Олег Олегович Иванов, кандидат технических наук, доцент, советник по региональному развитию
141071; ул. Трудовая, д. 1; Московская область; Королев
Oleg O. Ivanov, Cand. Sc. (Eng.), Associate Professor, Regional Development Advisor
141071; 1, Trudovaya St.; Moscow region; Korolev
Виктор Николаевич Долгунин, доктор технических наук, профессор
392000; ул. Ленинградская, д. 1; Тамбов
Viktor N. Dolgunin, D. Sc. (Eng.), Professor
392000; 1, Leningradskaya St.; Tambov
Александр Геннадьевич Тараканов, аспирант
392000; ул. Ленинградская, д. 1; Тамбов
Alexander G. Tarakanov, Postgraduate
392000; 1, Leningradskaya St.; Tambov
Константин Андреевич Куди, главный финансовый аналитик
115114; ул. Кожевническая, д. 14; Москва
Konstantin A. Kudi, Chief Financial Analyst
115114; 14, Kozhevnicheskaya St.; Moscow
Проведено исследование эффективности процесса сепарации примеси частиц различной плотности в быстром гравитационном потоке монодисперсного зернистого материала. Исследование выполнено методом математического моделирования динамики распределения концентрации примеси частиц на шероховатом скате с использованием математической модели, учитывающей кинетику эффектов конвекции, перемешивания, сегрегации и квазидиффузионной сепарации. Исследование, проведенное при варьировании относительной плотностью частиц примеси в интервале 0,2…4,0 по отношению к плотности частиц базового компонента, подтверждает определяющую роль эффекта квазидиффузионной сепарации. Установлено, что профили распределения концентрации примеси частиц с малой и высокой плотностью имеет форму, аналогичную форме профилей объемных долей пустот и твердой фазы, соответственно. При одинаковой степени отличия частиц легких и тяжелых примесей от частиц базового компонента более высокую склонность к сепарации имеют легкие частицы. Склонность к сепарации с увеличением степени отличия плотности частиц примеси от плотности частиц базового компонента повышается более интенсивно для примеси частиц с малой плотностью. Установлено, что с уменьшением концентрации частиц примеси в потоке интенсивность их сепарации повышается для частиц с малой плотностью и снижается для частиц с высокой плотностью. Наиболее высокой склонностью к сепарации частиц по плотности характеризуется бинарная смесь однородных по размеру частиц с минимальным объемным содержанием примеси частиц, имеющих малую плотность.
The efficiency of the separation process of impurity particles with different densities in a rapid gravity flow of monodisperse granular material has been studied. The study was carried out by mathematical modeling of particle concentration distribution dynamics on a rough chute using a mathematical model that takes into account the kinetics of convection, mixing, segregation and quasi-diffusion separation effects. During the research process, the relative density of impurity particles in the range of 0.2–4.0 was varied with respect to the base component particle density, and this confirms the defining role of the quasi-diffusive separation effect. It was found that the concentration distribution profiles of low- and high-density particles have a shape similar to the shape of the profiles of the volume fractions of voids and solids, respectively. With the same degree of difference between the light and heavy impurity particles from the base component particles, the light particles have a higher tendency to separate. The tendency to separation with increasing degree of difference between the density of the impurity particles and the density of the base component particles increases more intensively for the impurity particles with low density. It is found that with decreasing concentration of impurity particles in the flow, the intensity of their separation increases for particles with low density and decreases for particles with high density. A binary mixture of homogeneous particles with the minimum volume content of low density particles is characterized by the highest tendency to particle density separation.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.