Название статьи:
Модель ударного импульса при трамбовании угольной загрузки для производства кокса
Авторы: Доронин С.В., кандидат технических наук, доцент, ведущий научный сотрудник, Федеральный исследовательский центр информационных и вычислительных технологий, г. Красноярск, Российская Федерация,
mr.svdoronin@yandex.ru,
Зеленов Р.В., заместитель начальника отдела экспертизы промышленной безопасности, ООО Научно-исследовательский центр «СибЭРА», г. Красноярск, Российская Федерация,
zelenov_r@mail.ru,
Рейзмунт Е.М., кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Федеральный исследовательский центр информационных и вычислительных технологий, г. Красноярск, Российская Федерация,
e.sigova@gmail.com,
Черняев А.П., кандидат технических наук, генеральный директор, ООО Научно-исследовательский центр «СибЭРА», г. Красноярск, Российская Федерация,
src@src-sibera.ru В рубрике:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
Год: 2023 Том: 5 Номер журнала: 4
Страницы: 392-408
Тип статьи: Научная статья
УДК: 51-74:004.942
DOI: 10.17150/2713-1734.2023.5(4).392-408
Аннотация:
В настоящее время существенно уменьшаются запасы коксующихся углей, необходимых для производства высококачественного кокса. Одной из перспективных технологий подготовки сырья для производства кокса является трамбование угольной загрузки: за счет увеличения ее плотности снижаются требования к качеству исходных углей и появляется возможность широкого применения, наряду с коксующимися, и угля худшего качества. Определение характеристик технологии и оборудования трамбования осуществляется преимущественно эмпирическим путем, что не гарантирует получения научно обоснованных эффективных технических решений при их разработке. Одной из ключевых характеристик процесса трамбования угольной загрузки является энергия удара и соответствующие ей параметры ударного импульса - они определяют как плотность угольной загрузки, так и динамические воздействия на силовые конструкции оборудования. Последнее, в свою очередь, определяет работоспособность оборудования, выражаемое в терминах прочности, устойчивости, долговечности. Экспериментальный анализ и построение математической модели ударного импульса при трамбовании угольной загрузки направлены на информационное обеспечение процесса проектирования и расчета, значительно снижают уровень неопределенности при разработке техники и технологии трамбования. Показано, что ударный импульс хорошо аппроксимируется полуволной синусоиды. Для молотка с определенными геометрическими и массовыми характеристиками, и соответствующей им энергии удара определены интервалы изменения продолжительности и пикового значения усилия ударного импульса, а также взаимосвязь между этими характеристиками. Они являются информационной базой для экспертного оценивания характеристик ударного импульса при изменении энергии трамбования.
Ключевые слова: математическая модель ударного импульса, трамбование угольной шихты, продолжительность импульса, пиковое ускорение, натурный эксперимент, датчик виброускорений
Список цитируемой литературы: - Леш Р. Ситуация с мировыми запасами коксующихся углей. Технология трамбования угольной шихты как способ решения проблемы / Р. Леш. - EDN VKYCCF // Кокс и химия. - 2015. - № 12. - С. 44-47.
- Кузниченко В.М. Особенности термохимических превращений при коксовании трамбованной угольной загрузки / В.М. Кузниченко // Углехимический журнал. - 2010. - № 3-4. - С. 66-72.
- Кривонос В.В. Теоретические аспекты процесса трамбования угольных шихт / В.В. Кривонос // Кокс и химия. - 2002. - № 10. - С. 20-24.
- Wang J. Stamping coal cake simulation with Duncan-Kelvin-Maxwell constitutive relations / J. Wang, D. Wang, H. Zhao // Ironmaking and Steelmaking. - 2014. - Vol. 41, no. 10. - P. 769-775.
- Kuyumcu H.Z. Compacting of coals in cokemaking / H.Z. Kuyumcu // New trends in coal conversion: combustion, gasification, emissions, and coking. - Cambridge, 2019. - P. 293-334.
- Пановко Г.Я. Динамика вибрационных технологических процессов / Г.Я. Пановко. - Москва : Регулярная и хаотическая динамика, 2019. - 176 с.
- Хархута Н.Я. Машины для уплотнения грунтов: теория, расчет и конструкции / Н.Я. Хархута. - Ленинград : Машиностроение, 1973. - 176 с.
- Гольдсмит В. Удар. Теория и физические свойства соударяемых тел / В. Гольдсмит. - Москва : Стройиздат, 1965. - 448 с.
- Пановко Я.Г. Введение в теорию механического удара / Я.Г. Пановко. - Москва : Наука, 1977. - 224 с.
- Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле / С.П. Тимошенко. - Москва : Наука, 1967. - 444 с.
- Александров Е.В. Прикладная теория и расчеты ударных систем / Е.В. Александров, В.Б. Соколинский. - Москва : Наука, 1969. - 201 с.
- Манжосов В.К. Модели продольного удара / В.К. Манжосов. - Ульяновск : Изд-во УлГТУ, 2006. - 160 с.
- Боровин Г.К. Обобщенная модель удара Герца-Ханта-Кроссли / Г.К. Боровин, В.В. Лапшин. - DOI 10.18698/1812-3368-2018-6-18-30. - EDN VPKQMC // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия естественные науки. - 2018. - № 6. - С. 18-30.
- Малков О.Б. Расчет ударных импульсов в ступенчатых стержневых системах / О.Б. Малков. - Омск, 2000. - 112 с.
- Жуков И.А. Теоретические основы синтезирования форм бойков ударных систем технологического назначения / И.А. Жуков, Е.В. Сараханова. - EDN KYSGLZ // Известия Томского политехнического университета. - 2009. - Т. 315, № 2. - С. 173-177.
- Бауков Ю.Н. О форме ударного импульса при исследованиях изгибных колебаний упругих пластин / Ю.Н. Бауков, Е.А. Райковская, О.А. Ильина. - EDN LACIJJ // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2009. - № 8. - С. 207-211.
- Ишин Н.Н., Гоман А.М., Скороходов А.С. Определение параметров ударного импульса в зацеплении прямозубых цилиндрических колес с учетом упруглсти валов и подшипников / Н.Н. Ишин, А.М. Гоман, А.С. Скороходов. - EDN QZPSCN // Механика машин, механизмов и материалов. - 2012. - № 2. - С. 37-40.
- Sand A. DEM modeling and simulation of coal compacting by stamping / A. Sand, J. Rosenkranz, H.Z. Kuyumcu // Conference in Minerals Engineering. - 2012. - P. 123-137.