Дослідження руху частинок матеріалу в трубних обертових апаратах

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorЩербина, Валерій Юрійович
dc.contributor.authorКочерга, Андрій Юрійович
dc.date.accessioned2026-04-07T12:10:58Z
dc.date.available2026-04-07T12:10:58Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractРобота присвячена комплексному аналізу гідродинаміки та кінематики руху гранульованого сипкого матеріалу у трубних обертових апаратах. Метою дослідження є виявлення закономірностей поведінки дисперсного потоку шляхом зіставлення експериментальних даних і числового моделювання. Проведені дослідження руху частинок різної форми та типів, характерних для широкого спектра промислових процесів. На лабораторній установці було здійснено відеозапис, а наступна цифрова обробка даних дозволила чітко визначити координати, траєкторії та локальні швидкості частинок. Розмір гранул в експериментальних дослідженнях становив 3–6 мм при заповненні барабана 4–32 % та швидкості 4–85 об/хв проаналізовано траєкторії й поля швидкостей частинок. Виявлено структуру шару з активною та пасивною зонами та формування циркуляційного ядра із замкнутими контурами руху. Максимальні швидкості (0,82–2,2 м/с) спостерігаються у відкритому шарі, мінімальні (~0,041 м/с) – у пасивній зоні. Порівняння з математичною моделлю показало збіжність із похибкою 4–15 %, що підтверджує адекватність моделювання. Розроблена методологія, що поєднує відеоаналіз, інтерполяцію, числове моделювання та статистичну обробку, забезпечує отримання точних кінематичних характеристик руху сипких матеріалів у барабані, що обертається. Результати підтверджують інформативність та практичну придатність методики для інженерної практики та наукових досліджень, зокрема для оптимізації конструкцій, режимів роботи, удосконалення моделей та прогнозування поведінки матеріалів у промислових умовах.
dc.description.abstractotherThe work is dedicated to the comprehensive analysis of the hydrodynamics and kinematics of granular bulk material movement in rotary tubular apparatuses, which are widely used in the chemical, construction, and metallurgical industries. The main goal of the research is to identify the patterns of dispersed flow behavior by comparing experimental data and numerical modeling. To achieve this, complex experimental and numerical studies were conducted on the movement of particles of various shapes and types, characteristic of a wide range of industrial processes. Video recording was performed on a laboratory setup, and the subsequent digital processing of the obtained data allowed for the precise determination of the coordinates, trajectories, and local velocities of the particles. The granule size in the experimental studies was 3–6 mm under conditions of drum filling ranging from 4 % to 32 % and a rotation speed of 4–85 rpm. Trajectories and particle velocity fields were analyzed, which made it possible to identify significant differences in the movement regimes and to characterize the layer structure, which consists of active and passive zones. The formation of a stable circulation core was established, around which closed movement contours arise. A quantitative analysis of the velocity regimes showed that the maximum particle velocity is observed in the open surface zone (active layer) and is 0.82–2.2 m/s, while the minimum values in the depth of the passive zone are about 0.041 m/s. Comparison with the mathematical model showed convergence with an error of 4–15 %, depending on the experimental conditions, which confirms the adequacy of the model and the correctness of the numerical methods used. The developed and implemented methodology is based on the complex application of video analysis, interpolation methods, numerical modeling, and statistical processing, which enabled the obtaining of detailed kinematics characteristics of bulk material movement in the rotary drum. The proposed approach ensures high measurement accuracy and the capability for adequate assessment of particle movement dynamics. The results confirm the high informational value and practical applicability of the methodology for engineering practice and further scientific research, particularly for the optimization of design, operating modes, model refinement, and prediction of bulk material behavior in real industrial conditions
dc.format.pagerangeС. 43-50
dc.identifier.citationЩербина, В. Ю. Дослідження руху частинок матеріалу в трубних обертових апаратах / Щербина В. Ю., Кочерга А. Ю. // Вісник НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського». Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження». – 2025. – № 4(24). – С. 43-50. – Бібліогр.: 10 назв.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2617-9741.4.2025.348813
dc.identifier.orcid0000-0002-7218-3868
dc.identifier.orcid0009-0003-2198-108X
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/80006
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.relation.ispartofВісник НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського». Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження», № 4 (24), 2025
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectобертовий барабан
dc.subjectсипкі матеріали
dc.subjectвідеозапис
dc.subjectмоделювання
dc.subjectтраєкторія руху
dc.subjectкінематика гранул
dc.subjectциркуляційне ядро
dc.subjectшвидкість
dc.subjectrotating drum
dc.subjectgranular flow
dc.subjectvideo recording
dc.subjectmodeling
dc.subjectparticle trajectory
dc.subjectparticle kinematics
dc.subjectcirculation core
dc.subjectparticle velocity
dc.subject.udc621.928.3:532.135:531.3:004.942:004.932
dc.titleДослідження руху частинок матеріалу в трубних обертових апаратах
dc.title.alternativeInvestigation of particle motion in tubular rotary apparatuses
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
43-50.pdf
Розмір:
1.73 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського». Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження»: збірник наукових праць, № 4 (24)