<<
>>

Определение величины малоподвижного ядра мелющей загрузки

Для определения количественной характеристики малоподвижного ядра с по­мощью численного эксперимента были рассчитаны значения максимальных и средних скоростей шаров при различных значениях входных параметров и сопо­ставлены с визуальной картиной движения шаровой загрузки.

В результате для характеристики малоподвижного ядра предложен количественный параметр CK, позволяющий охарактеризовать размер малоподвижного ядра шаровой загрузки. Параметр Ckравен проценту мелющих тел, обладающих скоростью менее 30 % от средней скорости vcpмелющих тел при установившемся режиме работы мельни­цы. С помощью модуля анализа полученных результатов EDEM Analyst были по­строены гистограммы распределения мелющих тел по линейной скорости в мо­менты времени 7, 7,5 и 8 с и экспортированы в формат данных *.csv. Затем, с по­мощью макроса, созданного в Microsoft Excel [13], производилось вычисление па­раметра Ck(рисунок3.10).

Рисунок 3.10 Схема к определению величины малоподвижного ядра

3.6. Методология планирования эксперимента и обоснование выбора

плана эксперимента

Процесс измельчения, протекающий в шаровой мельнице, относится к клас­су сложных систем, которые характеризуются большим числом взаимосвязанных параметров. В планировании эксперимента сам эксперимент рассматривается как

90 объект исследования и оптимизации. Здесь осуществляется оптимальное управ­ление ведением эксперимента - в зависимости от информации об изучаемой си­стеме осуществляется изменение стратегии исследования с выбором оптимальной стратегии для каждого данного этапа [51].

Выбор плана эксперимента определяется постановкой задачи исследования и особенностями объекта. Процесс исследования обычно разбивается на отдель­ные этапы. Информация, полученная после каждого этапа, определяет дальней­шую стратегию эксперимента. Таким образом, возникает возможность опти­мального управления экспериментом. Планирование эксперимента позволяет ва­рьировать одновременно все входные параметры - факторы и получать количе­ственные оценки основных эффектов и эффектов взаимодействия [1, 76].

В качестве исследуемых факторов при проведении лабораторных и численных экспериментов были приняты (рисунок 3.11):

- коэффициент заполнения мельницы мелющими телами, доли ед. (а1);

- относительная частота вращения, доли ед. (а^);

- шаг выступов, град. (а3);

- высота выступов, мм (х4).

Рисунок 3.11 Схема корпуса мельницы для построения цифровой модели: D- внутренний диаметр мельницы, h- высота выступов, l- шаг выступов.

При проведении экспериментальных исследований процесса измельчения в шаровой барабанной мельнице с помощью численного моделирования в качестве

91 выходной характеристики был определен параметр, определяющий величину ма­лоподвижного ядра мелющей загрузки.

Для определения экономической эффективности процесса измельчения в ша­ровой барабанной мельнице при проведении лабораторных экспериментов приня­та мощность, потребляемая приводом мельницы.

Важным параметром, характеризующим эффективность процесса измельче­ния, является качество получаемого продукта (цемента). Для анализа его грану­лометрического состава в результате лабораторных исследований выбрана харак­теристика - остаток на сите №008.

Таким образом, функциями отклика, которые характеризуют процесс измель­чения в шаровой мельнице, были выбраны:

- параметр Ck,характеризующий величину малоподвижного ядра, %;

- мощность, потребляемая приводом P, Вт;

- остаток на сите R008, %.

На основании результатов пробных постановочных экспериментов был вы­бран центральный композиционный ротатабельный план полного факторного эксперимента (ПФЭ ЦКРП 24).

При планировании по схеме полного факторного эксперимента (ПФЭ) реали­зуются все возможные комбинации факторов на всех выбранных для исследова­ния уровнях [10]. Оптимальным планированием второго порядка предложено считать ротатабельное планирование, при котором информация, содержащаяся в уравнении регрессии, равномерно располагается на сфере, ведь это облегчает оп­тимизацию объекта исследования и позволяет получить одинаковую дисперсию предсказанных значений функции отклика [29].

При использовании ротатабельных планов второго порядка отпадает необхо­димость в постановке дополнительных параллельных опытов для оценки диспер­сии воспроизводимости [1, 10].

В соответствии с выбранным планом установлены следующие уровни варьи­рования факторов эксперимента: -1 - минимальный; 0 - средний; +1 - максималь­ный; -2, +2 - звездные (таблица3.2).

В ходе проведения экспериментов неизменными оставались:

- количество камер измельчения - 1;

- внутренний диаметр барабана мельницы D = 0,48 м;

- длина камеры измельчения L = 0,28 м;

- диаметр мелющих тел dm = 30 мм;

- время работы мельницы їраб= 30 мин.

Количество материала, загружаемого в камеру мельницы для измельчения в ходе выполнения лабораторных экспериментов, составляло 21% от массы мелю­щих тел [14, 31, 42].

Остаток на сите №008 готового продукта был определен на порошковом рас­сеивателе (RP-5) [39].

