ДОСЛІДЖЕННЯ КУТА ВСТАНОВЛЕННЯ ЛОПАТОК ЗМІШУВАЧА ПРИМУСОВОЇ ДІЇ З ВЕРТИКАЛЬНИМ ВАЛОМ У СИСТЕМІ «ЗМІШУВАЧ — БЕТОНОНАСОС»

М.М. Нестеренко; Т.М. Нестеренко; І.Г. Пімінов; А.І.  Аніщенко

doi:10.34185/1562-9945-4-165-2026-19

Автор(и)

М.М. Нестеренко https://orcid.org/0000-0002-4073-1233
Т.М. Нестеренко https://orcid.org/0000-0002-2387-8575
І.Г. Пімінов https://orcid.org/0000-0001-6100-3529
А.І. Аніщенко https://orcid.org/0000-0002-3411-0385

DOI:

https://doi.org/10.34185/1562-9945-4-165-2026-19

Ключові слова:

змішувач примусової дії, вертикальний вал, кут встановлення лопаток, бетонна суміш, полістиролбетон, бетононасос, комп’ютерне моделювання, розподіл швидкостей, однорідність суміші, лопатка, перемішування

Анотація

У статті розглянуто вплив кута встановлення лопаток змішувача примусової дії з вертикальним валом на процес перемішування бетонної суміші в технологічній системі «змішувач — бетононасос». Побудовано комп’ютерну модель змішувача в програмному комплексі SOLIDWORKS, що дало змогу дослідити рух суміші в робочій камері, оцінити розподіл швидкостей частинок та визначити зони недостатнього або надмірного перемішування. Як досліджуване середовище прийнято полістиролбетонну суміш D400 класу міцності В1,0, а швидкість руху лопаток під час моделювання становила 0,66 м/с. Розглянуто роботу звичайної лопатки шириною 100 мм при кутах встановлення 20° і 10°, а також кілька варіантів модернізованої вертикальної лопатки, зокрема конструкцію у вигляді «сапожка», лопатку з трикутним вирізом і лопатку з додатковими вікнами. Встановлено, що при куті встановлення звичайної лопатки 20° максимальна швидкість руху частинок суміші досягає 1,65 м/с, що може спричиняти надмірну інтенсивність перемішування в окремих зонах, тоді як зменшення кута до 10° забезпечує зниження максимальної швидкості до 0,7 м/с і більш рівномірний рух матеріалу. Показано, що вдосконалена вертикальна лопатка з вирізаними вікнами при куті встановлення 10° забезпечує збалансований режим перемішування з максимальною швидкістю близько 0,84 м/с та рівномірною циркуляцією суміші в об’ємі камери. Одержані результати можуть бути використані для обґрунтування раціонального кута встановлення лопаток, удосконалення конструкції змішувачів примусової дії з вертикальним валом, підвищення однорідності бетонної суміші та забезпечення її стабільної подачі бетононасосом.

Посилання

Jadidi, B., Ebrahimi, M., Ein-Mozaffari, F., & Lohi, A. (2023). Effect of the mixer design parameters on the performance of a twin paddle blender: A DEM study. Processes, 11(3), 733. https://doi.org/10.3390/pr11030733

Havlica, J., Jirounkova, K., Travnickova, T., Stanovsky, P., Petrus, P., & Kohout, M. (2019). Granular dynamics in a vertical bladed mixer: Secondary flow patterns. Powder Technology, 344, 79–88. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2018.11.094

Statsenko, V., Burmistenkov, O., Bila, T., & Demishonkova, S. (2021). Determining the loose medium movement parameters in a centrifugal continuous mixer using a discrete ele-ment method. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(7(111)), 59–67. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.232636

Shirzadi Javid, A. A., Ghoddousi, P., Aghajani, S., Naseri, H., & Hossein Pour, S. (2021). Investigating the effects of mixing time and mixing speed on rheological properties, workabil-ity, and mechanical properties of self-consolidating concretes. International Journal of Civil Engineering, 19(3), 339–355. https://doi.org/10.1007/s40999-020-00562-z

Hoorijani, H., Esgandari, B., Zarghami, R., Sotudeh-Gharebagh, R., & Mostoufi, N. (2023). Predictive modeling of mixing time for super-ellipsoid particles in a four-bladed mix-er: A DEM-based approach. Powder Technology, 430, 119009. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2023.119009

Nazarenko, I., & Klymenko, M. (2020). Application of general energy assessment criteria for preparing building mixtures. KHNADU Bulletin, 2(88), 37–42. https://doi.org/10.30977/BUL.2219-5548.2020.88.2.37

Rudyk, R., & Salnikov, R. (2024). Analysis of the mixer geometry and rheology impact on concrete mixture mixing efficiency. Construction Engineering, 41, 77–84. https://doi.org/10.32347/tb.2024-41.0409

Rudyk, R., Virchenko, V., Salnikov, R., & Bidanets, S. (2024). The effect of the blades on mixing the concrete mixture. In Materials of the 76th Scientific Conference of Professors, Teachers, Researchers, Postgraduate Students and University Students (pp. 270–271). Poltava.

Burlaka, S., Kupchuk, I., Shapovaliuk, S., & Chernysh, M. (2023). Analysis of the influ-ence of the geometry of the blade mixer on the turbulence and intensity of liquid mixing. Machinery, Energetics, Transport of Agribusiness, 2(121), 16–22.