Методы и алгоритмы синтеза автоматизированных технологических систем с газовым буфером

Актуальность темы

В настоящее время для динамичного и стабильного развития России необходим кардинальный переход от сырьевой экономики к индустриальной, основанной на передовых отечественных разработках. При этом целесообразно ориентироваться на развитие традиционных отраслей промышленности, таких как пищевая, химическая, производство строительных материалов и т. д. Технологии названных отраслей связаны с переработкой легко-деформируемых полуфабрикатов, обладающих повышенной адгезионной способностью, а качество готовой продукции определяется во многом необходимостью формообразования в мягком, щадящем режиме. Материальные затраты, направленные на предотвращение налипания полуфабрикатов на рабочие поверхности оборудования, весьма значительны и сопоставимы с общими затратами на производство готовой продукции [133]. С целью повышения рентабельности производства в настоящее время используются антиадгезионные, полимерные покрытия. Однако, они дорогостоящи и недостаточно долговечны. Между тем, существует возможность бесконтактно воздействовать на полуфабрикат, а, следовательно, не только полностью исключить адгезию, но и обеспечить оптимальные режимы обработки.

На сегодняшний день единственным способом устранения контакта с изделием в процессе изготовления является создание под его опорной поверхностью газового буферного слоя, образующегося за счет истечения рабочей среды сквозь отверстия перфорации газораспределительных решеток [17].

Пневмоустановки обладают целым рядом достоинств: мягким щадящим воздействием на объект, отсутствием движущихся механических частей, простотой управления движением изделий, например, за счет изменения давления в пневматической камере, возможностью совмещать процесс транспортирования с взвешиванием, сортировкой или какими-либо технологическими операциями. Они имеют высокие динамические характеристики и, как следствие этого, большую пропускную способность. Это обеспечивается, в первую очередь тем, что газовый буферный слой играет роль идеальной смазки [17,57].

Газовый буферный слой создает предпосылки использования пневматических измерительных устройств, которые отличаются низкой стоимостью по сравнению с электрическими и значительно меньшим сроком окупаемости.

Предприятия нуждаются в оснащении современными автоматизированными технологическими комплексами, позволяющими получать конкурентоспособную продукцию наивысшего качества и в широчайшем ассортименте. Следует отметить, что такое оборудование управляется в основном современными микропроцессорными аппаратными средствами, выполненными на основе зарубежной элементной базы.

Между тем, существуют технологии, позволяющие осуществлять автоматическое управление оборудованием с использованием элементов пневмоавтоматики отечественного производства. В ряде случаев такие технологии не просто оправданы, но и оптимальны [146,165].

Газовый буфер является неотъемлемой частью названных систем и обеспечивает неоспоримые преимущества в демпфирующих устройствах, установках для бесконтактного формования, измерения параметров и т. д.

В настоящее время применение устройств с газовым буфером ограничено в связи с тем, что комплексно не решена техническая задача снижения нежелательного влияния инерционных свойств течения газа и вибраций на устойчивость функционирования оборудования.

В основе теории газового буфера — труды известных зарубежных ученых: JI. Прандтля, Бай Ши-И, В. Константинеску, Г. Райхардта. В нашей стране научное направление успешно развивали и продолжают исследования К. С. Ахвердиев, М. А. Козловский, А. К. Никитин, М. И. Петросюк, C.B. Пинегин, Г. А. Пискорский. и др.

Вопросам практического применения устройств с газовым буфером посвящены работы Боброва В. П., Маховера Ю. М., Резника В. Ю., Смолдырева А. Е.,.

Тантлевского A.B. и др. Однако полученные результаты не могут быть широко использованы в связи с узкой направленностью соответсвующих разработок.

Признать теоретические исследования систем с газовым буфером завершёнными не представляется возможным, так как они сводятся к решению задач, в которых толщина газового буферного слоя либо не меняется во времени, либо это изменение подчиняется гармоническому закону, а сопротивление слоя вынужденным колебаниям ограничивающих его поверхностей носит естественный, неуправляемый характер.

