Hu Jianjun 1Remington 2Shen Shengqiang 3Guo Qianhui 1Liu Junwei 4Li Zifeng4
(Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Universidad de Agricultura de Henan, Zhengzhou 450002, China; 2. Academia de Henan de Ciencias, Zhengzhou 450008; 3. Escuela de Energía y Potencia de la Universidad de Tecnología de Dalian, Dalian 116026, China; 4. clave de laboratorio de energía de biomasa en la provincia de Henan, Henan Zhengzhou 450008)
Resumen: Los cinco tipos de partículas de paja proceso de moldeo por compresión en frío para el estudio Experimental abiertas, el proceso de moldeo por compresión se divide en una suelto, de transición, y el paso de cuatro etapas de compresión, la ecuación de regresión de la presión en las diferentes etapas, utilizando el software Matlab para calcular valores de consumo de energía durante la relación de compresión durante el moldeo. paja de trigo, por ejemplo, utilizando el diseño rotación general cuadrática, se establece la velocidad de compresión, el contenido de humedad de los factores materiales y dos modelos matemáticos del consumo específico de energía, los resultados mostraron que, la velocidad de compresión el impacto es mayor que el contenido de humedad, y ambos son efectos negativos.
0 Introducción
En la actualidad, el proceso de moldeo paja técnicas de moldeo interna y la compresión se divide en temperatura constante y moldeo por transferencia de humedad, moldeo por compresión, carbonización, y formando cuatro tipos de moldeo por compresión en frío, piezas de fundición se divide en compresión 'cerrado' y 'abierto' dos tipos de compresión [1], [2], Equipo de moldeo común, que incluye la máquina de moldeo por extrusión de tornillo, la máquina de estampado de pistón y la fábrica de pellets de rodillo de presión [3]Cualquiera de las técnicas de moldeo por compresión, la compresión es investigar el consumo específico de energía son una de las de diseño importante indicadores de rendimiento de proceso de moldeo es razonable. El consumo específico de energía se refiere a la producción de briquetas por el consumo de energía unidad de tiempo durante el período de tiempo de producción la relación de la masa moldeada por compresión del consumo de combustible requerida para el moldeo compuesta principalmente por dos partes: la energía para superar la energía y materiales y material deformable que forma la pared interior del elemento de fricción consumida consume[4], [5].
Granulador de rodillo de presión con bajo consumo de energía, alto rendimiento, fuerte adaptabilidad de las materias primas, etc., que se convirtió en la investigación y el desarrollo de puntos calientes actuales. Pero el diseño del granulador de rodillo de presión del mercado no es razonable, lo que resulta en su proporción Alto consumo de energía, restringido en gran medida el grado de su aplicación industrial.Por lo tanto, este estudio utiliza la máquina de prueba universal y el dispositivo de moldeo por compresión "abierto" hecho a sí mismo, los cinco tipos de partículas de paja 'abierto' proceso de compresión en frío que Prueba de consumo de energía, velocidad de compresión de investigación, contenido de humedad y otros factores en comparación con el impacto del consumo de energía, seleccione los mejores parámetros de moldeo por compresión, máquina de moldeo de partículas de rodillo de presión para el diseño industrial para proporcionar una referencia.
1 materiales y dispositivos de prueba
1.1 materiales de prueba
material de prueba común Zhengzhou City suburbio cinco tipos de paja (paja de trigo, mazorcas de maíz, tallos de maíz, paja de arroz y paja de algodón). La materia prima se pulveriza primero usando un molino de micro, eliminar la impureza en la materia prima, la materia prima se coloca entonces en un horno de mufla , 105 ℃ clasificación sellado 8H después se seca. cuando el material alcanza la temperatura ambiente hasta que, de acuerdo con pruebas llevadas a cabo con agua de ensayo necesario, variando el contenido de humedad de la materia prima se sellan en una bolsa de plástico negro.
