sibadiНаучный рецензируемый журнал "Вестник СибАДИ"The Russian Automobile and Highway Industry Journal2071-72962658-5626The Siberian State Automobile and Highway University10.26518/2071-7296-2019-3-214-227sibadi-877Research ArticleТРАНСПОРТНОЕ, ГОРНОЕ И СТРОИТЕЛЬНОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕTRANSPORT, MINING AND BUILDING MACHINERY ENGINEERINGОПРЕДЕЛЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ МЕХАНИКИ СМЕШИВАНИЯ ЧАСТИЦ В ПРОЦЕССЕ ПОВТОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА АСФАЛЬТОБЕТОНАMECHANICS OF MIXING OF PARTICLES IN THE PROCESS OF RE-PRODUCTION OF ASPHALT CONCRETE: DEFINITION OF FUNCTIONAL RELATIONShttps://orcid.org/0000-0002-6131-3217ЛюбимыйН. С.LyubimyiN. S.

Любимый Николай Сергеевич – канд. техн. наук, старший преподаватель кафедры ПТиДМ 

Nikolay S. Lyubimyi – Candidate of Technical Sciences, Senior Lecturer, Department of Lifting Machines

nslubim@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0120-6142ЗмитровичА. Д.SmitrovichA. D.

Змитрович Андрей Дмитриевич, магистрант кафедры ПТиДМ

Andrey D. Smitrovich – Postgraduate student, Department of Lifting Machines

89205533395w@mail.comhttps://orcid.org/0000-0003-1801-6767ЧетвериковБ. С.ChetverikovB. S.

Четвериков Борис Сергеевич – канд. техн. наук, доц. кафедры ПТиДМ

Boris S. Chetverikov – Candidate of Technical Sciences, Senior Lecturer, Department of Lifting Machines

await_rescue@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8201-979XШеховцовА. В.ShekhovcovA. V.

Шеховцов Андрей Валерьевич, магистрант кафедры ПТиДМ

Andrey V. Shehovcov – Postgraduate student, Department of Lifting Machines

vip.shehovcov@mail.ruФГБОУ ВО «БГТУ им. В.Г. ШуховаРоссияBelgorod State Technological University named after V.G. ShukhovRussian Federation201904072019163214227Copyright © Любимый Н.С., Змитрович А.Д., Четвериков Б.С., Шеховцов А.В., 20192019Любимый Н.С., Змитрович А.Д., Четвериков Б.С., Шеховцов А.В.Lyubimyi N.S., Smitrovich A.D., Chetverikov B.S., Shekhovcov A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibadi.org/jour/article/view/877Введение

Введение. В дорожном строительстве с целью экономии ресурсов во многих странах мира используется метод повторного применения сырья. Для повторной переработки асфальтобетона используются такие машины, как рециклеры. Долговечность дорожного покрытия напрямую зависит от качества асфальтобетонной смеси. Очень большую роль в получении однородности вещества, получаемого в процессе производства смеси, играет процесс механического перемешивания. Для понимания процесса и влияния на него необходимо изучить основной механизм и методику перемешивания. Целью работы является получение графической зависимости мощности, затрачиваемой на перемешивание и однородность получаемой смеси, выраженной критерием Рейнольдса, которая позволит выбрать оптимальную конструкцию смесительного органа рециклера.

Материалы и методы

Материалы и методы. Для изучения и описания процесса перемешивания асфальтобетонной смеси необходимо прибегнуть к применению основных законов гидродинамики. А для решения уравнений удобно использовать теорию подобия.

Результаты

Результаты. В описании процесса механического перемешивания смеси асфальтобетона в камере рециклера рассмотрена мощность, потребляемая смесителем и необходимая для получения требуемого качества смеси. Выявлено требуемое число оборотов мешалки для приготовления суспензий и эмульсий с учетом обеспечения энергоэффективности процесса смешения.

Обсуждение и заключение

Обсуждение и заключение. В процессе преобразований основных уравнений гидродинамики выявили основные уравнения механического перемешивания среды, в зависимости от используемой мощности, и построили график зависимости мощности затрачиваемой на перемешивание и критерия Рейнольдса для основных геометрических параметров смесительных органов.

Introduction

Introduction. In order to save resources, in many countries of the world the raw materials’ re-use method is used. Machines such as recyclers are used to recycle asphalt concrete. The durability of the road surface depends on the quality of asphalt concrete mix. The process of mechanical mixing plays a very important role in the substance homogeneity obtained during the mixture production. Therefore, it is necessary to study the basic mechanism and method of mixing.

