Теоретическая модель процесса реализации энергетических затрат при ударном измельчении зернового сырья

Е. М. АСМАНКИН, Ю. А. УШАКОВ, В. А. ШАХОВ, В. В. ГЕРАСИМЕНКО, Х. С. КУКАЕВ
Оренбургский государственный аграрный университет, ул. Челюскинцев, 18, Оренбург, 460014, Российская Федерация

Резюме. Одно из направлений совершенствования роторных измельчителей зернового сырья – снижение энергопотребления путем улучшения воздействия на него рабочих органов. Предлагаемый способ подразумевает ограниченное количество исключительно ударных воздействий, из чего вытекает необходимость теоретической оценки эффективности удара в аспекте энергообеспечения исследуемого процесса. Цель исследования – математическое описание процесса реализации энергозатрат для измельчения зернового сырья серией свободных ударов. Потери механической энергии рассмотрены как параметр, характеризующий качество ударного воздействия. Ключевой аспект в определении потери механической энергии – нахождение скорости и угла отлёта частицы после удара о неподвижную твердую поверхность. Задачу решали с использованием предложенного варианта формулы Рауса, выражающей соотношение составляющих ударного импульса. На основе полученных результатов выведены аналитические выражения для определения потерь механической энергии и удельных затрат энергии, связанных с реализацией процесса измельчения сырья свободными ударами. Теоретические значения удельных затрат энергии в зависимости от угла атаки при заданных целевых параметрах выражения достоверно согласуются с экспериментальными данными, ранее полученными профессором Л. А. Глебовым по ряду зерновых культур. Теоретическая модель позволяет спрогнозировать возможные удельные затраты энергии при углах атаки менее 300, для которых экспериментальных измерений не проводили. Для повышения энергоэффективности измельчителя ударного типа целесообразно сужение диапазона углов атаки. Полученные математические выражения применимы при расчетах энергетических параметров устройства, реализующего предлагаемый способ измельчения, и других устройств с аналогичным принципом конструкционного исполнения.

Ключевые слова: измельчение зерна, удар, эффективность, угол атаки, ударный импульс, удельные энергозатраты, потери энергии.

Сведения об авторах: Е. М. Асманкин, доктор технических наук, профессор; Ю. А. Ушаков, доктор технических наук, профессор; В. А. Шахов, доктор технических наук, профессор; В. В. Герасименко, доктор биологических наук, профессор; Х. С. Кукаев, аспирант (e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.).

Для цитирования: Теоретическая модель процесса реализации энергетических затрат при ударном измельчении зернового сырья / Е. М. Асманкин, Ю. А. Ушаков, В. А. Шахов и др. // Достижения науки и техники АПК. 2022. Т. 36. №11. С. 80–85. doi: 10.53859/02352451_2022_36_11_80.