авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |

МЕХАНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ процесса

-- [ Страница 3 ] --

Так как температура и скорость замораживания воды значительно превышают повышение температуры, происходящее в результате кавитации, то источник кавитационного поля остается включенным до того, как вода полностью перейдет в твердую фазу (лед), после чего замораживание прекращают. Затем удаляют центральную часть замороженной воды с примесями в количестве 4-5% (масс.).

Рисунок 8 - Лабораторное Рисунок 9 - Влияние напряженности

устройство для очистки воды электрического поля на

степень очистки воды

Оставшуюся часть воды оттаивают и направляют на дальнейшее использование.

Для осуществления разработанного способа нами предложено устройство для очистки воды (патент №2314264), лабораторная установка которого представлена на рисунке 8. Были исследованы влияния кавитационного поля на скорость очистки воды, напряженности электрического поля на степень очистки воды (рис.9), толщины замороженного слоя на степень очистки воды, толщины фильтрующего материала на степень очистки воды, скорость подачи сжатого воздуха на скорость очистки воды. В результате проведенных экспериментов определены основные технологические режимы очистки воды для разработанной установки, в частности напряженность электрического поля Е = 30…40 В/см, толщина фильтрующего слоя L = 30…40 см, время регенерации фильтра = 2…3 мин, частота колебаний ультразвука 20,3…23,7 кГц.

Таким образом, в подсистеме подготовки кормовых компонентов нашла отражение технологическая схема обработки пшеничных отрубей на корм. Это направление весьма эффективно, так как позволяет использовать широкий круг сырьевых ресурсов, производить продукты с заданным составом и свойствами, что особенно актуально для фермерских хозяйств. В этих случаях можно использовать полезные свойства отдельных компонентов, добиваясь лучшей сбалансированности питательных веществ в готовом продукте. При этом, используя водоподготовку для доведения смеси до необходимой консистенции, можно не только сохранить баланс питательных веществ, но и получить экологически чистый продукт.

Глава 4 «Разработка технологического процесса создания однородных кормовых смесей на базе смесильного оборудования».

Структурная многопараметрическая система создания однородной кормовой смеси, рассмотренная во 2 главе, базируется на внутренних связях между исследуемыми объектами, где выход предыдущего элемента является входом последующего. Так переменные, определяющие условия работы смесильного оборудования, а именно производительность Q(t) и влажность кормового сырья W(t), являются выходом кормо- и водоподготовки, поэтому, чтобы обеспечить качественное смешивание корма в фермерских хозяйствах необходимо для определенной влажности корма создать модельный ряд вибросмесителей с внутренними рабочими поверхностями, интенсифицирующими процесс смесеприготовления.

Подсистему смешивания кормовых компонентов (СКК), исходя из того, что процесс проводим в вибросмесителе, представили режимными составляющими, включающими амплитуду А, частоту колебаний , продолжительность цикла смешивания t,, конструктивными составляющими, представленными площадью виброактивной поверхности Sв.к., и коэффициентом загрузки вибросмесительной камеры Кз и составляющими надежности вибросмесителя, включающими плотность распределения f (t), интенсивность отказов (t), вероятность безотказной работы P (t). (рис. 10).



Связующим звеном между составляющими подсистемы выступает вибрационный импульс i, являющийся одновременно внутренней характеристикой системы.

Установлено, что качество смешивания компонентов, зависит от характера потребления и перераспределения механической энергии, передаваемой от рабочей виброактивной поверхности приготавливаемой кормосмеси. В зависимости от этих особенностей будет меняться качество готового продукта, но в тоже время механико-математическая модель, описывающая технологический процесс, представляет собой сложные системы, включающие передачу энергии от рабочих органов к обрабатываемому материалу.

Рассматривая множество конструктивно – технологических параметров и выделяя его как отдельный элемент моделирования процесса смешивания, следует исходить из степени конструктивного совершенства вибросмесителя, выражая его определенной зависимостью или конкретной выходной величиной.

Этапы проектирования смесильных установок представлены на рисунке 11. Каждый из этих этапов представляет собой решение комплекса задач, направленных на достижение одной цели – получение оптимальной конструкции, позволяющей эффективное проведение процесса смешивания.

Рисунок 10 - Подсистема смешивания кормовых компонентов

Так, выбор принципиальной схемы конструкции смесителя для реализации технологического процесса, представленный на рисунке 11, позволяет не только поэлементно составить схему вибросмесителя, применительно к заданным технологическим условиям, но и выявить достоинства и недостатки каждого из этих элементов, и оценить их как конструктивные составляющие относительно выбранной схемы.

