Реальное число кусков, попадающих в объём v по каждому i-му разряду Nnкi,j в j-м цикле «черпания», является случайной величиной, числовые характеристики которой зависят от исходного гранулометрического состава штабеля F(xi), соотношения объёмов штабеля и ковша V/v, размеров кусков. При моделировании результаты формировались в следующем виде:
матрица Nnкi,j – число кусков j-го разряда, попавших в ковш после каждого j-го цикла черпания;
матрица Vкi,j – объём фракций j-го разряда, попавших в ковш после каждого j-го цикла черпания;
матрица Ркi,j – долевое содержание i-й фракции после j-го цикла черпания.
Отдельные реализации величины i = Ркi,j на фоне математического ожидания аналогичной величины в штабеле показаны на рисунке 2.4. Программа и результаты моделирования приведены в приложении 1.
Оценка достоверности результатов моделирования проводилась сравнением величин:
а) суммарного объёма материала, попавшего во фракции в процессе моделирования в каждом i-м цикле с номинальным объёмом ковша v;
Рис. 2.4. Результаты отдельной реализации гранулометрического состава в малом выделенном объёме
б) среднего значения долевого участия каждой фракции по всем циклам моделирования c долевым участием соответствующей фракции в объёме штабеля i.
Результаты сравнения приводятся в таблицах 2.2 и 2.3. Обозначено:
, × 100 %, × 100 %.
Анализ результатов численного моделирования показывает, что суммарный объём материала, аккумулирующийся в малой выделенной ёмкости во многих «черпаниях», существенно отличается от величины v.
Из 34 опытов в каждой реализации в 9–13 опытах отклонения от номинального объёма превышают 10 %, в отдельных случаях расхождения достигают 30 %. Как показано ранее, это явление вызвано независимостью процедуры моделирования каждой фракции, а также соизмеримостью объёмов отдельных кусков с ёмкостью ковша. По-видимому, с увеличением содержания крупных кусков в штабеле и уменьшением ёмкости v разброс результатов моделирования будет увеличиваться.
С одной стороны, этот процесс следует признать закономерным, то есть объём черпания ковшом, лапой, клином имеет стохастический характер из-за случайного изменения среднего размера куска, расположенного в активной зоне при внедрении и зачерпывании; с другой стороны, случайные изменения объёма захвата будут проявляться даже при постоянном значении среднего размера куска, так как совокупность фракций, попадающих в зону захвата, является также случайной.
Таблица 2.3
Среднее долевое содержание фракций в объёме ковша в сравнении с аналогичным показателем штабеля
1-я реализация
i |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Штабель, i |
0,223 |
0,179 |
0,143 |
0,115 |
0,092 |
0,074 |
0,059 |
0,048 |
0,037 |
0,029 |
Ковш, УРк,j /NN |
0,226 |
0,180 |
0,145 |
0,114 |
0,101 |
0,073 |
0,048 |
0,034 |
0,038 |
0,041 |
|
-1,35 |
-0,56 |
-1,39 |
0,87 |
-9,78 |
1,35 |
18,6 |
29,2 |
2,7 |
41,3 |