МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧІ В РОБОЧІЙ ЗОНІ БОРОШНОМЕЛЬНОГО ВАЛЬЦЯ - Бурнаєв O.; Семерак, В.; Пономаренко, О.; Городецький , І.; Лиса, О. (Вісник Львівського національного університету природокористування. Серія «Агроінженерні дослідження», 2025)
У статті представлено розширене аналітичне та чисельно-аналітичне дослідження теплопередачі в робочій зоні борошномельного вальця, де під час взаємодії зернової маси з металевою поверхнею формується інтенсивне й просторово нерівномірне тепловиділення. Показано, що тепло, яке виникає внаслідок сил тертя, пластичної деформації та часткового руйнування зерен, значною мірою накопичується в контактній зоні та визначає характер підвищення температури поверхні вальця, а також впливає на якість готового продукту. На основі класичної моделі рухомих джерел тепла Єгера сформовано аналітичну залежність для опису температурного профілю в безрозмірних координатах, що дозволяє універсально застосовувати результати для вальців різних типорозмірів та конструкцій. Розглянуто вплив числа Пекле, геометричних параметрів зони контакту, теплопровідності матеріалу та величини питомого теплового потоку на формування температурного поля. Встановлено, що максимальна температура виникає поблизу вихідного краю зони контакту, де спостерігається найбільший інтегральний вплив джерела тепла. Зі збільшенням числа Пекле пікове значення температури знижується, але зона прогріву суттєво подовжується за межі контакту, що вказує на зміну механізму теплоперенесення. Чисельні обчислення, виконані шляхом інтегрування функцій розподілу тепловиділення, підтвердили справедливість моделі для широкого діапазону режимів роботи вальцьових верстатів. Досліджено ефективність внутрішнього рідинного охолодження та показано, що воно знижує середній температурний рівень, але майже не впливає на локальне перегрівання. Запропоновано заходи інтенсифікації тепловідведення, серед яких попереднє охолодження зерна, оптимізація швидкості обертання та застосування локального високоефективного охолодження безпосередньо у зоні контакту. Отримані результати можуть бути використані для вдосконалення теплового режиму вальцьових систем та підвищення якості борошномельної продукції.