НПК «Механобр-техника», РФ ; СПГУ, РФ:

Вайсберг Л. А., научный руководитель, академик РАН

НПК «Механобр-техника», РФ:

Иванов К. С., научный сотрудник, канд. техн. наук

E-mail (общий): gornyi@mtspb.com

Институт проблем машиноведения РАН, РФ:

Демидов И. В., аспирант

Дано описание модели динамики сыпучего материала в состоянии вибрационного псевдоожижения. Модель создана для изучения процессов сепарации без использования воды в качестве дисперсионной среды. Рассматривается плоский слой сыпучего материала в квазиагрегатном состоянии гранулярного газа, что соответствует случаю интенсивной вибрации и относительно малой толщины слоя. Для материала записаны уравнения состояния, баланса сил в барометрической форме и энергетического баланса. Гранулярная температура при этом введена как средняя кинетическая энергия частиц. Для системы должны выполняться условия сохранения количества частиц и затухания потока энергии на удалении от вибрирующей плоскости. Предложена аналитическая оценка эффективной (содержащей 2/3 всех частиц) толщины слоя виброожиженного материала. Практическая применимость модели опробована при расчете ряда новых классифицирующих устройств.

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ по Соглашению № 14.579.21.0133 от 03.10.2016 г. (УИПНИ RFMEFI57916X0133).

1. Арсентьев В. А., Вайсберг Л. А., Устинов И. Д. Направления создания маловодных технологий и аппаратов для обогащения тонкоизмельченного минерального сырья // Обогащение руд. 2014. № 5. С. 3–9.
2. К теории эффекта градиентной вибрационной сегрегации применительно к процессу грохочения / И. И. Блехман, Л. И. Блехман, В. Б. Васильков, К. С. Якимова // Обогащение руд. 2015. № 6. С. 19–22.
3. Влияние вибрационного псевдоожижения на показатели сухого магнитного обогащения тонковкрапленной гематитовой руды / В. А. Арсентьев, Ю. И. Азбель, С. В. Дмитриев, А. О. Мезенин, Е. Е. Андреев // Обогащение руд. 2011. № 6. С. 13–17.
4. Исследование процесса сухого магнитного обогащения гематитовой руды с использованием эффекта вибрационного псевдоожижения / А. О. Мезенин, В. Б. Кусков, В. В. Львов, С. В. Дмитриев // Обогащение руд. 2012. № 2. С. 21–24.
5. Вайсберг Л. А., Демидов И. В., Иванов К. С. Механика сыпучих сред при вибрационных воздействиях: методы описания и математического моделирования // Обогащение руд. 2015. № 4. С. 21–31.
6. Блехман И. И. Вибрационная механика. М.: Физматлит, 1994. 400 с.
7. A mathematical model of dynamics of vibrofluidized granular materials for electrostatic and magnetic separation / L. A. Vaisberg, K. S. Ivanov, I. V. Demidov, S. V. Dmitriev, A. O. Mezenin // Proc. of MEI conf. Computational Modelling ’15.
8. Onset of convection in strongly shaken granular matter / P. Eshius, D. van der Meer, M. Alam, H. J. van Gerner, K. van der Weele, D. Lohse // Phys. Rev. Lett. 2010. Vol. 104, Iss. 3. P. 038001.
9. Eshuis P. Collective phenomena in vertically shaken granular matter. 2008.
10. Eggers J. Sand as Maxwell’s demon // Phys. Rev. Lett. 1999. Vol. 83, Iss. 25. P. 5322–5325.
11. Раскин Х. И. Применение методов физической кинетики к задачам вибрационного воздействия на сыпучие среды // ДАН СССР. 1975. Т. 220, № 1. С. 54–57.
12. Kumaran V. Temperature of a granular material fluidized by external vibrations // Phys. Rev. Lett. E. 1998. Vol. 57, Iss. 5. P. 5660–5664.
13. Беляев А. К., Пальмов В. А. Теория вибропроводности // Вопросы динамики и прочности. Рига: Зинатне, 1980. Вып. 36. С. 92–102.
14. Блехман И. И., Вайсберг Л. А., Коровников А. Н. Анализ гидродинамики вибрационного грохота с ситом, колеблющимся в водной среде // Исследование процессов, машин и аппаратов разделения материалов по крупности: междувед. сб. науч. тр. / «Механобр». Л., 1988. С. 35–46.