Hu Jianjun 1Remington 2Shen Shengqiang 3Guo Qianhui 1Liu Junwei 4Li Zifeng4
(École de génie mécanique et électrique, Henan Université agricole, Zhengzhou 450002, Chine; 2. Académie des sciences du Henan, Zhengzhou 450008, 3. École de l'énergie et de l'énergie, Dalian University of Technology, Dalian 116026, Chine; 4. Laboratoire clé de l'énergie de la biomasse dans la province du Henan, du Henan Zhengzhou 450008)
Résumé: Les cinq types de particules de paille procédé de moulage par compression à froid pour l'étude expérimentale ouvertes, le procédé de moulage par compression est divisée en une lâche, de transition et le passage de quatre étages de compression, l'équation de régression de la pression à différents stades, en utilisant le logiciel Matlab pour calculer les valeurs de consommation d'énergie tout au long du taux de compression pendant le moulage. paille de blé, par exemple, en utilisant la conception de rotation général du second degré, la vitesse de compression est établie, la teneur en humidité des facteurs et deux modèles mathématiques de la consommation d'énergie spécifique, les résultats ont montré que, la vitesse de compression L'effet est supérieur à la teneur en humidité, et les deux sont des effets négatifs.
0 Introduction
Actuellement, la technique de moulage par compression à la maison et à l'étranger est principalement divisée en quatre types de moulage par compression humide, moulage à chaud, moulage par carbonisation et moulage par compression à froid à température ambiante. [1], [2], Équipement de bâti commun, y compris la machine de moulage par extrusion de vis, la machine d'estampage de piston et le moulin de granule de rouleau de pression [3]Soit des techniques de moulage par compression, la compression est d'étudier la consommation d'énergie spécifique sont l'un des indicateurs de performance importants conception des processus de moulage est raisonnable. La consommation d'énergie spécifique se réfère à la production de briquettes par la consommation d'énergie par unité de temps au cours de la période de production de temps le rapport de la masse moulée par compression de la consommation de carburant requise pour le moulage constitué principalement de deux parties: l'énergie pour surmonter l'énergie et les matériaux et le matériau déformable formant la paroi interne de l'élément de friction consommé consommé[4], [5].
formation Type rouleau d'impression de particules machine avec une faible consommation d'énergie, rendement élevé, la capacité d'adaptation des matières premières, etc., qui deviennent la recherche et le développement à chaud, mais la machine de formage des particules de type rouleau de pression de conception sur le marché n'est pas raisonnable, ce qui provoque son spécifique la consommation d'énergie élevée, ce qui a grandement limité l'étendue de l'application industrielle. dans cette étude, en utilisant la machine d'essai universelle faite et un appareil de moulage par compression « ouverte », cinq types de processus de compression à froid en particules « ouvert » ont été paille alignée Test de consommation d'énergie, la vitesse de compression de recherche, la teneur en humidité et d'autres facteurs par rapport à l'impact de la consommation d'énergie, sélectionnez les meilleurs paramètres de moulage par compression, appuyez sur machine de moulage de particules pour la conception industrielle pour fournir une référence.
1 matériel de test et dispositifs
1.1 matériaux de test
matériel d'essai commun banlieue ville de Zhengzhou cinq types de paille (paille de blé, les épis de maïs, les tiges de maïs, paille de riz et de la paille de coton). La matière première est d'abord pulvérisé à l'aide d'un broyeur micro, enlever l'impureté dans la matière première, la matière première est ensuite placé dans un four à moufle , 105 ℃ classification étanche 8H après séchage. lorsque le matériau atteint la température ambiante jusqu'à ce que, d'après les essais effectués avec de l'eau d'essai nécessaire, en faisant varier la teneur en humidité de la matière première sont scellés dans un sac en plastique noir.
1.2 appareil de test
Le matériel d'essai utilisé est un micro-ordinateur commandé appareil électronique d'essai universelle WDW- 50, le test a été évalué pression 50kN, vitesse de traverse de 2 ~ 200mm / min. Pour les caractéristiques de la machine de formation de particules de type à rouleau de pression, conçu un ensemble de « ouvert 'Dispositif de test de moulage par compression de particules (Figure 1) [6]Dont le diamètre intérieur du manchon est de 15 mm, le diamètre interne de la matrice est de 10 mm, le rapport d'aspect de la matrice est de 5,2 et la conicité de la matrice est de 450.
Avant l'essai, le matériau de paille prétraité est prétraité de sorte que la matière première remplisse le manchon, et le programme de machine d'essai universel commence à générer automatiquement la courbe de pression et de déplacement de chaque essai.
2 résultats de test et analyse
2.1 courbe de moulage par compression
A partir des résultats des tests, nous pouvons voir que, bien que les conditions de moulage par compression sont différentes, mais leur courbe de moulage par compression a la même variation (Figure 2).
Comme le montre la figure 2, le processus de compactage à froid des particules de paille est assez compliqué Pour calculer les données spécifiques de consommation d'énergie, la courbe de compression est définie en quatre étapes: phase libre (intervalle o), phase transitoire (intervalle ab) , La phase de compression (intervalle bc) et la phase de transition (intervalle cd) Dans la phase lâche et la phase de transition, le matériau se déforme principalement de manière élastique, et le matériau subit principalement une déformation plastique pendant la phase de compactage.[7].
