Pobierz opis

Sebastian Styła
imię i nazwisko
[email protected]
adres e-mail
Politechnika Lubelska, Wydział Elektrotechniki i Informatyki
nazwa uczelni/instytutu naukowego
Wykorzystanie stojana silnika asynchronicznego jako wzbudnika pola
wirującego młyna elektromagnetycznego
tytuł pracy doktorskiej
Proces rozdrabniania polega na oddziaływaniu na dany materiał odpowiednią siłą pod
wpływem której ulega on zniszczeniu. Proces ten składa się z kruszenia i mielenia materiału.
W celu osiągnięcia ziaren o wielkościach mniejszych od 1 mm należy zastosować
odpowiednią konstrukcję młyna. Dokonując przeglądu literatury polskiej i obcojęzycznej
można stwierdzić, że istnieje wiele urządzeń służących do rozdrabniania materiałów sypkich.
Charakteryzują się one różną wydajnością, budową, zużyciem energii, przeznaczeniem.
Urządzenia te są indywidualnie dobierane do konkretnych zastosowań. Jedno jest pewne:
proces rozdrabniania jest bardzo energochłonny, a elementy młynów ulegają zużyciu, co
pogarsza ich sprawność.
Tematem rozprawy doktorskiej jest opracowanie innowacyjnej konstrukcji młyna
służącego do rozdrabniania i mieszania materiałów oraz jego modelu obliczeniowego.
Innowacyjność młyna, nazywanego elektromagnetycznym ze względu na zasadę działania,
polega na wykorzystaniu w roli wzbudnika stojana silnika asynchronicznego. W jego wnętrzu
zamiast wirnika umieszczona została komora robocza z elementami mielącymi. Zadaniem
wzbudnika jest wytworzenie wirującego pola elektromagnetycznego, które porusza
elementami mielącymi. Ulegają one zderzeniom z rozdrabnianym materiałem, powodując
zmniejszenie wymiarów ziaren rozdrabnianego materiału lub surowca.
Młyn elektromagnetyczny charakteryzuje się oddziaływaniem na rozdrabniany materiał
jednocześnie pola elektrycznego, magnetycznego, cieplnego, a także wysokiego ciśnienia
i tarcia. Z tego też względu, w porównaniu z konwencjonalnymi urządzeniami stosowanymi
powszechnie do rozdrabniania, działanie młyna elektromagnetycznego jest wielokrotnie
szybsze. Pozwala on również na uzyskanie szeregu efektów obróbki materiałów
niemożliwych do osiągnięcia innymi metodami i z wykorzystaniem innych urządzeń. Młyn
elektromagnetyczny umożliwia m. in.: rozdrabnianie materiałów na sucho i mokro, mieszanie
materiałów sypkich, płynnych i gazowych, szlifowanie elementów i ziaren, obróbkę pyłów
lotnych, wytwarzanie materiałów kompozytowych w procesie mechanicznego stopniowania
(ang. mechanical alloying), uzyskanie substancji o odpowiednich właściwościach fizycznych
i chemicznych.
Młyn elektromagnetyczny ze wzbudnikiem pola wirującego o biegunach utajonych może
być bezpośrednio zastosowany w praktyce przez firmy o profilu: budowlanym (np. mielenie
oraz mieszanie materiałów sypkich i płynnych, obróbka pyłów) energetycznym (np. mielenie
węgla, obróbka pyłów), rolno-spożywczym (np. mielenie zbóż, oczyszczanie ziaren), a także
w ośrodkach badawczych zajmujących się wytwarzaniem materiałów kompozytowych
(mechaniczne stopniowanie). Innym zastosowaniem jest użycie młyna w przemyśle
chemicznym do uzyskiwania i przyspieszania szeregu procesów fizycznych i chemicznych.
Konstrukcja młyna, będącego tematem rozprawy doktorskiej, posiada szereg korzyści do
których należą m in.:
wysoka sprawność wykorzystania energii elektrycznej służącej do zasilania młyna;
duża wydajność procesu rozdrabniania, ze względu na duże wymiary komory roboczej
względem wymiarów całego młyna;
równomierny rozkład mielonego materiału w całej średnicy komory roboczej, ze
względu na równomierność pola elektromagnetycznego w całej średnicy komory
roboczej;
skuteczne odprowadzenie ciepła ze wzbudnika, ze względu na zastosowanie
optymalnie zaprojektowanego urządzenia z kadłubem aluminiowym i opracowanie
dodatkowego systemu wentylacji urządzenia;
niskie zużycie elementów konstrukcyjnych młyna;
niski koszt wykonania, ze względu na wykorzystanie stojana standardowego silnika
asynchronicznego.
Zakres prac nad rozprawą doktorską obejmuje: dobranie odpowiednich parametrów
konstrukcyjnych młyna w zależności od rozdrabnianego materiału, wykonanie badań
elektrycznych, magnetycznych i eksploatacyjnych młyna, opracowanie linii technologicznej
oraz modelu matematycznego młyna.