Определение мощности, потребляемой приводом мельницы осуществлялось посредством подключения к частотному преобразователю с помощью программ­ногообеспечения SoMove Lite 1.10.0.1, которое позволяет задавать разнообразные функции для настройки подключенных устройств, такие как: конфигурирование параметров, наладка и обслуживание. Программа SoMove также позволяет подго­тавливать файлы конфигурации оборудования для работы в заданном режиме [154]. Контроль и мониторинг работы привода мельницы в ходе проведения экс­периментальных исследований осуществлялся при помощи данного программно­го решения.

Матрица планирования ПФЭ ЦКРП 24представлена в таблице3.3.

Факторы Обозна­

чение

Ед. из-я Уровни варьирования
-2 -1 0 +1 +2
Коэффициент заполнения мельницы мелющими телами и материалом, φ Х1 доли

ед.

0,2 0,25 0,3 0,35 0,4
Относительная частота вращения барабана мельницы, ψ Х2 доли

ед.

0,66 0,71 0,76 0,81 0,86
Шаг выступов, l Х3 град. 15 22,5 30 37,5 45
Высота выступов, h х4 мм 8 12 16 20 24

Таблица 3.2 Исследуемые факторы и уровни варьирования ПФЭ ЦКРП 24

92

На основании данных, полученных в ходе выполнения ПФЭ ЦКРП 24 возмож­но построение регрессионной модели вида (3.3).

J ≠ і

где у - переменная состояния;

xi, Xj- уровни варьирования факторов;

bi- коэффициент при линейном эффекте взаимодействия;

bij- коэффициент при парном эффекте взаимодействия;

bii- коэффициент при квадратичном эффекте взаимодействия.

Номер опыта Факторы
Х1 А2 A3 Х4
1 1,0 1,0 1,0 1,0
2 -1,0 1,0 1,0 1,0
3 1,0 -1,0 1,0 1,0
4 -1,0 -1,0 1,0 1,0
5 1,0 1,0 -1,0 1,0
6 -1,0 1,0 -1,0 1,0
7 1,0 -1,0 -1,0 1,0
8 -1,0 -1,0 -1,0 1,0
9 1,0 1,0 1,0 -1,0
10 -1,0 1,0 1,0 -1,0
11 1,0 -1,0 1,0 -1,0
12 -1,0 -1,0 1,0 -1,0
13 1,0 1,0 -1,0 -1,0
14 -1,0 1,0 -1,0 -1,0
15 1,0 -1,0 -1,0 -1,0
16 -1,0 -1,0 -1,0 -1,0
17 2,0 0,0 0,0 0,0
18 -2,0 0,0 0,0 0,0
19 0,0 2,0 0,0 0,0
20 0,0 -2,0 0,0 0,0
21 0,0 0,0 2,0 0,0
22 0,0 0,0 -2,0 0,0
23 0,0 0,0 0,0 2,0
24 0,0 0,0 0,0 -2,0
25 0,0 0,0 0,0 0,0
26 0,0 0,0 0,0 0,0
27 0,0 0,0 0,0 0,0
28 0,0 0,0 0,0 0,0
29 0,0 0,0 0,0 0,0
30 0,0 0,0 0,0 0,0
31 0,0 0,0 0,0 0,0

Таблица 3.3 Матрица планирования ПФЭ ЦКРП 24

93

Значимость коэффициентов регрессии полученной математической модели определялась с помощью расчета критерия Стьюдента. Проверка регрессионной модели на адекватность выполнялась при помощи вычисления значения критерия Фишера, который отражает, насколько хорошо эта модель объясняет общую дис­персию зависимой переменной, и сравнения его с табличным значением [ 104].

Методика проведения экспериментальных исследований обеспечивает высо­кую точность полученных данных и может быть принята за основу. Количество повторных экспериментов каждого из опытов принимаем равным трем.

Влияние систематических ошибок на функции отклика, вызванных различны­ми внешними условиями, было исключено при помощи случайной последова­тельности при постановке опытов (принцип рандомизации). По таблице случай­ных чисел была получена следующая последовательность опытов: 13, 20, 25, 3, 7, 4, 14, 19, 17, 9, 22, 15, 21, 2, 12, 5, 6, 16, 11, 23, 8, 10, 24, 18, 1 [1].

3.7.

<< | >>
Источник: ХАХАЛЕВ ПАВЕЛ АНАТОЛЬЕВИЧ. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ СТУПЕНЧАТОЙ ФУТЕРОВКИ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ В ШАРОВОЙ БАРАБАННОЙ МЕЛЬНИЦЕ. ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук. Белгород - 2017. 2017

Еще по теме Определение величины малоподвижного ядра мелющей загрузки:

  1. Содержание
  2. Методики определения мощности, потребляемой приводом шаровой барабанной мельницы
  3. Определение величины малоподвижного ядра мелющей загрузки
  4. Определение рациональных значений параметров процесса измельчения
  5. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
  6. Список используемого программного обеспечения