1.2 dispositivo de prueba
El equipo de ensayo utilizado es un microordenador controlado de presión electrónico máquina universal de ensayos WDW- 50, fue calificado como el ensayo de 50 kN, velocidad de cruceta de 2 ~ 200 mm / min. Por las características de la máquina de conformación de tipo rodillo de presión de partículas, diseñó un conjunto de 'abierto 'Dispositivo de prueba de moldeo por compresión de partículas (Figura 1) [6], De los cuales el diámetro interior del manguito es de 15 mm, el diámetro interior del troquel es de 10 mm, la relación de aspecto del troquel es de 5,2 y el estrechamiento del troquel es de 450.
Antes de la prueba, el material de paja pretratado se trata previamente para que la materia prima llene la manga, y se inicia el programa de la máquina de prueba universal para generar automáticamente la curva de presión y desplazamiento de cada prueba.
2 resultados de prueba y análisis
2.1 curva de moldeo por compresión
De los resultados de la prueba podemos ver que, aunque las condiciones de moldeo por compresión son diferentes, pero su curva de compresión tiene la misma variación (Figura 2).
Como se puede ver en la figura 2, el proceso de compactación en frío de partículas de paja es bastante complicado. Para calcular los datos de consumo de energía específicos, la curva característica de compresión se define como cuatro etapas, es decir, fase suelta (un intervalo), fase de transición (intervalo ab) , La fase de compresión (intervalo bc) y la fase de transición (intervalo cd). En la fase suelta y la fase de transición, el material se deforma principalmente elásticamente, y el material experimenta principalmente deformación plástica durante la fase de compactación.[7].
2.2 Que el cálculo del consumo de energía
En este estudio, se calcula el área de la curva formada por presión y desplazamiento y se calcula el consumo específico de energía. El trabajo realizado por la barra de compresión en el proceso de moldeo por compresión de material se puede aproximar mediante la siguiente fórmula:
pasos de cálculo de relación de energía: la extracción de los datos de prueba en diferentes condiciones de moldeo por compresión, el moldeo por compresión respectiva diferente sección de análisis de regresión, la ecuación de regresión obtenida para cada intervalo de presión, está sustituido en la fórmula (1), calculado utilizando el software Matlab Se pueden obtener valores de consumo de energía, y luego a través de la fórmula (2), que el consumo de energía. 5 tipos de materias primas de paja en diferentes condiciones de moldeo por compresión que los datos de consumo de energía en la Tabla 1.
Como se puede ver en la Tabla 1, aunque el consumo específico de energía de las mismas materias primas de paja en diferentes condiciones de moldeo por compresión es diferente, pero hay los mismos cambios, es decir, cuando el contenido de humedad del material es constante, con la tasa de compresión aumenta, la relación El consumo de energía disminuye gradualmente. Cuando la velocidad de compresión es constante, el consumo de energía específico disminuye con el aumento del contenido de agua. El consumo de energía específico de las diferentes materias primas de paja varía mucho, y el rango de consumo de energía específico es el más grande, , la relación de la paja de trigo energía, rastrojo de maíz y paja de algodón y menos cerca, cuando adaptación al frío describe los parámetros del proceso de moldeo por compresión (por ejemplo, el contenido de humedad del material, y de tipo de compresión) en un cierto rango de variación, paja y mazorca de maíz Mal sexo, pobre moldeo por compresión.
2.3 Relación del modelo de regresión del consumo de energía
Moldeada por compresión prueba cinco tipos de partículas de paja de los resultados estado frío, el contenido de energía de impacto velocidad de compresión y la humedad comparativo de materiales es grande. Con el fin de estudiar más a fondo la influencia de la velocidad de compresión y el consumo de contenido de humedad comparativo, es paja de trigo, por ejemplo, usando Diseño de combinación de rotación general de regresión cuadrática, establecimiento del modelo de regresión cuadrática del consumo de energía específico de la paja de trigo.
