Чисельне моделювання та порівняння ефективності змішувачів сипких кормів

Abstract

У роботі проведено комплексне дослідження процесу змішування сипких кормів із використанням чисельного моделювання для оцінки ефективності різних типів змішувачів. Розглянуто фізико-механічні властивості сипучих кормів, типи та способи змішування, класифікацію обладнання, а також застосування сучасних методів моделювання у кормовиробництві. Аналітична частина досліджень включає числові схеми та застосування методу дискретних елементів (DEM) і методу укрупнення частинок (CGM) для відтворення динаміки руху частинок у змішувачах. Розроблено методику чисельного моделювання, що передбачає моделювання частинок, визначення індексу змішування Лейсі (LMI) та зон відбору проб для оцінки якості змішування. У результатах моделювання проаналізовано ефективність змішування у V-подібному барабанному, стрічковому, лопатевому, вертикальному лопатевому та конічно-гвинтовому змішувачах. Встановлено, що тип змішувача суттєво впливає на швидкість та однорідність суміші. Додатково розглянуто питання охорони праці, безпеки в надзвичайних ситуаціях та економічної ефективності змішувачів, включаючи розрахунок питомих експлуатаційних та приведених витрат. U roboti provedeno kompleksne doslidzhennia protsesu zmishuvannia sypkykh kormiv iz vykorystanniam chyselnoho modeliuvannia dlia otsinky efektyvnosti riznykh typiv zmishuvachiv. Rozghlianuto fizyko-mekhanichni vlastyvosti sypuchykh kormiv, typy ta sposoby zmishuvannia, klasyfikatsiiu obladnannia, a takozh zastosuvannia suchasnykh metodiv modeliuvannia u kormovyrobnytstvi. Analitychna chastyna doslidzhen vkliuchaie chyslovi skhemy ta zastosuvannia metodu dyskretnykh elementiv (DEM) i metodu ukrupnennia chastynok (CGM) dlia vidtvorennia dynamiky rukhu chastynok u zmishuvachakh. Rozrobleno metodyku chyselnoho modeliuvannia, shcho peredbachaie modeliuvannia chastynok, vyznachennia indeksu zmishuvannia Leisi (LMI) ta zon vidboru prob dlia otsinky yakosti zmishuvannia. U rezultatakh modeliuvannia proanalizovano efektyvnist zmishuvannia u V-podibnomu barabannomu, strichkovomu, lopatevomu, vertykalnomu lopatevomu ta konichno-hvyntovomu zmishuvachakh. Vstanovleno, shcho typ zmishuvacha suttievo vplyvaie na shvydkist ta odnoridnist sumishi. Dodatkovo rozghlianuto pytannia okhorony pratsi, bezpeky v nadzvychainykh sytuatsiiakh ta ekonomichnoi efektyvnosti zmishuvachiv, vkliuchaiuchy rozrakhunok pytomykh ekspluatatsiinykh ta pryvedenykh vytrat.