Ранее не создано математического описания газовых буферов, в которых одна из ограничивающих поверхностей легкодеформируема. В таких случаях развиваются сложные газодинамические процессы, определяемые, в основном, реологическими свойствами материала легкодеформируемой поверхности. При этом само существование буферного слоя связано с проявлением эффектов, обусловленных инерцией течения газа: «пневмозахвата» и «прошивания». В реальных условиях производства необходимо решать динамические задачи, связанные с загрузкой изделий и полуфабриката на газовый буферный слой. В настоящее время соответствующего математического описания не создано.

Отсутствие необходимых теоретических основ не позволяло ранее выработать методологию синтеза автоматизированных систем с газовым буфером в случаях, когда гидрогазодинамические процессы носят сложный характер (например, протекают одновременно различные по природе колебания поверхностей, ограничивающих газовый буферный слой и т. п.).

Проблемы, прикладного и теоретического характера, существенно сдерживают развитие целого ряда инновационных технологий производства основанных на использовании оригинального оборудования с газовым буфером, вследствие чего являются важными и актуальными.

В связи с выше сказанным поставлена цель работы и определен круг решаемых задач.

Целью работы является разработка теоретических положений, методологии, специального математического и алгоритмического обеспечения решения задач синтеза автоматизированных технологических систем с газовым буфером.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

— анализ причин нарушения газового буферного слоя, существующих методов обеспечения его эффективного функционирования, контроля и управления, а также математического описания, разработка обобщённой структуры и концептуальных основ методологии исследований;

— разработка комплекса математических моделей газодинамических процессов, протекающих в системах со стационарным газовым буфером;

— разработка комплекса математических моделей газодинамических процессов, протекающих в системах с нестационарным газовым буфером;

— разработка методов и алгоритмов расчёта устройств со стационарным газовым буфером;

— разработка методов и алгоритмов расчёта устройств с нестационарным газовым буфером;

— имитационные исследования устройств со стационарным газовым буфером;

— имитационные исследования устройств с нестационарным газовым буфером;

— разработка способов удержания и транспортирования легко деформируемых объектов на газовом буферном слое, активного демпфирования колебаний объекта и организации дискретного запитывания газового буфера;

— разработка семейств оригинальных устройств с газовым буферным слоем для транспортирования и загрузки легкодеформируемых объектов, их сортировки, оперативного регулирования несущей способности буфера с целью демпфирования возникающих в нем колебаний;

— создание автоматизированных технологических комплексов оснащенных оригинальными устройствами с газовым буфером для рассматриваемого класса технологических процессов;

— проведение промышленных испытаний и внедрение результатов работы.

Методы исследований. При выполнении диссертационной работы научные исследования основывались на методах математического моделирования, современных теории струй и газовой смазки, дифференциального и интегрального исчисления, статистической теории обработки результатов эксперимента и теории систем автоматического регулирования.

Достоверность полученных результатов подтверждается экспериментальной проверкой на основе имитационных и лабораторных исследований, а также промышленных испытаний.

Научная новизна. Разработаны теоретические основы функционирования систем с газовым буфером, математическое описание газодинамических процессов, протекающих в стационарном газовом буфере с единичной струёй и газораспределительной решёткой, а также методы и алгоритмы расчёта и управления устройствами для бесконтактного удержания и транспортирования легкодеформируе-мых объектов.

Разработаны математическое описание газодинамических процессов, протекающих при загрузке легкодеформируемого объекта на газовый буферный слой, методы и алгоритмы расчёта и управления устройствами с нестационарным газовым буфером.

Созданы концептуальные основы методологии синтеза технологических систем с газовым буфером.

Предложены способы удержания и транспортирования легкодеформируемых объектов на газовом буферном слое, их загрузки на буферный слой, активного демпфирования колебаний объекта и организации дискретного запитывания газового буфера.

Практическая ценность работы. Разработан комплекс компьютерных программ, позволяющих решать задачи имитационных исследований оригинальных устройств с газовым буфером, анализа и синтеза систем управления. Создано программное обеспечение функционирования автоматизированных технологических комплексов для пищевой и химической промышленностей, производства строительных материалов.

Разработан и внедрён на кафедре «Техническая механика» Воронежской государственной технологической академии автоматизированный лабораторный комплекс программно-технических средств, предназначенный для синтеза математических моделей транспортирующих устройств с газовым буфером и систем управления их работой, создано соответствующее учебно-методическое обеспечение для подготовки инженеров по специальностям 260 601 «Машины и аппараты пищевых производств», 260 602 «Пищевая инженерия малых предприятий» .

