Simulation of Spiral and Screw Dispensers Operations Using Structural Transformations

УДК 681.268

  • M.A. Novoseltseva Kemerovo State University (Kemerovo, Russia) Email: novoseltseva.ma@gmail.com
  • S.G. Gutova Kemerovo State University (Kemerovo, Russia) Email: gsg1967@mail.ru
  • I.Yu. Churikov Kemerovo State University (Kemerovo, Russia) Email: ilyasfw@icloud.com
Keywords: approximation of the output signal, the method of modeling a multisinusoidal signal, the theory of continued fractions, structural transformation, numerical simulation of the dispensers operation

Abstract

The making of homogenous mixtures from various materials and their interfusion is a process that has widespread use in the food industry. The quality of the finished product often relies on the outcome of this process. Therefore, the increase of requirements for the quality of mixtures makes studying the operational characteristics of various kinds of mixing equipment a must. One approach to do so is mathematical modeling. The paper reviews the simulation of the spiral and screw dispensers operations, which provide a preliminary initial stage of high-quality mixing of components. The presence of fluctuations in the dispensers leads to stochastic changes in the output signal, complicating the simulation process. Sequential structural transformations of the signal to filter fluctuations are applied to solve this problem. The apparatus of continued fractions is used to construct a mathematical model of the output signal from the dispensers as a harmonic component with a certain amplitude and angular frequency. The research results allow the simulation of processes at the inlet of continuous mixers with high accuracy. Besides, that lets us evaluate the effectiveness of the mixing processes and the influence of technological parameters on the quality of the mixtures.

Downloads

Download data is not yet available.

Metrics

Metrics Loading ...

Author Biographies

M.A. Novoseltseva, Kemerovo State University (Kemerovo, Russia)

кандидат технических наук, доцент кафедры прикладной математики

S.G. Gutova, Kemerovo State University (Kemerovo, Russia)

кандидат технических наук, доцент кафедры прикладной математики

I.Yu. Churikov , Kemerovo State University (Kemerovo, Russia)

магистрант кафедры прикладной математики

References

Бородулин Д.М. Разработка и математическое моделирование непрерывно действующих смесительных агрегатов центробежного типа для переработки сыпучих материалов. Обобщенная теория и анализ (кибернетический подход). Кемерово, 2013.

Макаров Ю.И. Аппараты для смешения сыпучих материалов. М., 1973.

Федосенков Б.А., Иванец В.Н. Процессы дозирования сыпучих материалов в смесеприготовительных агрегатах непрерывного действия — обобщенная теория и анализ. Кемерово, 2002.

Селиванов Ю.Т., Першин В.Ф. Расчет и проектирование циркуляционных смесителей сыпучих материалов без внутренних перемешивающих устройств. М., 2004.

Гусев Ю.И., Карасев И.Н., Кольман-Иванов Э.Э., Макаров Ю.И., Макевнин М.П., Рассказов Н.И. Конструирование и расчет машин химических производств : учебник для вузов. М., 1985.

Першин В.Ф. Моделирование процесса смешивания сыпучего материала в поперечном сечении вращающегося барабана // Теоретические основы химической технологии. 1986. Т. 20. № 4.

Сатомо И. Смешивание твердых тел / пер. с японского // Пуранто когаку. 1968. Т. 10. № 5.

Кога Д. Исследование процесса смешения частиц с различной плотностью в горизонтальном барабанном смесителе / Пер. с японского // Рика-когу кэнкюсе хококу. 1980. Т. 56. № 5-6.

Sayyad T.Al., Pershin V., Pasko A., Pasko T. Virtual Modelling of Particles Two-Step Feeding // Journal of Physics: Conference Series. Vol. 1084, № 1. IOP Publishing, 2018.

Ola D. C. Screw Feeder Flow Profile of Agro-Food Bulk Solids. Laboratory Stand Review // Bulletin of the Transilvania University of Brasov. Forestry, Wood Industry, Agricultural Food Engineering. Series II; 2017. Vol. 10.

Mehos G., Morgan D. Hopper design principles. January 1, 2016. URL: https://www.chemengonline.com/ hopper-design-principles/?printmode=1 (дата обращения: 23.10.2021).

Vetter G. Handbuch Dosieren. Vulkan Verlag Essen. 1994.

Vollmann A.G. Untersuchung der Schuttgutforderung in geneigten Schneckenforderern. Dissertation TU Munchen, Germany, 2000.

Bortolamasi M., Fottner J. Design and Sizing of Screw Feeders // Proc. Partec 2001, Int. Congress for Particle Technology, Nuremberg, Germany, 2729 March 2001.

Roberts A.W. Predicting the Volumetric and Torque Characteristics of Screw Feeders // Bulk Solids Handling, 1996. Vol. 16. № 2.

Screw Conveyors for Bulk Materials — ANSI/CEMA Standard #350, 2019. URL: https://cemanet.org/wp-content/ uploads/2019/06/ANSI-CEMA-350-FinalReview.pdf (дата обращения: 23.10.2021).

Новосельцева М.А. Выявление скрытых периодичностей зашумленных сигналов с помощью модели структурной функции в форме непрерывной дроби // Вестник Кем. гос. ун-та: журнал теоретических и прикладных исследований. 2010. № 4.

Романенко А.Ф., Сергеев ГА. Вопросы прикладного анализа случайных процессов. М., 1968.

Novoseltseva M.A., Gutova S.G., Kazakevich I.A. Structural and Parametric Identification of a Multisinusoidal Signal Model by Using Continued Fractions // 2018 International Russian Automation Conference, RusAutoCon. Sochi, 2018. DOI: 10.1109/RUSAUT0C0N.2018.8501834.

Published
2022-03-18
How to Cite
Novoseltseva M., Gutova S., Churikov I. Simulation of Spiral and Screw Dispensers Operations Using Structural Transformations // Izvestiya of Altai State University, 2022, № 1(123). P. 95-100 DOI: 10.14258/izvasu(2022)1-15. URL: http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%291-15.