Материал: Сборник трудов победителей конкурса на лучшую научную работу студентов и аспирантов ВГТУ

Процесс

сушки

дисперсных

материалов

является одним из самых распространенных и

энергоёмких

теплотехнологических

процессов. Способ

сушки

с

применением

динамического

слоя

является

одним

из

наиболее эффективных в настоящее время.

Основной

проблемой

при

разработке

быть

решена

при

центробежного

динамического

,

перемещающегося

за

счет

воздействия

на

частицы

направленных

потоков сушильного

агента. Схема установки, реализующей данный

технологический

принцип,

показана

на

рисунке 1 [1].

сушильной установки, была проведена серия

Рис. 1. Схема установки с центробежным динамическим

слоем: 1 - газораспределительная решетка; 2 – рабочая

экспериментов,

посвященная

исследованию

камера; 3 – газовая камера;4 – загрузочный патрубок;

гидродинамики

слоя.

В

результате

5 – разгрузочный патрубок; 6 – пересыпной канал;

аппроксимации

опытных

данных

получено

7 – перегородка; 8 – газоподводящий патрубок;

9 – газоотводящий патрубок

следующее

соотношение

для

определения

порозности центробежного слоя:

æ Re ö0,64

-0,4

,

(1)

e = 0, 68 ç

÷ b

0

è

Reу ø

где Re -

число

Рейнольдса;

Re у

-

число

Рейнольдса,

соответствующее

началу

уноса

частиц дисперсного материала; b0

–

угол

входа газового потока в слой, рад;

Отдельные

результаты

экспериментов и

расчетные

по

формуле(1)

значения

▲ – эксперимент; ■ – расчет по формуле (1)

порозности слоя приведены на рисунке2.

Максимальное

отклонение

опытных

данных

Рис. 2. Зависимость порозности слоя от скорости воздуха

от расчетных составляет 5 %.

æ r

т

ö-0,32 æ H

м

ö0,47

(tgb0 )

0,5

u = 0,13×Fr0,25 ç

÷

ç

÷

,(2)

rг

dэ

è

ø

è

ø

где u =uт

uг ,

Fr

–

критерий Фруда; rг ,

rт –

соответственно

плотность

газа

и

материала, кг/м3;

H м

–

монолитная

высота

слоя, м; dэ – эквивалентный диаметр частиц,

▲ – эксперимент; ■ – расчет по формуле (3)

м;

Измерение

скорости

движенияРис.4.

Зависимость суммарного гидравлического

материала в эксперименте производилось с

сопротивления от скорости воздуха

помощью

меченых

частиц

и

секундомера

СТЦ-2. Отдельные опытные данные, а также

Удовлетворительное совпадение опытных

расчетные

по (2)

приведены

на

рисунке3.

и расчетных данных позволяет рекомендовать

Максимальное отклонение опытных данных

критериальные

соотно-шения

(1)

–

(3)

для

от расчетных составило 16 %.

практического использования.

В

соответствии

[2]с

суммарное

Проведенные

экспериментальн

гидравлическое

сопротивление

показали,

что

установки

с

газораспределительной

решетки

исследования

и

центробежным динамическим слоем обладают

псевдоожиженного

слоя

определяется

последующими

достоинствами:

небольшим

формуле:

ö0,65 æ

ö0,7

гидравлическим сопротив-лением – от 100 до

æ

H

rт

500 Па в зависимости от вида материала и

Eu = 0,17 Re-0,2 ç

0

÷

ç

÷

b02 ,

(3)

dэ

высоты

слоя,

возможностью

регулирования

è

ø

è

rг

ø

где H0 , – высота насыпного слоя, м;

массового расхода материала, компактностью.

Отдельные опытные и расчетные данные

Литература

по

гидравлическому

сопротивлению

приведены

на

рисунке4.

Максимальное

1. Патент RU 44804 U1, МПК F26В 17/10.

отклонение опытных данных от расчетных по

Сушилка кипящего слоя для термолабильных

эмпирическому соотношению (3) составляет 9

полидисперсных

сыпучих

материалов/

Ю.Н.

%.

Агапов, A.B. Бараков, В.И. Лукьяненко, В.Г.

Стогней (RU); Воронеж, гос. техн. ун-т. (RU). – №

2004113491/22; заявлено 05.05.2004; опубл.

27.03.2005; Бюл. № 9. – 2 с.: ил.

2. Надеев

А.А Определение

скорости

движения

псевдоожиженного

слоя

в

кольцевого канала /

А.А. Надеев,

Ю.Н.Агапов,

В.Г. Стогней //

Физико-технические

проблемы

энергетики, экологии и энергоресурсосбережения:

труды

науч.-техн.

конф.

молодых

учёных

аспирантов и студентов. – Воронеж: ГОУ ВПО

«Воронежский

государственный

технический

▲ – эксперимент; ■ – расчет по формуле (2)

университет», 2008. – Вып. 9. – С. 52-58.

