vdgtuВестник Дагестанского государственного технического университета. Технические наукиHerald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences2073-61852542-095XDaghestan State Technical University10.21822/2073-6185-2023-50-1-152-160vdgtu-1227Research ArticleИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИINFORMATION TECHNOLOGY AND TELECOMMUNICATIONSВиртуальный испытательный стенд для компьютерного проектирования барабанных сушилок по кинетическим закономерностям процесса сушкиVirtual test bench for computer-aided design of drum dryers based on kinetic laws of the drying processТкачВ. В.TkachV. V.

Ткач Владимир Владимирович, кандидат технических наук, доцент кафедры общепрофессиональных дисциплин 

394064, г. Воронеж, ул. Старых Большевиков, 54а

Vladimir V. Tkach, Cand. Sci. (Eng.), Assoc. Prof., Department of general professional disciplines

54a, Stary Bolsheviks Str., Voronezh 394064

tkachbalian@yandex.ruШевцовА. А.ShevtsovA. A.

Шевцов Александр Анатольевич, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры общепрофессиональных дисциплин

 394064, г. Воронеж, ул. Старых Большевиков, 54а

Alexander A. Shevtsov, Dr. Sci. (Eng.), Prof., Prof, Department of general professional disciplines

54a, Stary Bolsheviks Str., Voronezh 394064

shevalol@rambler.ruВоенный учебно–научный центр Военно–воздушных сил «Военно–воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина»РоссияMilitary Training and Research Center Air force «The Air Force Academy named after professor N.E. Zhukovsky and Y. A. Gagarin»Russian Federation202311052023501152160Copyright © Ткач В.В., Шевцов А.А., 20232023Ткач В.В., Шевцов А.А.Tkach V.V., Shevtsov A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.dgtu.ru/jour/article/view/1227Цель

Цель. Целью исследования является создание виртуального испытательного стенда, сосотящего из оптимальных конструктивных параметров, обеспечивающих максимальное приближение реального процесса сушки к экспериментальным данным.

Метод

Метод. Применены методы моделирования, формализованного описания, оптимального проектирования и управления технологическими процессами и производствами.

Результат

Результат. Разработан виртуальный испытательный стенд, позволяющий в режиме реального времени определять конструктивные параметры сушилок барабанного типа в зависимости от кинетических закономерностей процесса сушки различных зерновых культур. В качестве объекта исследования использована конструкция двухсекционной барабанной сушилки, каждая секция которой снабжена профильной канальной насадкой, обеспечивающей поперечную подачу сушильного агента через пересыпающийся подвижный слой высушиваемого дисперсного продукта. Приведен алгоритм расчета процесса сушки, позволяющий определять поля температур и влагосодержаний зерна в широком диапазоне режимных параметров. С применением САПР выполнена компьютерная модель данной установки с возможностью автономного вращения и перемещения барабанов относительно друг друга. Составлена схема синхронизированной работы подвижных элементов установки в условиях оперативной перенастройки ее конструкции в соответствии с изменениями кинетических кривых.

Вывод

Вывод. Виртуальный испытательный стенд достаточно адекватно и с высокой точностью позволяет моделировать процесс сушки материалов в барабанной сушилке; позволяет апробировать работу барабанной сушилки на стадии разработки, провести эксперименты с максимально высокой точностью, подобрать оптимальные режимы сушки для различных материалов при минимальных энергозатратах.

The aim of the study is to create a virtual test bench, consisting of optimal design parameters that provide the maximum approximation of the real drying process to the experimental data.

Method

Method. Methods of modeling, formalized description, optimal design and management of technological processes and productions are applied.

 Result

 Result. A virtual test bench has been developed that allows real-time determination of the design parameters of drum-type dryers depending on the kinetic patterns of the drying process of various grain crops. As an object of study, the design of a two-section drum dryer was used, each section of which is equipped with a profile channel nozzle that provides a transverse supply of the drying agent through the pouring movable layer of the dispersed product to be dried. An algorithm for calculating the drying process is presented, which makes it possible to determine the fields of temperature and moisture content of grain in a wide range of regime parameters. With the use of CAD, a computer model of this installation was made with the possibility of autonomous rotation and movement of the drums relative to each other. A diagram of the synchronized operation of the moving elements of the installation under conditions of operational reconfiguration of its design in accordance with changes in the kinetic curves has been drawn up.

Conclusion

Conclusion. The presented virtual test stand adequately and with high accuracy allows simulating the process of drying materials in a drum dryer; allows you to test the operation of a drum dryer at the development stage, conduct experiments with the highest possible accuracy, select the optimal drying modes for various materials with minimal energy consumption.