Полученные в диссертации теоретические результаты апробированы на практике и внедрены в производство:

— на АО «Россошанский Элеватор» и в торгово-производственном филиале Хо-хольского РАЙПО при разработке автоматизированных технологических комплексов разделки полуфабриката и участка расстойки тестовых заготовок,.

— на ОАО «Воронежская кондитерская фабрика» при разработке участка формования помадных молочных конфетных масс,.

— на ОАО «ЖБИ — 2» (г.Воронеж) при разработке автоматизированного технологического комплекса для мелкосерийного производства строительного декора из гипса,.

— на ООО «Амтел-Черноземье» при разработке устройства для транспортирования и охлаждения полимерного профилированного полотна.

Новизна способов, устройств и автоматизированных технологических комплексов защищены патентами на изобретения РФ.

Реализация научно-технических результатов. Результаты теоретических и экспериментальных исследований прошли промышленные испытания и внедрены на предприятиях Торгово-производственный филиал Хохольского РАЙПО (г.Хохол, Воронежская обл., 1998 г., 2000 г.), ОАО «Воронежская кондитерская фабрика» (г.Воронеж, 2003 г.), АО «Россошанский Элеватор» (г. Россошь, Воронежская обл., 2004 г.), ОАО «ЖБИ — 2» (г.Воронеж, 2005 г.), ООО «Амтел-Черноземье» (г.Воронеж, 2006 г.).

Материалы диссертации широко используются в научно-исследовательской и учебной работе Воронежской государственной технологической академии студентов специальности 260 602 «Пищевая инженерия малых предприятий «, 260 601 «Машины и аппараты пищевых производств» .

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на международных, всероссийских, межвузовских и внутривузовских научно-технических конференциях: Всероссийских научных конференциях «Информационные технологии и системы», «Физико — химические основы пищевых и химических производств» (Воронеж, 1995 -1996г.), Международной научно-практической конференции «Математические методы в химии и химической технологии» (Новомосковск, 1997 г.), III Всероссийской научно-технической конференции «Информационные технологии и системы» (Воронеж, 1999 г.), III Международной научно-технической конференции «Авиакосмические технологии» (Воронеж, 2002 г.): третьей Международной конференции «Машиностроители — предприятиям отрасли хлебопродуктов (Москва, 2002 г.) — IV Всероссийской научной Internet — конференции (Тамбов, 2002 г.), «Пищевые продукты XXI века» (Москва, 2002, 2003 г.), Международной научно-практической конференции, посвященной 90-летию Воронежского государственного аграрного университета им. К. Д. Глинки и 10-летию технологического факультета ВГАУ (Воронеж, 2003 г.), четвёртой Международной конференции «Кондитерские изделия XXI века» (Москва, 2003 г.) — Ш-й Всероссийской научно-технической конференции «Теория конфликта и ее приложения» (Воронеж, 2004 г.), Ш-й Всероссийской научно-технической конференции «Теория конфликта и ее приложения» (Воронеж, 2004), XXXVII — XLIV отчетных научных конференциях ВГТА (Воронеж, 1999 — 2006гг.), XIX Междунаронародной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (Воронеж, 2006 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 92 печатных работы, из них одна книга, 37статей (в том числе 14 статей в реферируемых научных журналах), получено 17 патентов на изобретения РФ.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы и приложений. Основная часть диссертации на 291 страницах машинописного текста содержит 132 рисунка и 17 таблиц.

Список литературы

включает 185 наименований. Приложения содержат 59 страниц.