2.2 Que le calcul de la consommation d'énergie
Dans cette étude, l'aire de la courbe formée par la pression et le déplacement est calculée et la consommation d'énergie spécifique est calculée Le travail effectué par la tige de compression dans le processus de moulage par compression du matériau peut être approché par la formule suivante:
rapport d'énergie étapes de calcul: extraire des données d'essai dans différentes conditions de moulage par compression, la section d'analyse de régression différente moulage par compression respectif, l'équation de régression obtenu pour chaque intervalle de pression, est substitué dans la formule (1), calculée à l'aide du logiciel Matlab la valeur de l'énergie, alors la formule (2), la consommation d'énergie spécifique peut être dérivé. matériel rafle que les cinq types de données de consommation d'énergie dans différentes conditions de moulage par compression indiquées dans le tableau 1.
Comme on peut le voir d'après le tableau 1, bien que la consommation d'énergie spécifique dans le même matériau de tige différentes conditions de moulage par compression varient, mais il y a la même variation, à savoir, lorsque la teneur en humidité de la charge d'alimentation doit, avec l'augmentation du rapport de vitesse de compression Lorsque la vitesse de compression est constante, la consommation d'énergie spécifique diminue avec l'augmentation de la teneur en eau. La consommation énergétique spécifique des différentes matières premières de la paille varie considérablement, la gamme spécifique de consommation d'énergie de la paille étant la plus grande. , le rapport entre les tiges de paille de blé de l'énergie, du maïs et de la paille de coton et moins proche, lorsque l'adaptation au froid décrit les paramètres du procédé de moulage par compression (par exemple, la teneur en humidité du matériau, et de taux de compression) à une certaine plage de variation, de la paille et de rafles de maïs Mauvais sexe, mauvais moulage par compression.
2.3 Ratio du modèle de régression de la consommation d'énergie
essai moulée par compression de cinq types de particules de paille à partir des résultats de l'état froid, la teneur en énergie d'impact de la vitesse de compression et de l'humidité comparative des matériaux est important. Afin d'étudier davantage l'influence de la vitesse de compression et de la consommation de la teneur en humidité comparatif, est de la paille de blé, par exemple, en utilisant conception de régression quadratique de rotation générale, établir la consommation d'énergie spécifique du modèle de régression quadratique de la paille de blé.
2.3.1 Méthodes d'essai
Facteur de codage de niveau de la conception dans le tableau 2.
2.3.2 résultats des tests
la vitesse de compression et de la consommation d'énergie de la teneur en humidité du matériau des résultats comparatifs sont présentés dans le tableau 3.
Le tableau 3, z0, z1, z2 niveau univariée, z1z2, z12, z22 pour le niveau d'interaction de deux facteurs, yi est la variable de réponse.
2.3.3 Calcul du coefficient de régression
2.3.4 test d'équation de régression
Depuis la conception des facteurs adimensionnels ont été confirmées par un processus de codeur linéaire, et chaque fois entre le coefficient de régression binomiale BJ, chaque terme d'interaction entre la moyenne à long terme de coefficient de régression moyenne n'est pas pertinente, et donc les valeurs absolues des coefficients de régression peut être directement taille En comparant l'effet de divers facteurs sur la consommation d'énergie, l'influence de la vitesse de compression dans cette expérience est supérieure à la teneur en humidité, et les deux sont des effets négatifs.
3 Conclusion
les particules de paille ① procédé de moulage par compression à froid peut être librement divisé en phases, la phase de transition, la phase de compression et la transition de phase, la phase de transition et le matériau de phase brute principalement déformée élastiquement, en pressant le matériau principal de la phase matériau de transition de phase déformée plastiquement se produit principalement dans Déformation visqueuse
② Lorsque la teneur en humidité de la même matière première de paille (dans le cadre de cette étude) est constante, l'énergie spécifique décroît avec l'augmentation du taux de compression Lorsque le taux de compression est constant, l'énergie spécifique Également être réduit en conséquence.
③ Parmi les cinq types de paille sélectionnés dans cette expérience, la gamme spécifique de consommation d'énergie de la paille et de l'épi de maïs est la plus importante, ce qui montre que les deux types de matériaux de paille ont une faible capacité d'adaptation.
⑤ La vitesse de compression et la teneur en humidité ont des effets différents sur la consommation d'énergie spécifique du dispositif de moulage par compression «ouvert» L'effet de la vitesse de compression est supérieur à la teneur en humidité et les deux sont des effets négatifs.
Références:
'1' Li Meihua, Yu Guosheng, état de la recherche sur la technologie de transformation de la biomasse 'J', Machinerie de transformation du bois, 2005 (2): 36-40.
'2' Shengkui Chuan.Revue de la recherche sur la technologie de carburant de moulage par compression de la biomasse 'J.' Energy Engineering, 1996 (3): 8-11.
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'6' Hu Jianjun, Retin-chou, il Xiaofeng, la paille de blé et d'autres particules combustibles à froid Moulage par compression Paramètres de test de la J 'Sinica solaire, 2008, 29 (2): 241-245.
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