Рис.3.

Зависимость скорости движения материала от

скорости воздуха

Среди

параметров

микроклимата

производственного

помещения

выделена

группа

ключевых , пара

характеризующих безопасность

рабочего места для человека. Проведен анализ датчиков для измерения выделенных

параметров микроклимата. Определены входные характеристики универсального усилителя для работы со всей группой

датчиков. Разработана схема универсального усилителя сигнала для системы контроля параметров микрокли

производственного помещения

Состояние

микроклимата

производственного

- низкий уровень собственных помех;

помещения регулируется санитарными правилами и

-

минимальные искажения полезного

сигнала

при

нормами

СанПиН 2.2.4.548-96

«Гигиенические

усилении.

требования

к

микроклимату

производственных

Так же усилитель должен легко и просто

помещений»,

утвержденными

постановлением

подключаться к датчикам, обладать такими качествами

Госкомсанэпиднадзора России от 10.11.09 № 21 [1]

как простота и надежность.

Для

предотвращения

неблагоприятного

Для

разработки

системы

регистрации

были

воздействия

микроклимата

рабочих ,

мест

производственных

помещений

на

самочувствие,

выбраны датчики со следующими характеристиками:

1. Измерение значения CO2 (Диапазон измерений:

функциональное

состояние,

работоспособность

и

0-2000 ppm±50 ppm,

напряжение

питания:

0,2В,

здоровье человека необходим постоянный контроль

потребление тока: 100мА).

параметров

микроклимата. Выделенные

основные

2.

Измерение

температуры (Температурный

показатели микроклимата представлены в таблице.

диапазон: -40 … 80°C ±1°C, напряжение питания 0,2В,

Таблица 1

потребляемый ток не более 20 мА).

3.

Измерение

давления (Диапазон

измерения:

Барометрическое давление

730-890

мм.рт.ст.

730-890

мм.рт.ст.,

напряжение

питания 0,2В,

потребляемый

ток

20

мА,

диапазон

рабочей

воздуха

(97,3-118,7 кПа)

температуры: -40 - +105 °C).

Уровень шума (день/ночь)

35/24 дБ

4.

Подвижность

воздуха (Диапазон

измерения

0...20м/с±0.1м/с,

напряжение

питания 0,8В,

Относительная влажность

40-70%

потребляемый ток 30-40 мА).

5. Измерение влажности (Рабочий диапазон: –30

Подвижность воздуха

0,2 м/с

до +100 °C, диапазон

измерений: 0 до 100 % ±3%,

Температура воздуха

20-230С

напряжение питания 0,7В,

потребляемый

ток 50-60

мА) [2].

Интенсивность

0,2 мкТл

Активные

датчики

были

подобраны

таки

электромагнитных полей

образом,

чтобы

их

рабочее

напряжение

потребляемый ток были сопоставимы друг с другом.

При этом каждый датчик полностью обеспечивает

Проведя

соответствующий

анализ

группы регистрацию

соответствующего

пара

датчиков для

приведенных

выше

показателей, был

окружающей

среды

и

имеет

согласованный

разработан

универсальный

усилитель. Требования

усилителем выход.

предъявляемые к усилителю:

На

рисунке приведена

блок-схема

-

малые габариты;

разработанного усилителя сигналов.

-

сверхнизкое энергопотребление;

любым

датчиком

Усилитель

может

работать,

как

составная

часть

-

возможность

работы

с

приведенных выше параметров;

системы дистанционного контроля группы датчиков с

широкой полосой рабочих частот.

-

перестраиваемый коэффициент усиления;

Чувствительность

усилителя

около0,24

мВ.

-

широкая полоса пропускания;

Выходная

мощность

усилителя15

Вт

при

-

диапазон частот входного сигнала, позволяющий

коэффициенте нелинейных искажений порядка1%.

без искажения усиливать сигналы выделенных

Питание

усилителя

осуществляется

от

источника

параметров микроклимата;

постоянного

напряжения 3В

через

микросхему

-

выходная

мощность

достаточная

для

подачи

преобразователя

напряжения.

Выходное

сигнала на АЦП стандартного типа;

сопротивление на частоте 1000 Гц равно 230 Ом [3].

Таблица 2

Физико-химические свойства сополимера АБС-

2020-30 черный, рец. 901,1 с ТУ 2214-019-00203521-

96

Показатель

Значение

Плотность:

1,04•103 кг/м3

Прочность при растяжении:

35-50 МПа

Прочность при изгибе:

50-87 МПа

Прочность при сжатии:

50-80 МПа

Относительное удлинение:

10-25%

Влагопоглощение:

0,2-0,4%

Модуль упругости при

1700-

растяжении при 23ºС:

2930МПа

Диэлектрическая проницаемость

-40 до +70 ºС

при 106 Гц:

Тангенс угла диэлектрических

2,4-5,0

Блок-схема устройства

потерь при 106 Гц:

Первый

каскад

усилителя

для

увеличения

Удельное объемное

(3-7)•104

электрическое сопротивление:

входного

сопротивления

выполнен

по

схеме

Удельное поверхностное

5•1013 Ом/м

эмиттерного повторителя. Цепи частотной коррекции

электрическое сопротивление:

собраны

на

четырех

резисторах

и

на

четырех

Электрическая прочность:

1016 Ом/м

конденсаторах. Второй и третий каскады усилителя

напряжения

собраны

на

двух

транзисторах.