1. Изучение и анализ причин нарушения газового буферного слоя, сущест вующих методов обеспечения его эффективного функционирования, контроля и управления, а также математического описания позволили выделить обобщенную структуру и разработать концептуальные основы методологии исследований.2. Разработаны математические модели газодинамических процессов, протекающих в системах со стационарным газовым буфером.3. Разработаны математические модели газодинамических процессов, протекающих в системах с нестационарным газовым буфером.4. Разработаны и апробированы на практике методы и алгоритмы расчёта устройств со стационарным газовым буфером. Создано соответствующее про граммное обеспечение.5. Разработаны и апробированы на практике методы и алгоритмы расчёта устройств с нестационарным газовым буфером. Создано соответствующее про граммное обеспечение.6. Проведены имитационные исследования, позволяющие параметриро вать математические модели стационарного газового буфера с единичной стру ёй и газораспределительной решёткой.7. Проведены имитационные исследования, позволяющие параметриро вать математические модели процесса загрузки легкодеформируемого объекта на газовый буферный слой, математические модели процесса загрузки вязкой жидкости на газовый буферный слой.8. Предложены способы удержания и транспортирования легкодеформи руемых объектов на газовом буферном слое, их загрузки на буферный слой, ак тивного демпфирования колебаний объекта и организации дискретного запиты вания газового буфера.9. Разработаны семейства оригинальных устройств с газовым буфером для транспортирования и загрузки легкодеформируемых объектов, их сортировки по массе, оперативного регулирования несущей способности буфера с целью демп фирования возникающих в нем колебаний.10. Созданы автоматизированные технологические комплексы для раз делки мучного теста, формования корпусов помадных конфет и мелкосерийно го производства строительного декора из гипса для рассматриваемого класса технологических процессов.11. Устройства и автоматизированные комплексы защищены патентами на изобретения РФ и прошли полный цикл промышленных испытаний. Вне дрения в производства позволили значительно повысить их эффективность за счёт повышения качества готовой продукции, обусловленного мягким, щадя щим воздействием газового буферного слоя на полуфабрикат, исключения за трат на борьбу с адгезией, повышения производительности оборудования, со кращения используемых производственных площадей, улучшения санитарно гигиенической обстановки в цехах. Результаты работы внедрены на предпри ятиях: Торгово-производственный филиал Хохольского РАИПО (г. Хохол, Воронежская обл., 1998 г., 2000 г.), ОАО «Воронежская кондитерская фабрика» (г. Воронеж, 2003 г.), АО «Россошанский Элеватор» (г. Россошь, Воронежская обл., 2004 г.), ОАО «ЖБИ — 2″ (г. Воронеж, 2005 г.), ООО „Амтел-Черноземье“ (г.Воронеж, 2006 г.).Условные обозначения, А — площадь опорной поверхности объекта, м^- А], А2, Апплощадь выпускных отверстий распределительной решетки, м'^ - Ав — амплитуда колебаний, мАо — начальная амплитуда колебаний, мАз — площадь сечения клиновидного зазора, м^- Аи — площадь нижней поверхности изделия, м^- Аоп — площадь опорной поверхности изделия за исключением части, расположенной над карманом, м^- Арплощадь поверхности решетки, м^- Ат — площадь торцевой поверхности устройства, м^- А амплитуда колебаний возмущающей нагрузки, мА 'тах — максимальная амплитуда колебаний объекта, м- (3^ - расстояние между осями отверстий распределительной решетки, мС1тах — максимальное расстояние между осями отверстий распределительной решетки, мащ — коэффициент проницаемости- 81 — половина ширины распределительной решетки, м- 82 половина ширины объекта, м- • ширина диска, мЬ- количество отверстий по вершинам равностороннего треугольника- ^/-характерная толщина струи, м-^{2-половина} ширины изделия, мС/, С2, Сз — константы интегрированияС (1) — переменная, не зависящая от координат хиус — коэффициент жёсткости буферного слоя, Н/мС2 — коэффициент упругости или жесткости зернистого слоя, кг/с — сзпостоянный коэффициентСа — коэффициент лобового сопротивленияСр — удельная теплоемкость при постоянном давлении, Дж/(кг-К) — Cf — коэффициент сопротивления зернистого слояСх — коэффициент сопротивления- • коэффициент гидродинамического сопротивленияс — средняя скорость молекулярного движения, м/сDB — диаметр выдуваемой на поверхности объекта воронки, мDex. — диаметр входного отверстия платформы-ротора, мDp-диаметр распределительной решетки, м- • диаметр частиц правильной сферической формы зернистого слоя, мd — шаг прогрессииdj — диаметр внутреннего канала насадки, мdgx — диаметр входного отверстия платформы — ротора, мdn — диаметр поршня, мdh — разница высот элементарных объёмов фрагментов, мdr — толщина элементарного объема фрагмента массы, мdus — диаметр изделия, мd» — диаметр внутреннего канала насадки, мdhф — разность высот элементарных объёмов ВПМ, мdm — масса элементарного объёма вязко-пластичной массы, кгdp Па ^ - градиент давления оси z, dp Па — - градиент давления оси г, — - Е, Е], Е2, Ез, Е4 — модули упругости первого рода для материала сферического тела и упругого полупространства соответственно. ПаЕ1 — функция вида Е1{х) = | dxЕ — сила тяжести, НЕ'- сила сжатия, действующая со стороны распределительной решетки, НF'- сила, действующая на сферические тела со стороны днища (нижней.

