить про стійку кінетику процесу та безперервність росту гранул. Проте спостерігається великі значення середньої лінійної швидкості росту гранул  1,659 мм/год. Динаміка зміни масових відсотків окремих фракцій, рисунок 3, характеризується послідовним переходом гранул із фракцій меншого розміру до фракцій більшого розміру, що свідчить про пошарову структуру гранул (див. рис 1). Так, після т.D(   0,66 год ) збільшується вміст фракції 5+ за рахунок зменшення 4+. Майже паралельність і рівномірний спад кривих 2 та 3 свідчить про поступовий, рівномірний перехід гранул із фракції 2+ у 3+із переходом у 4+. Для конкретно цих умов і цих композитів найбільш доцільно вести процес на ділянці O-D, де е d  4,5 мм при якому виконується вимога отримання готового продукту відповідного гранулометричного складу. Виникає потреба у стабілізації процесу на ділянці D-G, де різко збільшується е d за рахунок різкого збільшення вмісту фракції 5+, що не відповідає вимогам.Саме це і стане задачею досліджень а також дослідження ділянки C-F, де відбувається стрибкоподібне збільшення  Безперервне гранулоутворення із можливістю отримання заданого гранулометричного складу при пошаровому механізміможливе за наявності потужного джерела нових центрів грануляції, яке можна реалізувати завдяки внутрішньому й зовнішньому рециклу. В основу математичної моделі гранулоутворення авторами роботи [2] покладено рівняння нерозривності, записане у частинних похідних:де g – функція масового розподілення гранул за діаметром, мм-1 ;  – час, год; D – поточний діаметр гранул, мм;  – лінійна швидкість росту гранул, мм/год; S – функція сепарації; ψ – коефіцієнт гранулоутворення; К – константа вивантаження, год-1 ;  – функція потужності джерела та стоку, (ммгод)-1 . Для розв’язку рівняння (1) необхідно експериментально визначити коефіцієнт гранулоутворення, лінійну швидкість росту гранул, константу вивантаження та розрахункову функцію масового розподілення за діаметрами, що забезпечує заданий дисперсний склад та експериментальну, що визначена в даний конкретний момент часу. Для опису масового розподілення гранул застосовується γ-розподілення: На основі експериментальних даних знайдено і побудовано апроксимуючі криві, які описують масове розподілення. У таблиці 1 наведені результати апроксимації. Таблиця 1 – Результати апроксимації масового розподіленняДля точок O, A, B, D і G апроксимуюча крива описує масовий розподіл практично на всьому проміжку при коефіцієнті кореляції    0,85 0,93. Для точок С, Е,іF апроксимуюча крива не описує масовий розподіл, особливо на ділянках де d  4,5 мм. Функції масового розподілення у т.О(   0год ), рисунок 4, та в т.D(   0,66год ), рисунок 5.Експериментально визначено, що у точці D (   0,66год ) коефіцієнт гранулоутворення ψ=79,6 %. Як видно із рисунків 4 і 5, функція масового розподілення та її максимум плавно переміщуються в зону більших діаметрів, що підтверджує стійку кінетику процесу.Проте, в подальшому необхідно визначити вплив технологічних параметрів на динаміку зміни масового розподілення частинок в апараті.

    Переглянути
  • АПРОКСИМАЦІЯ ФУНКЦІЇ МАСОВОГО РОЗПОДІЛУ ГРАНУЛ ЗА РОЗМІРАМИ ПРИ ГРАНУЛЯЦІЇ РІДКИХ СИСТЕМ У ПСЕВДОЗРІДЖЕНОМУ ШАРІ

    Для безперервного ведення процесу зневоднення та грануляції висококонцентрованх добрив у псевдозрідженому шарі потрібно в будь-який момент часу підтримувати постійними масу шару та його поверхню на певному сталому рівні 1 M , кг, та 1 f , м 2 . Тому практична реалізація процесу, враховуючи гідродинаміку, проводиться за умови: Тому, при безперервному проведенні процесу зневоднення та грануляції гетерогенних систем стійкість кінетики гранулоутворення залежить від стабілізації дисперсного складу частинок та загальної поверхні шару в апараті на заданому рівні за рахунок потужності внутрішнього та зовнішнього джерела утворення нових центрів грануляції. В основу математичної моделі, яка дозволяє визначити величину джерел утворення нових центрів грануляції покладено рівняння нерозривності О.М. Тодеса [1]:Метою апроксимації є знаходження коефіцієнтів гама розподілу n та z при яких спостерігалася б максимальна збіжність теоретичної та експериментальної функцій масового розподілу. Для розрахунку коефіцієнтів  розподілу авторами [3] використовувався метод найменших квадратів з наступним логарифмування. Це дало відхилення в межах 5% для діаметрів е D  1 2,5 мм при грануляції 40% розчинів сульфату амонію із домішками гуматів. Середня лінійна швидкість росту гранул становила 1    0,15 0,28 мм/год. Експериментально встановлено, що при зневодненні висококонцентрованих гетерогенних систем із домішками речовин органічного походження середня лінійна швидкість росту гранул складає 2    0,4 0,6 мм/год, що призводить до інтенсивного росту еквівалентного діаметру, який знаходився в межах е D   3,2 3,5 мм. Апроксимація функції масового розподілу методом найменших квадратів на цих еквівалентних діаметрах показала низький коефіцієнт кореляції між експериментальними та теоретичними значеннями функції масового розподілу. Тому було прийнято рішення знаходити шукані коефіцієнти шляхом ітераційної їх зміни іззнаходженням масиву коефіцієнтів кореляції між теоретичною та експериментальною функціями масового розподілу, що розраховується за виразом (4). Таким чином, максимальний коефіцієнт кореляції визначає значення коефіцієнтів  розподілу. Коефіцієнт кореляції визначається за виразом:де m  кількість проб для конкретного моменту часу  ; експ ан , g g і і  i-ті значення експериментальної та теоретичної функцій масового розподілу, мм- 1 ; експ ан g g ,  середні значення експериментальної та теоретичної функцій масового розподілу, мм-1 . В таблиці 1 та на рисунку 1 наведено результати порівняння апроксимації функції масового розподілу методом МНК та методом пошуку максимального коефіцієнта кореляції (Rmax).

    Для безперервного ведення процесу зневоднення та грануляції висококонцентрованх добрив у псевдозрідженому шарі потрібно в будь-який момент часу підтримувати постійними масу шару та його поверхню на певному сталому рівні 1 M , кг, та 1 f , м 2 . Тому практична реалізація процесу, враховуючи гідродинаміку, проводиться за умови: 1 1 0; 0. df dM d d     (1) Тому, при безперервному проведенні процесу зневоднення та грануляції гетерогенних систем стійкість кінетики гранулоутворення залежить від стабілізації дисперсного складу частинок та загальної поверхні шару в апараті на заданому рівні за рахунок потужності внутрішнього та зовнішнього джерела утворення нових центрів грануляції. В основу математичної моделі, яка дозволяє визначити величину джерел утворення нових центрів грануляції покладено рівняння нерозривності О.М. Тодеса [1]:                   , , , , , 2 , , 3 , , , g D g D D D g D D g D D D D S K g D D                                           (2) де g D ,  функція масового розподілення гранул за діаметром, мм-1 ;   час, год; D  поточний діаметр гранул, мм;   D,   лінійна швидкість росту гранул, мм/год; S  функція сепарації;   коефіцієнт

    Переглянути