Materials and methods

Materials and methods. The authors used the basic laws of hydrodynamics and solved the equations of the similarity theory.

Results

Results. As a result, the authors considered the power by the mixer and the power that was necessary to obtain the desired quality of the mixture. The paper described the required number of revolutions of the stirrer for the preparation of suspensions and emulsions, taking into account the energy efficiency of the mixing process.

механическое перемешиваниегидродинамикасмесительное оборудованиетеория подобиякритерий мощностиасфальтобетонрециклерmechanical mixingfluid flowmixing equipmenttheory of similaritypower criterionasphalt concreterecyclerReferencesЕлизаров В.В., Елизаров Д.В., Камалиев Т.С. Модель массопереноса в процессах жидкостной экстракции в аппаратах с перемешиванием // Математические методы в технике и технологиях – ММТТ. 2013.№3. С. 42–44.Еlizarov V.V., Еlizarov D.V., Kamaliev T.S. Model’ massoperenosa v processah zhidkostnoj ekstrakcii v apparatah s peremeshivaniem [Mass transfer model in processes of liquid extraction in devices with hashing]. Matematicheskie metody v tekhnike i tekhnologiyah – MMTT. 2013; 3: 42–44 (in Russian).Балагуров И.А., Мизонов В.Е., Berthiaux H., Gatumel C. Влияние пристеночного эффекта на вибрационное смешивание дисперсных материалов // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2015. №2. С. 58–62.Balagurov I.A., Mizonov V.Е., Berthiaux H., Gatumel C. Vliyanie pristenochnogo effekta na vibracionnoe smeshivanie dispersnyh materialov [Influence of the wall effect on the vibrational mixing of dispersed materials]. Vestnik Ivanovskogo gosudarstvennogo energeticheskogo universiteta. 2015; 2: 58–62 (in Russian).Брутян М.А., Голубкин В.Н., Крапивский П.Л. Об уравнении Бернулли для осесимметричных течений вязкой жидкости // Ученые записки ЦАГИ. 1988. Т. 19. № 2. С. 98–100.Brutyan M.A., Golubkin V.N., Krapivskij P.L. Ob uravnenii Bernulli dlya osesimmetrichnyh techenij vyazkoj zhidkosti [About Bernoulli’s equation for axisymmetric currents of viscous liquid]. Uchenye zapiski CAGI. 1988; T. 19. 2: 98–100 (in Russian).Макаров К.А. О физическом смысле числа Рейнольдса и других критериев гидродинамического пособия // Инженерный журнал: наука и инновации. 2014.№ 1 (25). С. 12.Makarov K.A. O fizicheskom smysle chisla Rejnol’dsa i drugih kriteriev gidrodinamicheskogo posobiya [About physical sense of Reynolds number and other criteria of the hydrodynamic grant]. Inzhenernyj zhurnal: nauka i innovacii. 2014; 1 (25): 12 (in Russian).Мирошниченко К.К. Использование геометрического моделирования при проектировании смесителей телескопической конструкции // Наука та прогрес транспорту. 2015. №4(58). С. 190–197.Miroshnichenko K.K. Ispol’zovanie geometricheskogo modelirovaniya pri proektirovanii smesitelej teleskopicheskoj konstrukcii [Use of geometric modeling in the design of mixers telescopic design]. Nauka ta progres transportu. 2015; 4(58):190–197 (in Russian).Титов А.Ю. Конструкционные предпосылки модернизации лопастных смесителей // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2017. №1(63). С. 77–79.Titov A.YU. Konstrukcionnye predposylki modernizacii lopastnyh smesitelej [Structural prerequisites for modernization of paddle mixers]. Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2017; 1(63): 77–79 (in Russian).Несмеянов Н.П., Почупайло Б.И., Дмитриенко В.Г., Бражник Ю.В., Матусов М.Г. Методики расчета рациональных параметров рабочих органов смесителей принудительного действия // Фундаментальные исследования. 2016. №2–3. С. 503–508.Nesmeyanov N.P., Pochupajlo B.I., Dmitrienko V.G., Brazhnik YU.V., Matusov M.G. Metodiki rascheta racional’nyh parametrov rabochih organov smesitelej prinuditel’nogo dejstviya [Methods of rational parameters’ calculation of the mixer working bodies]. Fundamental’nye issledovaniya. 