пластины) камеры НFedi-cvism вдавливания двух упругих «почти бесконечных» сфер, НFed2 — сила вдавливания упругого сферического тела в жесткое полупространство, НF e e — вынуждающая сила, НFgdc — сила гидродинамического сопротивления потока газа, НFd — сила динамического давления потока, НF3 — сила захвата, НFn — сила, действующая со стороны поршня дозирующего устройства, НFe — сила на площадке смятия, НFem — сила взаимного давления сферических тел, НFconp.- сила внутреннего трения, НFm — сила тяжести, действующая на элементарный объём фрагмента массы, НFmpсила трения, НF^ - сила электромагнита, НFg — сила динамического потока, НF^ - величина внешней нагрузки, Н- /тр — коэффициент трения материала зернаG — вес изделия, НGr-вес тестовой заготовки, Нg — ускорение свободного падения, м/с^- Нвысота зернистого слоя в покое, мНо — высота зернистого слоя в момент начала псевдоожижения, мHf (- высота отдельного коаксиально расположенного фрагмента, м- • высота массы в дозаторе отливочного механизма, мh — высота буферного слоя, м- /го — толщина буферного слоя при стационарных условиях удержания объекта, м- /гу-высота, мНз — толщина зазора, м- • толщина капли, мк&bdquo- -высота падения, мкфвысота элементарного объёма фрагмента массы, м- / - сила сопротивления потока среды, Н;

1с — сопротивление сферыI] - сила сопротивления при струйном обтекании диска, Н- • длина груза, мА/ - расстояние между грузами в потоке, м;

4-число степеней свободы (формула 1.25 и ниже) г — число рядов сферических тел в направлении вдоль оси Xц — номер фактора в матрице планирования;

1ст — ЧИСЛО степеней свободы молекулы- • сила тока обмотки электромагнита. АJo секундный импульс струи, кгм/с^- Jp — секундный импульс потока среды в плоскости распределительной решетки, кгм/с^- Jy — момент инерции диска, кг-м^- 7 — число рядов сферических тел в направлении вдоль оси ZК — частота собственных колебаний, ГцК ' - циклическая частота колебаний объекта, с''- К ^ - коэффициент консистенцииХ"^{-коэффициент} принимается равным 1/3,если молекулы рассматриваются как упругие сферыА’и — жесткость буферного слояК р — коэффициент проницаемости пористой решетки;

7<Гз, — коэффициент усиленияА:-частота собственных колебаний, Гцко — постояннаяА:^-постоянная Больцманакс — отношение удельной теплоемкости газа при постоянном давлении к удельной теплоемкости газа при постоянном объеме кг, к2, проводимости ламинарных пневмосопротивленийЬгвысота столбика конфетной массы в цилиндре отливочного механизма, м-? 2 — длина насадки дозируюп]-его устройства, м- • длина грузового желоба, м- • высота изделия, м- • длина канала, мЬ — линейная деформация опорной поверхности полуфабриката, м- /р — средний свободный пробег молекулы между двумя последовательными столкновениями, м;

2Ьр — длина решетки, м- /.зд, — длина загрузочного модуля, м- / - характерная толщина струи, м;

1у, з — половина длины изделия, м;

