МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ РУХУ РІДКОЇ ФАЗИ В ЧАШОВОМУ РОТАЦІЙНОМУ ДИСПЕРГАТОРІ

Анотація

У статті досліджено процес руху рідкої фази в чашовому ротаційному диспергаторі, що застосову- ється для передпосівного оброблення насіннєвого матеріалу у псевдозрідженому шарі. Основною техноло- гічною вимогою є формування крапель малого діаметра (до 50 мкм), що забезпечує запобігання агломерації зерен і створення рівномірного захисного покриття. Проведено аналіз існуючих математичних моделей розпилення, який показав їх обмеженість щодо врахування псевдопластичних властивостей гетерогенних суспензій, конічної геометрії робочого органа та температурних обмежень, пов’язаних із термолабільніс- тю насіннєвого матеріалу. Запропоновано математичну модель руху рідини по конічній поверхні чашового диспергатора, яка базується на балансі відцентрових та в’язких сил і враховує реологічні властивості середовища за степеневим законом. У моделі враховано можливість переходу між одношаровим і двоша- ровим режимами течії плівки. Для визначення гідродинамічного режиму введено безрозмірний критерій Hg, який характеризує співвідношення інерційних та в’язких сил і дозволяє встановити умови існування ста- більного одношарового руху. Показано, що саме цей режим забезпечує формування крапель необхідного розміру. Отримано аналітичні залежності, що описують розподіл товщини плівки вздовж поверхні диспер- гатора, а також встановлено взаємозв’язок між витратою рідини, кутовою швидкістю обертання та діа- метром крапель. Додатково розроблено теплову модель, яка дозволяє оцінити температурний режим процесу та забезпечити обмеження температури поверхні насіння на рівні не вище 40°C для збереження його схожості. Результати числового моделювання підтверджують адекватність запропонованої моделі та демонструють можливість досягнення необхідних параметрів розпилення навіть для висококонцен- трованих суспензій. Отримані залежності можуть бути використані при проєктуванні та оптимізації диспергаторів і технологічних режимів обробки насіння