2016; 2–3: 503– 508 (in Russian).Балагуров И.А., Мизонов В.Е., Berthiaux H., Gatumel C. Влияние пристеночного эффекта на вибрационное смешивание дисперсных материалов // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2015. №2. С. 58–62.Balagurov I.A., Mizonov V.Е., Berthiaux H., Gatumel C. Vliyanie pristenochnogo effekta na vibracionnoe smeshivanie dispersnyh materialov [Influence of the wall effect on the dispersed materials’ vibrational mixing]. Vestnik Ivanovskogo gosudarstvennogo energeticheskogo universiteta. 2015; 2: 58–62 (in Russian).Romanovich, A.A., Romanovich, M.A., Belov, A.I., Chekhovskoy, E.I. Energy-saving technology of obtaining composite binders using technogenic wastes // Journal of Physics: Conference Series. 2018. v. 145, pp. 576–581.Romanovich A.A., Romanovich M.A., Belov, A.I., Chekhovskoy E.I. Energy-saving technology of obtaining composite binders using technogenic wastes. Journal of Physics: Conference Series. 2018; 145: 576–581.Юдин К.А. Харин Н.П. Проектирование смесителя с двунаправленным вращательным воздействием на материал // Автоматизированное проектирование в машиностроении. 2016. №4. С. 66–67.Yudin K.A. Harin N.P. Proektirovanie smesitelya s dvunapravlennym vrashchatel’nym vozdejstviem na material [Design of the mixer with bi-directional rotational effect on the material]. Avtomatizirovannoe proektirovanie v mashinostroenii. 2016; 4: 66–67 (in Russian).Герасимов М.Д., Воробьёв М.Д., Герасимов Д.М. Математическая модель двухступенчатого вибрационного механизма // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2017. № 2. С. 195–201.Gerasimov M.D., Vorob”yov M.D., Gerasimov D.M. Matematicheskaya model’ dvuhstupenchatogo vibracionnogo mekhanizma [Mathematical model of two-stage vibration mechanism]. Vestnik BGTU im. V.G. SHuhova. 2017; 2: 195–201 (in Russian).Демиденко Н.Д., Кулагин В.А., Шокин Ю.И., Ли Ф.-Ч. Тепломассообмен и суперкавитация: монография. Новосибирск: Изд-во «Наука». 2015. С.436.Demidenko N.D., Kulagin V.A., SHokin YU.I., Li F.-CH. Teplomassoobmen i superkavitaciya. Monografiya [Heat and mass transfer and supercavitation. Monograph]. Novosibirsk: Izd-vo «Nauka». 2015: 436 (in Russian).Парамонова М.С. Общие методы моделирования процессов смешения сыпучих материалов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. № 12. С. 582–584.Paramonova M.S. Obshchie metody modelirovaniya processov smesheniya sypuchih materialov [General methods of modeling the processes of the bulk materials]. Izvestiya Tul’skogo gosudarstvennogo universiteta. Tekhnicheskie nauki. 2018; 12: 582–584 (in Russian).Коновалов В.В., Сарафанкина Е.И., Фомина М.В. К вопросу моделирования конструкции смесителя периодического действия // Научно-методический электронный журнал концепт. 2016. №Т.11. 3721–3725.Konovalov V.V., Sarafankina Е.I., Fomina M.V. K voprosu modelirovaniya konstrukcii smesitelya periodicheskogo dejstviya [To the question of modeling the design of the mixer periodic action]. Nauchno-metodicheskij elektronnyj zhurnal koncept. 2016; T.11: 3721– 3725 (in Russian).Ворожцов О.В. Гомогенизация вязких жидкостей в резервуарах-отстойниках под воздействием затопленной полуограниченной струи, истекающей из плоского отверстия // Вестник Псковского государственного университета. Серия: Экономические технические науки. 2014. № 5. С. 135–141.Vorozhcov O.V. Gomogenizaciya vyazkih zhidkostej v rezervuarah — otstojnikah pod vozdejstviem zatoplennoj poluogranichennoj strui, istekayushchej iz ploskogo otverstiya [Homogenization of viscous liquids in tanks – settlers under the influence of the flooded semilimited stream expiring from a flat opening]. Vestnik Pskovskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Ekonomicheskiei tekhnicheskie nauki. 2014; 5: 135–141 (in Russian).

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