1,рдлина криволинейного участка загрузочного модуля, м- /"" - длина наклонного участка загрузочного модуля, м- /2 — длина шатуна, м- /5 — длина кривошипа, м- • массовый расход газа через входной дроссель, кг/ст — масса объекта, кггпт масса молекулы, кг-(в формулах (1.25) и ниже) тпг — масса грузонесущей части, кгтимасса изделия, кгт" — насыпная масса материала, кггпсфмасса сферической частицы, кгШэ — экспериментальный коэффициент изменения скорости для круглого питающего соплаЛт — масса элементарного объёма МВП, кгМ- количество частиц в зернистом слоеМц — целое нечетное числоN0 — количество отверстий РГ, находящихся под объектом— М] - количество отверстий РГ в первом рядуп — показатель демпфирования, кг/сП], П2 коэффициенты, зависящие от упругих свойств материала сферических зёренщ — количество рядов отверстий распределительной решеткип (1) индекс теченияПв — количество выходных параметров- • количество молекул в единице объема- • коэффициент, зависящий от взаимного расположения центральных осей отверстий РГПр — показатель, определяющий зависимость вязкости от температурыР — избыточное давление среды в СГБ, ПаРо — усредненное давление в СГБ, Па. Р^ - давление газа в питающей камере демпфирующего участка пневмотранспортёра. ПаРа — атмосферное давление. ПаРв — избыточное давление среды в образованной на поверхности ОЛ в воронке, Па- • избыточное давление среды в образованной на поверхности ОЛ в воронке в момент контакта, ПаРдх — давление среды на входе в СГБ, ПаРизбизбыточное давление среды в предрешеточном пространстве, ПаР^ - давление среды в пневмокамере. ПаР^р — давление в критической точке. ПаР&bdquo- - давление на входе в отверстие решетки. ПаРо — давление в СГБ под объектом, ПаР&bdquo- - давление на поверхности объекта, ПаР"р — давление на выходе РГ, ПаРпит — давление среды, поступающей через питающее отверстие, ПаРр — давление среды в сечении отверстий РГ, ПаРеп — давление газа в системе питания абсолютное. ПаРср — среднее давление в СГБ, равное давлению при стационарном удержании твердого тела на некоторой высоте, равной стационарной толщине слоя в момент времени t=0- Pf — абсолютное давление в СГБ, соответствующее текущему радиусу г. ПаА Р — величина, характеризующая сопротивление движению газа по начальному зазору, связанная с размером и характером неровностей соприкасающихся поверхностей. Па, А Р ' - промежуточное давление. Па ЛР^ - избыточное давление среды в камере. ПаЛрп — гидродинамическое сопротивление перфорированных или пористых пластин. ПаАрпп — гидродинамическое сопротивление перфорированных или пористых пластин. ПаАРр — гидродинамическое сопротивление РГ ПаЛрс — гидродинамическое сопротивление пористого слоя. Па- ?^Po — избыточное давление среды в СГБ, ПаАР} - усредненная величина избыточного давления, ПаЛРс — гидродинамическое сопротивление порозного слоя. Па- '^Ртт — давление на входе в тракт. Пар — полное абсолютное давление в СГБ, соответствующее текущему радиусу г. ПаPfосредненное давление среды в кипящем слое. ПаQ — расход газа, м^/срасход газа через одно отверстие, находящееся под объектом, м^/сQ{t) — объемный расход массы, MVCQ'- расход среды в произвольном сечении СГБ, MVCQ], Q2'—'Qnзначения расходов среды через выпускные отверстия РГ, MVCQl, Q2,—, Qnзначения расходов газа через выпускные отверстия грузонесущей части, MVCQeK, QzH — минимальный расход газа, м'^ /с- • расход среды через зернистый слой, м" ^ /сQo — расход среды через отверстие РГ, MVCQoo — расход среды через «открытое» отверстие, MVCQt — количество теплаQn — расход воздуха через «открытое» отверстие, MVCQcp — средний расход газа через сопло за один период перекрытия, MVCdQ — элементарный расход среды, MVCq — интенсивность внешней распределенной нагрузки. Па- • интенсивность удельной нагрузки от веса слоя сферических тел. Паqo — давление в центре контакта, Нqydудельная нагрузка, оказываемая на слой зёрен, равная отношению суммарной внешней силы к площади поверхности пневмоячейки, ПаR — радиус тела, мRi — радиус поршня дозирующего устройства, мi?*-универсальная газовая постояннаяRaрадиус площадки контакта сферического тела и плоской поверхности контакта, мRmm — активное сопротивление обмотки электромагнита, ОмR? — радиус выдуваемой на поверхности ОЛ воронки, мRd — радиус диска, м- /?к — радиус капли МВП, мi?-, p-радиус кривизны поверхности, мRQ — радиус объекта, находящегося над отверстиями РГ, мRom — радиус отверстия насадка дозирующего устройства, мRnK — радиус питающего кармана, мRc — радиус поперечного сечения струи МВП, мРсф — радиус сферы, мР ф — радиус полусферической фронтальной части струи, мR^ - радиус ячейки, мRn — радиус отверстий пористой РГ, мRp_ Rpi, Rp2 — радиус РГ, мRc, Rci, Rc2 — радиус сферы, мRn — радиус торцевой поверхности, мRs — гидравлический радиус норового канала, мRz — шероховатость поверхностейГо — радиус питающего отверстия РГ, сопла или кармана, мS — расстояние от объекта до поверхности РГ, м;

