Современные склады для приема сыпучих грузов представляют собой достаточно сложную систему взаимодействия транспорта, приемных устройств и непосредственно субъекта хранилища (напольного, стеллажного, контейнерного, силосов и бункеров). Динамический характер взаимодействия перечисленных элементов складской системы хранения сырья требует детального разложения на составляющие факторы, влияющие на систематизированную и бесперебойную работу данного объекта.
Оценка эффективности функционирования складов сыпучих грузов должна осуществляться по обобщенному критерию, включающему в себя три группы взаимосвязанных факторов: экономических, технологических и эколого-эпидемиологических (рис.4.1). В этой системе все изложенные факторы могут быть удовлетворены путем выбора и рационального сочетания наиболее эффективных конструктивных и объемно-планировочных решений складов, технологических комплексов и средств механизации, соответствующих оптимальной производительности и заданным условиям эксплуатации. Из представленной структуры факторов очевидна сложность и неоднозначность сравнительной оценки эффективности складов по обобщенному критерию, поскольку из большого числа факторов часть имеет качественную природу и трудно поддается количественной оценке.
Параметрическая модель функционирования приемного устройства с элементами технических систем складирования, хранения и подачи в основное производство создана с учетом вышеприведенных факторов и включает в себя три основных этапа (рис. 4.2).
Рис.4.2. Схема параметрической модели функционирования систем приема, складирования, хранения и выпуска сыпучих грузов в производство: А — автотранспорт; Ж/Д — железнодорожный подвижной состав; ПУ — приемное устройство; Х — хранилища; В — процесс выпуска из хранилищ; Д — процесс дозирования при выпуске из хранилищ; С — процесс смешивания; ПП — производственный процесс
Технологическое решение первого этапа заключается в использовании приемного устройства (ПУ), способного осуществлять взаимосвязанный прием грузов с автомобильного (А) и железнодорожного (Ж/Д) транспорта, а также полную и бесперебойную выгрузку из транспортных средств трудносыпучих грузов. Второй этап содержит систему взаимовлияния процессов загрузки, хранения и выпуска грузов, в том числе их дозирование. Третий этап, производственный процесс, попадая под общее деление, не рассматривается детально, а является выходящим параметром из второго этапа.
На первом этапе разработанной параметрической модели функции входных и выходных параметров (см. рис.4.2) представлены следующими обозначениями:
— вектор-функция возмущения внешней среды Хпп, влияющая на работу приемного устройства со стороны разноименного подвижного состава, характеризующая состояние грузопотока и свойства принимаемых грузов:
X пп = Г {Х1, Х 2, Х 3, Х 4, Х 5, Х 6, Х 7, Х 8, Х 9 }, (4.1)
где Х1 — среднесуточное поступление подвижного состава;
Х2 — вместимость подвижного состава;
Х3 — параметры разгрузочных люков подвижного состава;
Х4 — пропускная способность разгрузочных люков;
Х5 — номенклатура сыпучих грузов;
Х6, Х7, Х8, Х9 — физико-механические и химико-биологические свойства грузов (целостность частиц, влажность, сегрегация);
— вектор-функция влияния работы приемного устройства Упп, характеризующая параметры приемного устройства с учетом его мобильности:
Упп = У {У 1, У 2, У 3, У 4, У 5, У 6 }, (42)
где У1 — производительность отгрузки сыпучих грузов;
У2 — затраты на средства механизации приемного устройства;
У3 — фронт одновременной разгрузки подвижного состава;
У4 — затраты живого труда при настроечных операциях;
У5 — мобильность приемного устройства;
У6 — вместимость приемного бункера;
— вектор-функция выходных параметров приемного устройства
^пп:
2 пп = г {г1, г 2, г 3,2 4}, (43)
где 71 — пропускная способность транспортирующего органа;
72 — энергозатраты на выгрузку и подачу грузов в зону хранения;
73 — затраты живого труда на поддерживание стабильности истечения.
Рис.4.1. Система факторов эффективности функционирования транспортно-складских комплексов
Сумма величин векторов модели первого этапа функционирования приемного устройства будет иметь вид:
2 м, = ф {х, у, г). (4.4)
Для второго этапа вектор-функция выходных параметров приемного устройства 2Пп является входящей, но преобразовывается в связи с условиями загрузки в емкости и приобретает вид вектора-функции возмущения внешней среды 1ПП, влияющей на хранение сыпучих грузов, со стороны подающего транспортирующего устройства, характеризующего состояние грузопотока и свойства принимаемых грузов.
В свою очередь для второго этапа каждый вектор функции можно разложить на более детальные элементы, такие как фактор возмущения внешней и внутренней среды рассматриваемого параметра.