испытательный стендкомпьютерное моделированиебарабанная сушилкатеплоносительсушкаtest benchcomputer simulationdrum dryerheat carrierdryingReferencesНоренков И.П. Автоматизированное проектирование: учеб. пособие / И.П. Норенков. – Москва, 2000 – 188 с.Norenkov I.P. Computer-aided design: textbook. Manual.Moscow, 2000; 188 [In Russ]. 2. Nesterenko E. S. Fundamentals of computer-aided design systems [Electronic resource]: electron. Lecture notes / E. S. Nesterenko; Ministry of Education and Science of Russia, Samara State Aerospace University named after S. P. Korolev (National Research un – t) Electron. text and graph. dan. (0.31 MB). – Samara, 2013.Нестеренко Е.С. Основы систем автоматизированного проектирования [Электронный ресурс]: электрон. конспект лекций /Е. С Нестеренко; Минобрнауки России, Самар. гос. аэрокосм. ун – т им. С.П. Королева (нац. исслед. ун – т) Электрон. текстовые и граф. дан. (0,31 Мбайт). – Самара, 2013.Kondakov A.I. CAD of technological processes: textbook for students. higher. studies. institutions / A.I. Kondakov. M. : Publishing center "Academy", 2007; 272. [In Russ].Кондаков А.И. САПР технологических процессов: учебник для студ. высш. учеб. заведений / А.И. Кондаков. – М. : Издательский центр «Академия», 2007. – 272 с.Lee K. CAD basics (CAD, CAM, CAE). St. Petersburg: Peter, 2004; 560[In Russ].Ли К. Основы САПР (CAD, CAM, CAE). – СПб.: Питер, 2004. – 560 с.: ил.Zuev S.A. CAD based on AutoCAD – how it is done. St. Petersburg: BHV. Petersburg, 2004; 1168 [In Russ].Зуев С.А. САПР на базе AutoCAD – как это делается. – СПб.: БХВ – Петербург, 2004. – 1168 с.: ил.Teplyashin V.N. Technologies and equipment for drying vegetable raw materials[Electronic re-source]: textbook. manual / V.N. Teplyashina, L.I. Chentsova, V.N. Nevzorov; Krasnoyar. state agrarian. un – t. Krasnoyarsk, 2019; 173 [In Russ].Тепляшин В.Н. Технологии и оборудование для сушки растительного сырья [Электронный ресурс]: учеб. пособие / В.Н. Тепляшин, Л.И. Ченцова, В.Н. Невзоров; Краснояр. гос. аграр. ун–т. – Красноярск, 2019 – 173 с.Ginzburg A.S. Calculation and design of drying plants of the food industry. M.: Agropromiz-dat, 1985; 336 [In Russ].Гинзбург А.С. Расчет и проектирование сушильных установок пищевой промышленности. – М.: Агропромиздат, 1985. – 336 с.Shevtsov A.A. Reserves of energy efficiency of convective drying of dispersed materials in variable modes [Text] / A. A. Shevtsov, A.V. Drannikov, V.V. Tkach, N.A. Serdyukova. Bulletin of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2017; 2: 91-99[In Russ].Шевцов А.А. Резервы энергоэффективности конвективной сушки дисперсных материалов при переменных режимах [Текст] / А. А. Шевцов, А.В. Дранников, В.В. Ткач, Н.А. Сердюкова / Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. – 2017. – № 2. – С. 91 – 99.Ostrikov A. N. Energy-saving technologies and equipment for drying food raw materials [Text] / A. N. Ostrikov, I. T. Kretov, A. A. Shevtsov, V. E. Dobromirov. Voro-nezh. gos. technol. acad. Voronezh, 1998; 344 p.Остриков А. Н. Энергосберегающие технологии и оборудование для сушки пищевого сырья [Текст] / А. Н. Остриков, И. Т. Кретов, А. А. Шевцов, В. Е. Добромиров / Воронеж. гос. технол. акад. Воронеж, 1998. – 344 с.Ostrikov A.N. Optimization of the drying process of grain crops in a drum dryer with a heat pump [Text]. A.N. Ostrikov, A.A. Shevtsov, V.V. Tkach, N.A. Serdyukova. Izvestiya vuzov. Food technology. 2018;1:. 