8/ - расстояние от центра питающего отверстия до точки пересечения опорной поверхности объекта с поверхностью РГSu — площадь нижней поверхности изделия, м^- SoniKp — площадь проходного сечения сопла, м^- Sep — среднее значение открытой площадь сопла за один период перекрытия, м^- Sx — расстояние между осями щелевых отверстий в ленте транспортера, мAS — расстояние между грузами в потоке, мS — экспериментальный коэффициент изменения скорости для круглого питающего соплаТ — крутящий момент. ИмГ/ - суммарное время передачи сигнала по питающему тракту, сТпк постоянная времени питающей камеры, сТрп — время запаздывания сигнала, обусловленное инерционностью системы «верхняя пластина газопроницаемый зернистый слой — нижняя пластина», сTamoxмаксимальное время передачи сигнала через отверстия распределительной решетки, сt, t], t2,^{3-время,} секta — абсолютная температура среды в камере. К;

4^ - длительность нахождения изделия на криволинейном участке загрузочного модуля, сt"n — длительность нахождения изделия на наклонном прямолинейном участке загрузочного модуля, сtp" - время запаздывания сигнала, обусловленное инерционностью системы «верхняя решетка — газопроницаемый зернистый слой — нижняя решетка», сtcmax — максимальное время передачи сигнала через питающее сопло верхней решетки, сtcp — время срабатывания перепускного клапана, сty — длительность удержания изделия на СГБ, сAt — максимальное время запаздывания срабатывания устройства, с. А tcp — максимальное время запаздывания срабатывания устройства, си — скорость потока среды в СГБ, м/си ^ - усредненная скорость среды на оси струи, м/сUmaxмаксимальная скорость среды на оси струи, м/сUr, и ^ - составляющие скорости средыUu — линейная скорость движения объекта, м/сUj, Uy. — компоненты вектора скорости потока среды в проекциях на оси ХиУсредняя скорость среды в канале, м/сUkohскорость среды на выходе начального зазора, м/сUjiскорость движения ленты квазистационарного буфера, м/си^ачскорость среды на входе начального зазора, м/сUoскорость выходящей из сопла среды, м/сUom — скорость набегания потока газа, истекающего из отверстия в РГ, на опорную поверхность сферы, м/сUomH — относительная скорость потока среды, м/сUp — скорость потока среды в плоскости РГи с — скорость ожижающего агента на выходе из кипящего слоя, м/сисечскорость движсния гэза через слой, рассчитанная на сечение отверстия эквивалентной перфорированной пластины, м/с-^ср, и1ср, и2ср — средняя скорость среды в СГБ, м/сПф — фиктивная скорость среды, м/сС/ц — усредненная скорость частиц, м/с- • осредненная скорость частиц, м/си напряжение. Вид — характерная скоростьV- объём объекта, м" ^ - Vсредняя скорость движения струи, м/с- '^Ую ^ 2 / с скорость движения т. О2 в конце второго этапа, м/сV, — скорости воздуха на входе и выходе начального зазора, рассматриваемого как канал, м/сГф-скорость движения поршня дозирующего устройства, м/с- ¥-к — объем пневмокамеры, м'^ - У], ?2 — скорость движения объекта в СГБ, м/сУх, Уу — проекции вектора скорости объектаРГь ??2- сила сопротивления потока газа, НУ9 — поверхность частиц в объеме единицы насадки, м^- У[ - расчетное значение функции откликаУ/ - экспериментальное значение функции отклика. •мгновенная скорость движения под действием сил тяжести, м/сX, у, 2- координаты, м;

