Инженерная оптимизация смесительного и валкового оборудования. Клинков А.С - 21 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

6
M
(
x
) ≤ min
7
Вывод: maxσ
1
, maxσ
2
,
M
(
x
),
x
i
5
σ
э1
(
x
) ≤ [σ]
1
σ
э1
(
x
) ≤ [σ]
1
i
a
≤
i
x
≤
i
b
Рис. 11. Продолжение
Здесь max
э1
σ
, max
э2
σ
– максимальные эквивалентные напряжения, соответственно, для внутреннего и
наружного цилиндров, определяемые по формулам (37) и (38); [σ]
1
, [σ]
2
– допускаемые напряжения для материалов
внутреннего и наружного цилиндров;
M
(
x
) – масса участка составного цилиндра единичной длины;
x
i
–
геометрические размеры составного цилиндра; ρ – плотность материала цилиндров.
Для составного цилиндра со следующими исходными данными:
а
= 22,5 мм;
р
= 150 МПа; [σ]
1
= 566 МПа; [σ]
2
= 434 МПа; 25 ≤
х
1
≤ 32 мм; 30 ≤
х
2
≤ 37 мм; 42 ≤
х
3
≤ 52 мм; 8 ≤
х
4
≤
15 мм; материал цилиндров сталь;
Е
= 2 ⋅ 10
5
МПа; µ = 0,3; ρ = 7,8 ⋅ 10
3
кг/м
3
с помощью программы «minMT-LC»
(прил. программа 1), реализующей алгоритм МСД (блок-схема приведена на рис. 11), получены следующие значения
оптимальных параметров конструкции:
х
1
* = 25,6 мм;
х
2
* = 33,6 мм;
х
3
* = 42 мм;
х
4
* = 8 мм. При этом минимальная
масса участка составного цилиндра единичной длины составила
М
*
min
= 0,05 кг.
1.4. Расчёт основных технологических и конструктивных параметров двухшнековых смесителей с учётом
минимизации технологической мощности
1.4.1. Выбор параметров управления
Выбор параметров управления осуществляется в результате теоретического анализа влияния технологических параметров
процесса смешения и геометрических размеров шнекового оборудования на функции состояния.
В качестве функций состояния принимаем технологическую мощность
N
и производительность шнековой
машины
Q
, которые рассчитываются по уравнениям, приведенным в [12, пп. 2.4 и 2.5; 13].
Влияние конструктивных и технологических параметров двухшнековой машины рассмотрено на примере
получения клеевой композиции (80%-я смесь натурального каучука «смокед-шитс» и растворителя «нефрас») со
следующими физико-механическими и реологическими свойствами: ρ = 850 кг/м
3
– плотность клеевой композиции;
m
o
=
27,5 кПа ⋅
r
n
c
;
n
r
=
0,49 – мера консистенции и индекс течения клеевой композиции;
T
вх
= T
вых
=
T
пер
= 293 K –
температура входа и выхода клеевой композиции (температура переработки); ∆
P =
5 МПа – перепад давления по длине
рабочих органов (шнеков).
Исходя из анализа линий уровня функций состояния производится выбор параметров управления для
оптимизации процесса и конструкции оборудования смешения высоковязких композиций. Рассматривая влияние
каждого из основных технологических (ω) и конструктивных (ϕ,
h
,
D
, δ,
e
,
e
к
) параметров на величину изменения функций
состояния (
N
,
Q
), выбираем в качестве параметров управления следующие варьируемые величины: угол наклона
винтовой линии шнека ϕ; его глубину винтового канала
h
; наружный диаметр
D
; угловую скорость ω; ширину гребня
шнека
e
; ширину смесительных дисков (эксцентриковых насадок)
e
к
.
1.4.2. Оптимизация процесса и оборудования смешения высоковязких композиций
Математическая формулировка задачи оптимизации состоит в следующем.
ет
8
Конец
а
ет

Страницы