Математична модель динаміки процесів тепловологісної обробки в проточному апараті

Abstract

Можливість термообробки дисперсних матеріалів, що рухаються в прямоточному газовому потоці є відомою. Теплообмін в рухомому потоці газу характеризується високою інтенсивністю передачі теплоти від газу-теплоносія до матеріалу і навпаки від нагрітого матеріалу до охолоджуючого повітря. Однак відсутня надійна математична модель, що відтворює динаміку теплообміну в об’єктах з розподіленими параметрами, не дозволяє визначати раціональні параметри і режими таких установок, стримує розвиток системи управління. Для вирішення цього питання у статті розроблена математична модель нагріву зерна в умовах пневмотранспортера з урахуванням розподіленості параметрів. Основою для моделі обрано рівняння теплового балансу, якими можна описати процеси конвективного теплообміну для виділеного елемента труби. Отримані рівняння які визначають розподіл температур теплоносія і зерна за довжиною пневмотракта для будь якого моменту часу. При цьому новизною є можливість одним рівнянням визначити перехідний процес для фактичного розподіленого об’єкта. Результатом статті є встановлені математичні залежності зміни температури зерна і теплоносія при прямоточному русі в пневмоканалі за висотою та в часі. Отриману динамічну модель теплообміну зерна з теплоносієм можна використовувати для розробки системи керування процесом нагріву, що значно підвищить його ефективність.

Для систем создания микроклимата виробничих споруд режими роботи завжди нестаціонарні завдяки наявності змінних в часі зовнішніх збурень. В роботі досліджено перехідні динамічні режими роботи систем охолодження і зволоження повітря. Математичний опис динаміки тепло-вологісної обробки повітря в установці з дрібнодисперсним розпилюванням води складено на основі рівнянь теплового і матеріального балансу. Прийнято ряд уявлень та припущень. Розроблена математична модель динаміки адіабатичного зволоження повітря в проточному апарату. За розробленими моделями побудовані залежності розгінних характеристик температури, вологовмісту та відносної вологості.

The ability to disperse heat treatment material moving in-flow gas stream is known. Heat in a moving stream of gas is characterized by high intensity of heat transfer from the coolant gas to the material and back from the heated material to the cooling air. However, no reliable mathematical model that reproduces the dynamics of heat transfer in the objects with distributed parameters, can not determine the rational parameters and modes such plants, hampering the development of management system. To address this issue in the article the mathematical model of heat conditions pnevmachnoho grain carrier based rozpodilenosti parameters. The basis for the model selected heat balance equations that describe the processes of convective heat transfer tubes for the selected item. The equations that determine the distribution of the coolant temperature and grain by pneumatic tract length for any point in time. This novelty is the possibility of one equation to determine the actual transition process for distributed object. The result of the paper is set mathematical dependence of grain temperature changes in the coolant-flow and movement in pneumatic channel height and time. The resulting dynamic model of heat transfer grain from the coolant can be used for the development of process control heating, which significantly increase its effectiveness.