Моделирование сложных форм рабочих поверхностей, передающих вибрационный фон, позволяет решать задачу снятия сил трения и сцепления, поэтому для получения корма разной влажности разработан модельный ряд конструкций вибросмесителей, на базе которых исследованы процессы и выявлены их параметры. Результатом исследований явилось определение оптимальной параметрической области процесса смесеприготовления для каждого из предложенных вибросмесителей, некоторые из них представлены в таблице 2.

Таблица2 - Конструктивное обеспечение получения кормов разной влажности

№ п/п Влажность корма Конструктивная схема вибросмесителя Параметрическая оптимизация процесса смешивания Параметры процесса смешивания
1 Сухие корма W до 14%
, м - 0,331…0,429
, c - 75,66…149,52
A, м - 0,0048…0,0075
t, с - 180…270
N, Вт - 23,98…451,27
i, кг·м/с - 0,80…0,99·

2

Сухие рассыпные

корма

W = 15-43%

, м - 0,329…0,423
, c - 75,66…149,52
A, м - 0,0048…0,0075
t, с - 180…270
N, Вт - 23,98…451,27
i, кг·м/с - 0,85…0,98·

3

Супообразные корма

W = 73-79%

, м - 0,118…0,
, c - 87,92…113,04
A, м - 0,0213…0,0044
t, с - 60…240
N, Вт - 13,374…69,69
i, кг·м/с - 0,62…0,91·

Глава 5 «Научно-методическая база определения надежности технической системы»

Расчёты надёжности смесильных аппаратов проводятся главным образом на этапе их проектирования с целью прогнозирования для данного варианта конструкции ожидаемой вероятности безотказной работы. Это позволяет выбрать наиболее подходящий его вариант и методы обеспечения надёжности, выявить «слабые места», обоснованно назначить рабочие режимы, форму и порядок обслуживания смесителя.

.Для оценки уровня надежности по данным эксплуатации необходимо проводить расчеты характеристик надежности элементов смесителей, блок-схема которых представлена на рисунке 12.

Надежность вибросистемы представлена надежностью отдельных узлов, которые наиболее часто выходят из строя и теряют свои свойства в процессе эксплуатации по причинам, вызывающим разрушающие процессы в смесителях (рис.13).

Рисунок 13 – Причины возникновения разрушающих процессов в вибросмесителях

Предложен декомпозиционный подход к решаемой проблеме, т.е. конструкция вибросмесителя расчленяется на составляющие его узлы. Надежность вибросистемы представлена надежностью отдельных узлов, которые наиболее часто выходят из строя и теряют свои свойства в процессе эксплуатации, например: амортизаторы, подшипники установленные в вибраторе, вал вибратора.

Так, например, причины преждевременных отказов подшипников достаточно разнообразны, и определить их можно при проведении всесторонних исследований вышедших из строя подшипников и узлов, в которых они установлены.

Определение закона распределения неисправностей подшипников проводят согласно блок-схеме, представленной на рисунке 11.

В каждом разряде вычисляем значения fi*(t), i*(t) и Pi*(t). по которым строим гистограммы эмпирического распределения.

Надежность подшипников определяется усталостной долговечностью. Следовательно, можно выдвинуть гипотезу, что отказы подшипников распределены по закону Вейбулла, что подтверждает и внешний вид гистограмм на рисунке 14. Параметры распределения Вейбулла находим путем графического решения системы уравнений, которые также получены методом максимального правдоподобия:

Оценку надежности проводим по критерию Пирсона. Число степеней свободы r в случае шести разрядов таблицы и двух параметров закона распределения равно 3 (r=6-2-1). Задавшись уровнем значимости =10%, в зависимости от P=1-=90% и числа степеней свободы r=3 находим критическое значение 2кр=6,25. Подсчитанное значение U2=2,25956 не попадает в критическую область (6,25; +), следовательно, принятая гипотеза о законе распределения Вейбулла не противоречит статистическим данным.

Адекватность предложенной модели проверялась по показателю долговечности D:

D=76,00342t+186,3457W-475,9063A-362,9375m-0,0064666t2- 1,048993W2+171,2988A2-0,5092506tW-17,25842tA- 11,72652Wam+0,1605535tWA-3,050991tm-4,64566m2+1509,844Am-10807,13 (10)

При принятом уровне значимости , критерий Фишера F=1,94, уравнение значимо. Критерий Манны-Уитни Z=0,8755625, Disp 16832,86

S 129,7415

Оценка надежности технической системы осуществляется путем сравнения расчетных и нормативных значений показателей надежности, для чего была разработан программный продукт для определения комплекса показателей надежности смесителя (Свидетельство № 2007611645)





Глава 6 «Формирование и определение качественных характеристик однородной кормовой смеси».

