ВЛИЯНИЕ МНОГОСЛОЙНОЙ ЗАГРУЗКИ РАЗНОРОДНЫХ ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ В СМЕСИТЕЛЬ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ НА КИНЕТИКУ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ СМЕШИВАНИЯ
Аннотация
Целью настоящей работы является демонстрация нескольких оптимизационных задач периодического смешивания склонных к сегрегации сыпучих материалов, которые могут быть поставлены и решены на основе моделей, основанных на теории цепей Маркова. Для того, чтобы повысить адекватность моделирования и исключить некоторые физические противоречия, которые возникают при использовании линейных моделей, предложена нелинейная Марковская модель перемешивания сегрегирующих компонентов. Исследовано влияние начального распределения компонентов после их загрузки в смеситель на оптимальное время перемешивания и качество смеси. Показано, что однократная загрузка компонентов как два вертикальных слоя значительно хуже, чем их многослойная как несколько сэндвичей. Принимая во внимание то, что полное время обработки смеси включает время собственно перемешивания и время загрузки, которое пропорционально числу сэндвичей, было определено оптимальное число сэндвичей. Приведены экспериментальные свидетельства того, что многослойная загрузка может быть реализована в практике смешивания.
Литература
Bridgwater J. Mixing of particles and powders: Where next? Particuology. 2010. V. 8. P. 563-567. DOI:10.1016/ j.partic.2010.07.001.
Bridgwater J.Mixing of powders and granular materials by mechanical means - A perspective. Particuology. 2012. V. 10. P. 397-427. DOI: 10.1016/j.partic.2012.06.002.
Jha A.K., Gill J.S., Puri V.M. Percolation segregation in binary size mixtures of spherical and angular-shaped particles of different densities. Particulate Science and Technology. 2008. V. 26. P. 482–493. DOI: 10.1080/ 02726350802367902.
Tang P., Puri V.M. Segregation quantification of two-component particulate mixtures: effect of particle size, density, shape, and surface texture. Particulate Science and Technology. 2007. V. 25. P. 571–588. DOI: 10.1080/02726350701783977.
Puri V.M., Jha A.K. Percolation segregation of multi-size and multi-component particulate materials. Powder Technology. 2010. V. 197. P. 274–282. DOI: 10.1016/j.powtec.2009.10.004.
Wang R.H., Fan L.T. Axial mixing of grains in a motionless Sulzer (Koch) mixer. Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev. 1976. V. 15. P. 381-388. DOI: 10.1021/i260059a005.
Wang R.H., Fan L.T. Stochastic modeling of segregation in a motionless mixer. Chem. Eng. Sci. 1977. V. 32. P. 695-701. DOI: 10.1016/0009-2509(77)80116-4.
Fan L.T., Lai R.S. Numerical and experimental simulation studies on the mixing of particulate solids and the synthesis of a mixing system. Computers and Chemical Engineering. 1978. V. 2. P. 19-32. DOI: 10.1016/0098-1354(78)80003-9.
Berthiaux H., Mizonov V. Applications of Markov Chains in Particulate Process Engineering: A Review. Canad. J. Chem. Eng. 2004. V. 85. P. 1143-1168. DOI: 10.1002/cjce.5450820602.
Berthiaux H., Mizonov V., Zhukov V. Application of the theory of Markov chains to model different processes in particle technology. Powder Technology. 2005. V. 157. P. 128-137. DOI: 10.1016/j.powtec.2005.05.019.
Berthiaux H., Marikh K., Mizonov V., Ponomarev D., Barantzeva E. Modelling Continuous Powder Mixing by Means of the Theory of Markov Chains. Particulate Science and Technology. 2004. V. 22. P. 379-389. DOI: 10.1080/02726350490516037.
Mizonov V., Berthiaux H., Gatumel C. Theoretical search for solutions to minimize negative influence of segregation in mixing of particulate solids. Particuology. 2016. V. 25. P. 36-41. DOI: 10.1016/j.partic.2015.05.002.