74-78 [In Russ].Остриков А.Н. Оптимизация процесса сушки зерновых культур в барабанной сушилке с тепловым насосом [Текст] / А.Н. Остриков, А.А. Шевцов, В.В. Ткач, Н.А. Сердюкова / Известия вузов. Пищевая технология. – 2018. – № 1. – С. 74 – 78.Machines and devices of food production. In 2 book. Book 1: [Text]: tb. for University / S. Т. Antipov, II. Т. Kretov, А. I. Ostrikov ; Edited by. RASCHN V.А. Panfilov. М.: High school., 2001; 703 [In Russ].Машины и аппараты пищевых производств. В 2 кн. Кн. 2: [Текст]: учеб. для вузов / С. Т. Антипов, И. Т. Кретов, А. И. Остриков и др.; Под ред. акад. РАСХН В.А. Панфилова. – М.: Высш. шк., 2001. – 703 с.Lykov A.V. Theory of drying. M.: Energiya 1968; 471 [In Russ].Лыков А.В. Теория сушки. – М.: Энергия 1968. – 471 c.Kirstie Plantenberg. A Hands – On Introduction to SolidWorks. SDC Publications, 2023; 600 .Kirstie Plantenberg. A Hands – On Introduction to SolidWorks. SDC Publications, 2023, p. 600.Basic elements SolidWorks. TRAINING. Dassault Systems SolidWorks Corporation, Dassault Systems S.A; 1995 – 2009; 550.Основные элементы SolidWorks. TRAINING. Dassault Systems SolidWorks Corporation, Dassault Systems S.A; 1995 – 2009, p. 550.Bolshakov V. P. 3D modeling in AutoCAD; Compass – 3D; SolidWorks; Invertor; T – Flex: [Text] / V.P. Bolshakov, A.L. Bochkov, A.A. Sergeev. Training course(+ DVD). – St. Petersburg: Peter, 2011; 336 [In Russ].Большаков В. П. 3D – моделирование в AutoCAD; Компас – 3D; SolidWorks; Invertor; T – Flex: [Текст] / В.П. Большаков, А.Л. Бочков, А.А. Сергеев / Учебный курс(+DVD). – СПб.: Питер, 2011. – 336 с.: ил.Alyamovsky A.A. SolidWorks 2007/2008. Computer modeling in engineering practice [text] / a.A. Alyamovsky, A.A. Sobachkin, E.V. Odintsov, A.And. Haritonovich, N.B. Ponomarev. - SPB.: BHV-Petersburg. 2008; 1040 + DVD.Алямовский А.А. SolidWorks 2007/2008. Компьютерное моделирование в инженерной практике [Текст] / А.А. Алямовский, А.А. Собачкин, Е.В. Одинцов, А.И. Харитонович, Н.Б. Пономарев. – СПб.: БХВ – Петербург. 2008. – 1040 с.: ил. + DVD.Travis J. Labview for everyone [Text] / Jeffrey Travis: Translated from English by Klushin N.A. – M.: DMK Press; Instrument Kit, 2005; 544.Тревис Дж. LabVIEV для всех [Текст] / Джеффри Тревис: Пер. с англ. Клушин Н.А. – М.: ДМК Пресс; ПриборКомплект, 2005. – 544 с.: ил.Vinogradova N.A. Development of applied software in the LabVIEV environment: textbook. the manual / N.A. Vinogradova, Ya.I. Listratov, E.V. Sviridov. M.: Publishing House of MEI, 2009;47. [In Russ].Виноградова Н.А. Разработка прикладного программного обеспечения в среде LabVIEV: учеб. пособие / Н.А. Виноградова, Я.И. Листратов, Е.В. Свиридов.– М.: Издательство МЭИ, 2009. – 47 с.Blum P. LabVIEV: programming style [Text] / Peter Blum: Translated from English. ed. Mikheeva P. – M.: DMK Press, 2008; 400.Блюм П. LabVIEV: стиль программирования [Текст] / Питер Блюм: Пер. с англ. под ред. Михеева П. – М.: ДМК Пресс, 2008. – 400 с.: ил.Vasiliev A.S. Fundamentals of programming in the LabVIEW environment: textbook. manual / A.S. Vasiliev, O.Y. Loshmanov. St. Petersburg: ITMO University, 2015; 82 [In Russ].Васильев А.С. Основы программирования в среде LabVIEW: учеб. пособие / А.С. Васильев, О.Ю. Лошманов. – СПб: Университет ИТМО, 2015 – 82 с.Васильев А.С. Основы программирования в среде LabVIEW: учеб. пособие / А.С. Васильев, О.Ю. Лошманов. – СПб: Университет ИТМО, 2015 – 82 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.