RU
Моделирование движения рабочего органа устройства с электромагнитным виброприводом для перемешивания жидких пищевых сред
Номер: 5-6 (402), 2025Страницы: 95-100
Раздел: Пищевая инженерия, процессы, оборудование и автоматизация пищевых производств
Автор(ы): Березина Н.А., Мищенко Е.В., Комоликов А.С., Винокуров Е.В.
Аннотация:
Вибрационное воздействие применяют во многих отраслях промышленности для повышения производительности оборудования, снижения расхода энергии и эксплуатационных затрат, увеличения интенсивности и равномерности перемешивания, улучшения качества готовой продукции. В связи с этим перспективно создание комплексной математической модели, связывающей в единую систему уравнения, описывающие работу электромагнитного вибропривода, и гидродинамическое взаимодействие жидкости с перемешивающим устройством. Нами разработано перемешивающее устройство оригинальной конструкции с рабочим органом возвратно-поступательного движения с электромагнитным виброприводом с качающимся якорем для перемешивания жидких пищевых сред. Составлена математическая модель движения рабочего органа устройства на основании законов теоретической механики и представлены результаты математического моделирования для жидкостей с различными характеристиками. Определены виброперемещение, виброскорость и виброускорение рабочего органа при частотах колебаний 16,66; 33,33; 41,66 Гц. Проведены экспериментальные исследования на лабораторной установке, состоящей из мешалки с электромагнитным виброприводом с качающимся якорем, при различных уровнях вибрационного воздействия. Расхождение результатов численного моделирования и экспериментальных данных не превышало 5%, что подтверждает адекватность составленной математической модели. Полученные данные рекомендованы для оптимизации режимов работы устройства для вибрационного перемешивания жидких сред и разработки рекомендаций по совершенствованию конструкции перемешивающего устройства с управляемым электромагнитным виброприводом.
Ключевые слова: перемешивание жидких сред, электромагнитный вибропривод, качающийся якорь, амплитуда колебаний, виброперемещение, виброскорость, виброускорение, равномерность
EN
Simulation of the working body movement of the device with an electromagnetic vibration drive for mixing liquid food media
Number: 5-6 (402), 2025Pages: 95-100
Section: Food Engineering, Processes, Equipment & Automation of Food Production
Authors(s): Berezina N.A., Mishchenko E.V., Komolikov A.S., Vinokurov E.V.
Annotation:
Vibration is used in many industries to improve equipment performance, reduce energy consumption and operating costs, enhance the intensity and uniformity of mixing, and improve the quality of finished products. Therefore, the development of a comprehensive mathematical model that integrates the equations describing the operation of an electromagnetic vibration drive and the hydrodynamic interaction of the fluid with the mixing device into a single system is promising. We have developed a mixing device of an original design with a reciprocating working element and an electromagnetic vibration drive with a swinging anchor for mixing liquid food media. A mathematical model of the device’s working element motion is developed based on the laws of theoretical mechanics, and the results of mathematical modeling for liquids with various characteristics are presented. Vibration displacement, vibration velocity, and vibration acceleration of the working element are determined at oscillation frequencies of 16,66; 33,33; and 41,66 Hz. Experimental studies were conducted on a laboratory setup consisting of a stirrer with an electromagnetic vibratory drive and a swinging anchor, at various vibration levels. The discrepancy between the numerical simulation results and the experimental data did not exceed 5%, confirming the adequacy of the developed mathematical model. The obtained data are recommended for optimizing the operating modes of a device for vibratory mixing of liquid media and for developing recommendations for improving the design of a stirrer with a controlled electromagnetic vibratory drive.
Keywords: liquid media mixing, electromagnetic vibration drive, swinging anchor, vibration amplitude, vibration velocity, vibration acceleration, uniformity
DOI: 10.26297/0579-3009.2025.5-6.14