Рассмотрим определенный объект из второго этапа — бункерное хранилище. Процесс функционирования бункерного хранилища сыпучих грузов в упрощенном виде включает в себя три взаимосвязанных функциональных блока: загрузка бункера сыпучим грузом (ПЗ), хранение его (ПХ), выпуск продукта (ПВ). В параметрической модели бункера (силоса) функции состояния внешних и внутренних воздействий представлены следующими обозначениями (рис. 4.3):
Хпз — вектор-функция, характеризующая условия загрузки (характеристики средств загрузки);
Упз — вектор-функция влияния параметров загрузки на процесс хранения и выпуска продукта;
Хпх — вектор-функция влияния окружающей среды и параметров емкости на процесс хранения;
Упх — вектор-функция влияния параметров хранения на процесс выпуска (характеристики хранения, изменение свойств груза);
Хпв — вектор-функция, характеризующая параметры бункера и свойства груза;
Упв — вектор-функция влияния параметров выпуска на результат работы бункера.
Вектор-функция возмущения процесса загрузки может быть представлена в виде функционала:
Хпз = Х{х1з > х2з > х3з > х4з > х5з > х6з > х7з > х8з > х9з К (4.5)
где х1з — высота падения материала;
х2з — производительность загрузочных устройств;
х3з — способ загрузки; х4з — влажность груза;
Рис. 4.3.
Параметрическа я модель функционирования бункера х5з — объемная плотность;
х6з — угол естественного откоса;
х7з — степень размола;
х8з — коэффициент уплотнения;
х9з — скорость витания.
Вектор-функция возмущения параметров окружающей среды, параметров емкости и свойств сыпучего груза, влияющая на процесс хранения:
(4.6)
где х1х — качественные параметры емкости; х2х — количественные параметры емкости;
х3х — свойства внутренней поверхности емкости (распределение коэффициента трения по высоте емкости); х4х — температурный режим; х5х — влажность окружающей среды; х6х — влияние вибрации;
х7х — физико-механические свойства (гранулометрический состав, влажность, коэффициент уплотнения); х8х — способ загрузки; х9х — время хранения.
Вектор-функция возмущения процесса выпуска может быть представлена в виде функционала:
Хпв _ Х{х1в,х2в,х3в,х4в,х5в,х6в,х7в,х8в,х9в,х10в,х11в,х12в(47)
где х1в — показатель конфигурации емкости;
х2в — показатель конфигурации выпускной воронки; х3в — параметры конфигурации выпускного отверстия; х4в — место расположения выпускного отверстия; х5в — угол наклона стенок выпускной воронки; х6в — соотношение площадей выпускного отверстия и емкости; х7в — высота хранилища; х8в — показатель угла обрушения груза; х9в — коэффициент внутреннего трения груза; х10в — показатель коэффициента уплотнения груза; х11в — показатель начального сопротивления сдвигу груза; х12в — коэффициент неоднородности фракционного состава груза. В каждой модели соответствующего этапа функционирования складских систем для переработки сыпучих грузов имеются параметры свойств грузов — физико-механических и химико-биологических (см. рис. 1.1). Как известно, среди указанных грузов имеется определенное различие по степени сыпучести: хорошо-, средне- и плохосыпучие.
Эти состояния также можно представить в виде параметрических уравнений.
Вектор-функция, характеризующая химико-биологические свойства, согласно классификации (см. рис. 1.1), примет вид у’ = У { у’2 у3 у4 у’5} min, (4.8)
где У’1 — присутствие жировых компонентов;
У’2 — наличие кислотности в массе сыпучего груза;
У’з — содержание клетчатки;
У’4 — содержание примесей;
У’5 — присутствие дыхания в сыпучем грузе.
Химико-биологические показатели, как правило, свойственны только грузам органического происхождения. Некоторые из этих компонентов могут вызывать активизацию окислительных процессов при контакте с ограждающими поверхностями. В целом, стремление к минимальному содержанию каждого из этих составляющих способствует обладанию грузом свойства хорошосыпучего.
Выражение вектора-функции физико-механических параметров груза не будет так однозначно стремиться к минимизации его элементов:
В свою очередь, состояние трудносыпучего груза можно выразить следующим параметрическим уравнением:
У
ПСГ
у ‘ {У1, У2, У’з, У4 У5 тах,
У {У"1 { {;У 3 У"4 Уг5 У’б Уг7 Уг8 Уг9 Уг10 } тах
Все сыпучие грузы, не удовлетворяющие условиям представленных выражений, являются среднесыпучими и могут располагаться в ограниченном интервале по ухудшению степени сыпучести.
⇐Контрольные вопросы по 3 главе | Емкости для сыпучих грузов в транспортно-грузовых системах | Оценка качества функционирования емкостей для сыпучих грузов⇒