Завершающим этапом в создании однородной кормовой смеси является контроль качества кормосмеси (рис.15), который осуществляем по отклонению контрольного компонента в пробах смеси от теоретической величины.

Составляющими этой подсистемы являются, с одной стороны, степень однородности полученной смеси М, а с другой стороны, качество готового продукта, выраженное через концентрацию С.

Для производства кормосмеси количественной характеристикой завершенности процесса смешивания является степень однородности, Качество корма складывается из нескольких составляющих, совокупность которых может обеспечить получение продукта необходимого качества, поэтому нами по каждой составляющей качества были разработаны технические решения, совместное использование которых решает задачу качественного кормоприготовления (рис.16). При этом все показатели качества готового продукта, т.е. кормосмеси, были разбиты на два уровня.

К показателям первого уровня отнесены показатели по нашему мнению наиболее значимые – это назначение, сохраняемость, безопасность в потреблении, а ко второму уровню – транспортабельность, экология, эстетика. По каждому из исследуемых показателей были предложены технические решения, новизна которых подтверждена охранными документами.

Рисунок 15 – Подсистема контроля качества кормосмеси

Методикой для определения качества смесей явился разработанный «Способ смешивания кормосмесей» (патент №2248843), схема которого представлена на рис.18, позволяющий получить хорошую сходимость теоретической концентрации и экспериментально установленной. Для оценки интенсивности способа перемешивания смесей разной влажности при оптимизации процесса базовым показателем является вибрационный импульс i. При этом учитывалась площадь виброактивной поверхности, определяемой по формуле , (11)

где - площадь внутренней поверхности смесительной камеры

- площадь боковой поверхности виброактивной насадки

Так, для вибросмесителя с внутренней виброактивной звездчатой поверхностью и призматоидной рабочей камерой., Sc, складывается из площадей четырех равнобедренных треугольников с высотой и основанием h, двух трапеций с высотой и основаниями a, b, двух трапеций с высотой и основаниями c, d, а также площади основания призматоида - прямоугольника со сторонами b, d:

(12)

Площадь боковой поверхности виброактивной насадки, пирамидальной, звездчатой, можно представить в виде суммы площадей n прямоугольных треугольников:

, (13)

где Р - основание прямоугольного треугольника, - высота прямоугольного треугольника, - количество прямоугольных треугольников, k - количество углов звезды.

Подставив значения (12) и (13) в формулу (11), получим:

(14)

Результаты зависимости качества перемешивания смеси разной влажности от вибрационного импульса приведены в таблице 3.

Таблица 3 -Зависимость качества смеси разной влажности, выраженной степенью однородности, от вибрационного импульса

Влажность смеси, W, % До 43 44-72 73-79
Вибрационный импульс, i (кг/мс) 0,95 и более 0,8 0,95 до 0,8
Площадь виброак тивной поверхности Sв.к (см) 400 и более 201 399 до 200
Продолжительность перемешивания, t (сек) до 150 и более 151 270 270 и более
Коэффициент жесткости, Кж 8,3 5,8 3,3 5,8 до 3,3
Степень однородности смеси, М(%) Высокая (более 90) Средняя (80-90) Низкая (до 80)

Взаимосвязь вибрационного импульса i с параметрами процесса может быть выражена следующим уравнением регрессии:

(15)

При принятом уровне значимости =0.01, критерий Фишера F=1.94, уравнение значимо.

Важнейшим условием объективной оценки качества смеси, является правильный выбор методики определения степени ее однородности. Поэтому нами предлагается подбирать способ оценки качества сыпучих смесей,

Таблица 4 Методика оценки качества сыпучих смесей в зависимости от их влажности.

№ п/п Способ оценки качества смесей Схема проведения оценки качества смесей Консистенция смеси Влажность, W% Соотношение сухих смесей и воды Степень однородности смеси, %
1 По Сыроватко и Алябьеву сухие до 14% 1:0 54-97
2 Фотометрический Сухие рассыпчатые От 15% до 43% 1:0,5 53-98
3 Фоторемиссионный по патенту №2220413 Влажные Рассыпчатые От 44% до 57% 1:1 52-97.4
4 По методу замедленной флюоресценции по патенту №2262094 Кашеобразные От 58% до 72% 1:2 51-97.4
5 Замороженный по патенту №2253859 Супообразные От 73% до 79% 1:3 51-98


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |
 

Похожие работы:










 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.