Mathematical description of the process of bulk material movement in horizontal continuous drums

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The article considers the process of moving a single particle in a bulk medium, which partially fills a horizontally placed rotating drum of continuous action. As the degree of the bulk material filling in the drum (filling segment) at the inlet to the drum is greater than that at the outlet of the drum, an inclined plane of bulk material is formed, through which the particle moves along the longitudinal axis of the drum. The mathematical description of the process of the bulk material particles moving in a horizontal rotating drum is given. It is established that the process of motion of a particle is pulsating. The process is described by the equation of a particle rise along a circle (along the cylinder) together with the filling segment and by the equation of a particle motion along a rupture plane. It is found that during one period of rupture the particle moves along the drum axis along the surface of the rupture plane by the value of the next section, in which the degree of filling will decrease and the origin of coordinates of particle motion will change. Parameters of the rupture plane depend on material properties (dynamic rupture angle), on degree of the drum filling with the material at the inlet and outlet, on the length of the drum. The spatial line of a particle rupture located on the surface of the rupture plane is described mathematically. In the article the formulas describe the trajectories of the bulk material particles movement in the drum and the drawings visually demonstrate these trajectories. Mathematical description of the process and calculations justify the optimal filling of the drum with bulk material. The authors propose the design of the drums to ensure optimal conditions for bulk material treatment. The research was performed within the framework of the scientific school «Innovative developments in the field of logging industry and forestry».

About the authors

Dmitrij Aleksandrovich Il'yushenko

St. Petersburg State Forest Engineering University named after S. M. Kirov

Email: dilium@yandex.ru

Boris Moiseevich Lokshtanov

Military Academy of Communications named after Marshal of the Soviet Union S.M. Budyonny

Email: blokshtanov@mail.ru

Vitaly Vladimirovich Orlov

Military Academy of Communications named after Marshal of the Soviet Union S.M. Budyonny

Email: artictvetal1987@gmail.com

Olga Anatol'evna Kunickaya

Arctic State Agrotechnological University

Email: ola.ola07@mail.ru

Roman Vladimirovich Pelyukhov

Military Academy of Communications named after Marshal of the Soviet Union S.M. Budyonny

Email: cocucka007@rambler.ru

Viktoriya Viktorovna SHvecova

Saint Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering

Email: vikt.schvetzova2012@yandex.ru

References

  1. Григорьев И. В., Зорин М. В., Рудов М. Е. Современные способы укрепления временных лесовозных дорог и трелёвочных волоков // Управление земельными ресурсами, землеустройство, кадастр, геодезия и картография. Проблемы и перспективы развития: Сб. материалов Всерос. научно-практич. конф. с междунар. участием, посвящённой 255-летию Землеустройству Якутии и Году науки и технологий. Якутск, 2021. С. 278—285.
  2. Григорьев И. В., Мануковский А. Ю., Зорин М. В. Энерго-ресурсосберегающие технологии строительства лесных дорог // Эколого-ресурсосберегающие технологии в науке и технике: Материалы Всерос. научно-технич. конф. Воронеж, 2021. С. 54—59.
  3. Моделирование взаимодействия древесных семян с почвой при аэросеве / М. Н. Лысыч, Л. Д. Бухтояров, О. И. Гринько [и др.] // Системы. Методы. Технологии. 2022. № 1 (53). С. 93—98.
  4. Григорьева О. И., Никифорова А. И. Разделение семян по размерам // Дерево.ru. 2015. № 5. С. 60—64.
  5. Григорьева О. И., Никифорова А. И. Транспортировка семян // Дерево.ru. 2015. № 6. С. 58—62.
  6. Improving the quality of sorting wood chips by scanning and machine vision technology / I. Grigorev, A. Shadrin, S. Katkov [et al.] // Journal of Forest Science. 2021. Vol. 67, no. 5. P. 212—218.
  7. Григорьев И. В., Шапиро В. Я., Гулько А. Е. Математическая модель групповой окорки лесоматериалов в окорочных барабанах // Научное обозрение. 2012. № 4. С. 154—171.
  8. Шапиро В. Я., Григорьев И. В., Гулько А. Е. Анализ методов расчёта параметров и обоснование математической модели разрушения коры при групповой окорке древесины // Учёные записки Петрозаводского государственного университета. 2011. № 8 (121). С. 92—96.
  9. Russian sawmill modernization (a case study). Part 2. Improving the efficiency of wood chipping operations / I. Grigorev, A. Shadrin, S. Katkov [et al.] // International Wood Products Journal. 2021. Vol. 12, no. 2. P. 128—134.
  10. Григорьев И. В., Гулько А. Е. Совершенствование технологии механической окорки лесоматериалов. Часть 4. Технологические аспекты расчёта параметров процесса окорки // ЛесПромИнформ. 2012. № 1 (83). С. 108—110.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2022 Il'yushenko D.A., Lokshtanov B.M., Orlov V.V., Kunickaya O.A., Pelyukhov R.V., SHvecova V.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).