2.3.1 Métodos de prueba
La Tabla 2 muestra los niveles de factores en el diseño experimental.
2.3.2 resultados de la prueba
La velocidad de compresión y el contenido de humedad del material en comparación con los resultados del consumo de energía en la Tabla 3.
Tabla 3, z0, z1, z2 para el nivel de factor único, z1z2, z12, z22 para el nivel de interacción de dos factores, yi para la variable de respuesta.
2.3.3 Cálculo del coeficiente de regresión
2.3.4 prueba de ecuación de regresión
Dado que el diseño de los factores adimensionales se confirmaron mediante un proceso codificador lineal, y cada vez entre el coeficiente de regresión binomial BJ, cada término de interacción entre la media promedio de coeficiente de regresión plazo no es relevante, y por lo tanto los valores absolutos de los coeficientes de regresión puede ser directamente tamaño comparar los efectos de varios factores de contraste de energía. afecta a esta velocidad de compresión de prueba es mayor que el contenido de humedad, y ambos son efectos negativos.
3 Conclusión
partículas de paja ① proceso de moldeo por compresión en frío se puede dividir vagamente en etapas, la fase de transición, la fase de compresión y la transición de fase, la fase de transición y el material de fase mayor principalmente deforma elásticamente, presionando el material de fase principal deformada plásticamente material de transición de fase se produce principalmente en Deformación viscosa.
② Cuando el contenido de humedad de la misma materia prima de paja (dentro del alcance de este estudio) es constante, la energía específica disminuye con el aumento de la tasa de compresión. Cuando la tasa de compresión es constante, la energía específica También se reducirá en consecuencia.
③ Entre los cinco tipos de materias primas de paja seleccionadas en este experimento, el rango específico de consumo de energía de mazorcas de paja y maíz es el más grande, lo que muestra que los dos tipos de materias primas de paja tienen poca adaptabilidad para procesar parámetros y un pobre moldeo por compresión.
⑤ La velocidad de compresión y el contenido de humedad tienen diferentes efectos sobre el consumo específico de energía del dispositivo de moldeo por compresión "abierto". El efecto de la velocidad de compresión es mayor que el contenido de humedad, y ambos son efectos negativos.
Referencias
'1' Li Meihua, Yu Guosheng. Estado de la investigación de la tecnología de formación de combustible de biomasa 'J'. Woodworking Machinery, 2005 (2): 36-40.
'2' Shengkui Chuan. Revisión de la investigación sobre la tecnología del combustible para el moldeo por compresión de biomasa 'J'. Energy Engineering, 1996 (3): 8-11.
'3' Ma Yanhua. Estudio experimental sobre la ley básica de la compresión directa de material de hierba fresca 'D'. Hohhot: Universidad Agrícola de Mongolia Interior, 2004.
'4'REECE F N.Requerimientos de potencia para formar obleas en un proceso de troquelado cerrado' J '. Transacciones de la Sociedad Americana de Ingenieros Agrícolas, 1967, 10 (2): 150-151.
'5'MOHSENIN N, ZASKEASKE J. Relajación del estrés y requerimientos de energía en la compasión de materiales no consolidados' J '. J Agric. Engng. Res, 1976, 21 (1): 193-205.
'6' Hu Jianjun, Retin-chou, Él Xiaofeng, paja de trigo y otros combustibles de partículas de compresión Parámetros de prueba de moldeo en frío 'J' Sínica solar, 2008, 29 (2): 241-245.
'7' Hu Jianjun. Estudio experimental y simulación numérica del moldeo por compresión en frío del combustible de pellets de paja 'D'. Dalian: Dalian University of Technology, 2008.
'8'BUTLER J L. Comparaciones de energía en el procesamiento de Bermuda costera y alfalfa' J '. Transacciones de la Sociedad Americana de Ingenieros Agrícolas, 1985, 8 (2): 175-176.