Корпус

состоит

из двух

частей: основания и

Фазоинвертор собран на одном транзисторе по схеме с

крышки. Корпус

выполнен

методом

литья

по

раздельной

нагрузкой.

Для

двухтактного

выходного

давлением [4].

каскада, нужны два высокочастотных транзистора,

Разработанный универсальный усилитель входит

работающих

в

режиме

класса.

Выходные

в состав мобильной системы дистанционного контроля

транзисторы выдерживают кратковременные короткие

параметров

микроклимата

производственно

замыкания

нагрузки,

так

как

их

базовые

токи

помещения.

Система

отвечает

требования

ограничиваются

резистор.

Усилитель

охвачен

электромагнитной совместимости устройств в силу

глубокой отрицательной обратной связью, напряжение

малой

мощности

приемопередатчиков1мВт

и

которой

снимается

с

выхода

усилителя и

черезиспользуемой радиочастоты 433МГц.

специально установленный там резистор подается в

Для приёма, обработки и передачи полученной с

цепь эмиттера транзисторе.

и

масса

помощью

устройств

регистрации

информац

Габаритные

размеры

усилителя

многоканальное

радиоприем

составляют

100×40×20 100

гр.

Все

элементы

разработано

устройство.

усилителя,

расположены

на

печатной

плате

из

Центральный процессор устройства мониторинга

одностороннего

фольгированного

стеклотекстолита

выполняет сбор и декодирование данных, принятых со

СФ-1-35Г-1,5 Г

кл.

(ГОСТ

10316-78). На

плате

всех устройств регистрации и группирует их в пакеты

имеются четыре отверстия для крепления к корпусу.

для передачи в ЭВМ. Для обеспечения необходимой

Материал

корпуса

должен

удовлетворять

в каждый

блок

ввода

следующим требованиям:

вычислительной мощности

введен

свой

микропроцессор. Этот

- достаточной прочность;

микропропроцессор

проводит

всю

предварительную

- низкие диэлектрические свойства;

обработку сигнала.

- высокие показатели внешнего вида.

В качестве

материала

корпуса

был

выбран

Литература

сополимер АБС-2020-30 черный, рец. 901, 1с ТУ 2214-

1.

СанПиН

2.2.4.548-96.

Гигиенические

019-00203521-96. АБС-пластики - непрозрачные,

требования

к

микроклимату

производственны

обычно темноокрашенные пластмассы, обладающие

помещений. Санитарные правила и нормы

высокой

ударной

вязкостью,

прочностью,

2. Патент на полезную модель РФ № 2527202,

удовлетворительными диэлектрическими параметрами

Широкополосный усилитель мощности, 2013 г.

и антистатическими свойствами. Применяются для

3. Патент на полезную модель РФ № 2536378,

изготовления деталей радиотехнического назначения,

Широкополосный

усилитель

мощности

с

малым

телевизоров, телефонов

и

иных

электорокорпусов.

уровнем нелинейных искажений шумов, 2014 г.

Физико-химические

свойства

АБС-пластика 4.http://www.tamognia.ru/gtd_rf/gtd.php?id=353042

представлены в таблице 2.

26

Описываемая

учебная

модель [1]

ЭВМинформации,

устройство

управления (УУ),

предназначена для

ознакомления

учащихся

соарифметико-логическое

устройство (АЛУ),

структурой ЭВМ, двоичной и 16-ричной системами

оперативное

запоминающее

устройство(ОЗУ),

счисления, а так же c основными арифметическими

генератор тактовых импульсов(ГТИ), постоянное

и

логическими

операциями. Внешний

вид

запоминающее устройство (ПЗУ). ОЗУ состоит из

разработанной конструкции

ЭВМ представлен

на

трёх четырёхразрядных

регистров: RGA - регистр

рис. 1.

операнда А,RGB - регистр операнда B,RGK -

регистр команд.Кроме того, устройство содержит

SB2

SB3

HL1-HL5

ещё регистр – аккумулятор (RGAk), накапливающий

SB1

SB6

результат

выполнения

операций

арифметически-

логическим

устройством. Для сокращения числа

HG1

Х1

органов управления информация в ЭВМ вводится в

последовательномкоде.

Принципиальная

схема

модели

ЭВМ

изображена на рис. 3.