Исследование процесса гравитационного выгружения черенков энергетической ивы в условиях статических и динамических сводообразований

Abstract

Одним из перспективных источников возобновляемой энергии является энергия биомассы, которая владеет большим потенциалом для наращивания объемов культивированием таких культур как энергетическая ива. Посадка ивы осуществляется машинами, в которых посадочный материал подается вручную, что существенно ограничивает возможности повышения эффективности агрегатов. При создании автомата посадки такого материала возникла задача скоростной и точной подачи черенков, что привело к поиску путей обоснования движения черенков при выгрузке из накопительной емкости. В работе предлагается рассмотреть способ автоматизации посадки путем гравитационного выгружения посадочного материала из щелевых бункеров. Из практики функционирования бункеров известно, что главным препятствием осуществления истечения кусковых материалов является явление сводообразования, которое, прерывая естественное истечение материалов, отрицательно влияет на их расходные характеристики. Исследование процесса выгружения и формы образовавшихся сводов говорит о том, что в случае с таким материалом, как черенки энергетической ивы, кроме общих причин образования сводов и закономерностей формирования их формы возникают еще и другие. Особенностью черенков ивы есть их стержнеобразная форма, что усложняет сводообразование, и вызывает такие дополнительные условия и факторы как перекосы черенков в слое, неравномерность их защемления по длине и т.п. Исходя из полученных характеристик движения предлагается рассматривать массив черенков при их выгружении как несжимаемую двухфазную псевдожидкость, в которой черенки являются дискретной компонентой, а воздух заполняющий пространство между ними выступает газообразной составной. При таких допущениях процесс выгрузки можно рассматривать с точки зрения многофазных систем и к движению черенков применять уравнение Навье-Стокса. Использование полученных данных в дальнейших исследованиях сделает возможным более полно учитывать все факторы, возникающие в процессе выгружения и сводообразования, что важно при изучении и совершенствовании данного процесса.