2о — перемещение точки О3 фрагмента МВП, мг — скорость падения изделия, м/с- 2 — ось координат, направленная параллельно оси гФ — диссипативная функцияФф — фактор формы частицы зернистого слоя- «г — угол наклона объекта к плоскости распределительной решетки, градai — коэффициент расхода для канала: /-е отверстие — прослойкаа^^ м fn — соответственно коэффициент истечения воздуха через «открытое» отверстие и его площадь, м^. • коэффициент расхода для канала сопло-прослойка при смещении сопла относительно оси изделия. ащ-утол наклона пневмотранспортера, градa[a2,…, alкоэффициенты истечения воздуха через выпускные отверстияа- угол между линией действия силы и осью, град- ?3 — коэффициент затухания- /Зтахмаксимальный угол поворота грузонесущей части устройства в горизонтальной плоскости при взвешивании самого легкого из подлежащих сортировке образцов, радХ — показатель политропыX ткоэффициент теплопроводности;

5- ширина щели, м- (5? и (5| - характеристики величины неровностей соприкасающихся поверхностей.£ - порозность зернистого слояф- коэффициент разложенияу- деформация полуфабриката, мУд — тензор деформаций- • скорость сдвига в приведенном состоянии, с''- у — тензор скоростей сдвигаYy. y^-, yyy, Yzz компоненты тензора скоростей деформацийr? — эффективная вязкость массы. Па-сr]i — коэффициент расхода- (р — угловая координата- (р^^у^- максимальный угол поворота грузонесущей части (при взвешивании самого легкого из подлежащих сортировке образцов), радЯ — коэффициент проницаемости материала решетки- ///, / / 2, рз, — коэффициенты Пуассона для материала сферических тел и упругого полупространства;

1Л — вязкостьРо — вязкость объектаV-скорость течения, м/с- 9 — угол наклона, град;

0], О2, 03, О4 — коэффициенты, определяемые экспериментальновоначальная скорость изменения угла падения, градVIкоэффициент разложенияП- пористостьЯр — производительность поточной линии, шт/си^ф — эффективная пористостьр — плотность среды, кг/м^- р'- плотность материала объекта струйного воздействия, кт/м^- Ра плотность воздуха при атмосферном давлении, кг/м" -^ Рз плотность материала сферических зерен, кг/м^- А/ - расстояние между грузами в потоке, мАр — избыточное давление в пневмокамере, ПаАрс — гидродинамическое сопротивление пористого слоя. Па;

2^Ртах — давление в СГБ в центре отверстия РГ, Па- • максимальное время запаздывания срабатывания устройства, с. сг^ - площадь несущей поверхности конвейера, м^- т — напряжение сдвига фрагментов материала ОЛ, ПаТо — напряжение трения фрагментов материала ОЛ, ПаГонапряжение сдвига в приведенном состоянии, ПаТпт — Время чистого запаздывания передачи сигнала по питающему тракту, стестах — максимальное время чистого запаздывания передачи сигнала через питающие сопла, ст — общий коэффициент сопротивления, отражающий влияние сопротивления трения и местных сопротивлений, возникающих при движении среды по каналам слоя и обтекании отдельных элементов слоясо — деформации объектов струйного воздействия, м;

о)в — частота вынуждающей силы, ГцсОп — частота перекрытия, ГцсОц — циклическая частота колебаний, Гцсоо — деформации, возникающие при смятии тел, мсй}, 0)2 — деформации, возникающие при сжатии сферических тел верхней решеткой и у днища камеры соответственно, мЮст — деформация, возникающая при взаимном давлении сферических тел, мсо’тахмаксимальная угловая скорость грузонесущей части устройства, рад/с- (Вптминимальная угловая скорость грузонесущей части устройства, рад/сft-JJ^jд — минимальная угловая скорость грузонесущей части (при взвешивании самого тяжелого из подлежащих сортировке образцов), рад/с;

й)({) — угловая скорость вращения кривошипа механизма отливочного устройства, рад/снекоторое возмущение, м- ?^1- коэффициент местного сопротивления- ^ - величина смещений в направлении нормали, м;

7^ и² — характеристики величины неровностей соприкасающихся поверхностейу / - координатная ось с изменяемым во времени началом координату/1 ключевой параметру/о — характеризует сдвиг фазы вынужденных колебаний по отношению к фазе возмущающей силы.