Theoretical foundations of compaction and compression of granular materials of vegetable origin with properties of plasticity
 
More details
Hide details
1
Faculty of Mechanical Engineering, Bialystok University of Technology ul. Wiejska 45A, 15-351 Białystok
 
Acta Agroph. 2012, 19(3), 487–500
KEYWORDS
ABSTRACT
The processes of compaction and compression of materials of vegetable origin can be used in loose pellets and briquette production for animal feeding and for fuel. These processes require large amounts of energy, up to 40-70 kWh t-1. The study was based on the yield condition formulated by Kuhn and Downey and its modifications. Physical relationships for the analysis of stress and strain in modelling of compaction process of materials of vegetable origin with properties of plasticity are described.  The analysis uses the basic functions of porosity and the Amontons-Coulomb and Prandl laws of friction for porous materials. The experimental and theoretical tests of compression of fodder mixture with straw were performed in a closed chamber. The identification of material constants was made by using numerical methods and nonlinear regression equations describing the pressure on the stamp of the chamber. The results of experimental and theoretical compression of fodder mixture with straw indicated a possibility of wider use of the theory of plasticity in the modelling of other more sophisticated briquetting and pelleting processes of granular materials of vegetable origin in piston and rotary presses.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Teoretyczne podstawy zagęszczania i prasowania materiałów sypkich pochodzenia roślinnego o cechach plastycznych
materiał sypki, zagęszczanie, prasowanie, warunek plastyczności
Procesy zagęszczania i prasowania materiałów roślinnych w stanie sypkim są wykorzystywane w produkcji granulatów i brykietów przeznaczonych do skarmiania zwierząt oraz na opał. Procesy te wymagają dużych nakładów energetycznych sięgających 40-70 kWh×t-1 W pracy przedstawiono podstawy teorii plastyczności materiałów sypkich ze wzmocnieniem gęstościowym.  Opierając się o warunek plastyczności sformułowany przez Kuhna i Downey'a oraz jego modyfikacje, opisano związki fizyczne umożliwiające analizę stanu odkształcenia i naprężenia w modelowaniu procesów zagęszczania materiałów roślinnych o cechach plastycznych. W analizie wykorzystano podstawowe funkcje porowatości oraz prawa tarcia Amontonsa-Coulomba i Prandla dla ośrodka porowatego. Badania doświadczalne i teoretyczne prasowania mieszanki paszowej z udziałem słomy przeprowadzono w komorze zamkniętej. Identyfikacji podstawowych stałych materiałowych dokonano na drodze numerycznej wykorzystując metody regresji nieliniowej oraz zależności opisującej naciski na stemplu komory. Wyniki przedstawionych badań wskazały na możliwość szerszego wykorzystania teorii plastyczności materiałów sypkich do modelowania innych, bardziej skomplikowanych procesów brykietowania i granulowania sypkich materiałów roślinnych w prasach stemplowych i rotacyjnych.
eISSN:2300-6730
ISSN:1234-4125