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 || 3 |

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОМБИКОРМОВ В УСЛОВИЯХ СЕЛьСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ

-- [ Страница 2 ] --

Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулированы цель исследований и основные положения, которые выносятся на защиту.

В первой главе «Анализ общих направлений и методологических основ совершенствования технологий и технических средств приготовления комбикормов в условиях сельскохозяйственных предприятий » приведен анализ состояния технологических процессов сепарации, измельчения, дозирования и смешивания компонентов при производстве комбикормов в условиях сельскохозяйственных предприятий.

При определенных условиях использование вибрации может обеспечить псевдоожижение сыпучих материалов и является эффективным средством уменьшения энергоемкости рабочих процессов путем «снижения» коэффициентов трения.

Автором осуществлен анализ путей интенсификации технологического процесса сепарации зерна на зерноочистительных машинах; проанализированы работы, посвященные исследованию параметров относительного движения зерна по решету; проведен обзор исследований влияния конструкции решета на процесс сепарации.

При этом установлено, что на эффективность работы зерноочистительных решет влияет совокупность конструктивных параметров решет и кинематических режимов движения зерна. Усовершенствованию конструкций самих решет посвящены работы В.А. Кубышева, М.А. Тулькибаева, Ю.В. Терентьева, А.И. Климка, П.А. Емельянова, П.Н. Лапшина, А.В. Фоминых, Ф.И. Салеева, Евтягина В.Ф.

Многими исследованиями доказано, что величина предельной скорости движения частицы по решету и равномерность загрузки решет по ширине в значительной степени влияют на качественные и количественные показатели работы решета.

Автором предложен один из путей повышения производительности зерноочистительной машины – применение решета с продолговатыми отверстиями, расположенными под оптимальным углом к направлению его движения.

Из множества существующих операций технологического процесса производства комбикормов наибольшее влияние в хозяйственном производстве будут иметь: измельчение, дозирование и смешивание.

Измельчение является наиболее энергоемкой и трудоемкой операцией, занимающей более 50% от общих трудозатрат в приготовлении комбикормов.

Выполнен анализ результатов научных исследований физико-механических свойств фуражного зерна и конструктивных особенностей технических средств по его измельчению.

Проанализированы способы механического разрушения материалов и теорий измельчения материалов.

Изучением влияния конструктивных параметров на процесс измельчения занимались С.В.Мельников, В.А Елисеев, А.А. Сундеев, Ф.Г. Плохов, В.А.Денисов, В.И. Сыроватка, Л.А.Глебов, П.И. Леонтьев, Н.С. Сергеев, И.Я. Федоренко, С.В. Золотарев, В.А. Дронов, В.А. Зотов, М.Г. Ефимов, И.Б. Шагдыров и др.

При выборе рациональных способов измельчения возникает необходимость создания и применения в сельскохозяйственном производстве измельчителей с новыми рабочими органами интенсифицирующего действия.

Доказано, что измельчение защемленным ударом по зерновке лезвием является наиболее целесообразным видом измельчения зерновых кормов с точки зрения снижения удельной энергоемкости и повышения качества измельчения.



Важная роль в обеспечении рационального кормления животных принадлежит машинам и устройствам, дозирующим компоненты, входящие в состав кормовых смесей (комбикормов).

Зачастую дозаторы, применяемые в линиях приготовления и раздачи кормовых смесей, не отвечают зоотехническим требованиям по неравномерности дозирования, имеют высокую энерго- и металлоемкость. В результате этого нарушаются нормы кормления животных, отрицательно сказывающиеся на продуктивности и ведущие к необоснованному перерасходу дорогостоящих кормов.

Проведенные исследования показывают целесообразность применения дозаторов, использующих вибрацию рабочего органа.

Изучением процесса вибрационного транспортирования и дозирования занимались И.И. Блехман, Г.Ю. Джанелидзе, И.Ф. Гончаревич, А.О. Спиваковский, В.А. Повидайло, П.М. Заика, В.Д. Варсановьев, В.И. Земсков, П.И. Леонтьев, И.Я. Федоренко,, Б.С. Модестов, И.И. Помялов, В.А. Плачкова, В.И. Лобанов и др.

Установлено, что полезное применение вибрации, как одной из наиболее эффективных форм механических воздействий, позволяет разрушить связи между частицами материала, стабилизировать истечение потока сыпучего материала, повышая тем самым равномерность дозирования.

С зоотехнической точки зрения важно не только ввести в состав кормосмеси предусмотренные рационом компоненты в требуемом количестве, но и необходимо равномерно распределить их во всем объеме смеси.

Доказана целесообразность применения вибрации при смешивании сыпучих кормов и рассмотрено вибрационное воздействие на смешиваемые материалы.

Выполнен анализ принципиальных конструкций вибрационных смесителей. Произведен обзор исследований, рекомендаций и выводов по теории и организации процесса смешивания сыпучих материалов.

Проблеме повышения эффективности процессов смешивания сыпучих материалов с использованием вибрации посвящены работы И. Ф. Гончаревича, М.Л. Моргулиса, К.В. Фролова, К.Г. Петрова, И.Я. Федоренко, С.В. Евсеенкова, А. Сражиддинова, А.Д. Припадчева, Л.В. Межуевой, В.Н. Николаева и других. Некоторые из работ посвящены исследованиям процесса смешивания определенных видов кормов или отдельными видами смесителей.

На основании литературного обзора возникла необходимость более глубокого изучения закономерностей взаимодействия сыпучей среды с рабочими органами смесителя и изменения качества смеси в зависимости от его основных параметров.

На основе проведенного анализа и в соответствии с поставленной целью сформулированы задачи исследования:

– проанализировать и обобщить теоретические и экспериментальные исследования процессов приготовления комбикормов в условиях сельскохозяйственных предприятий;

–разработать методологический комплекс исследования и структурную схему приготовления комбикормов в условиях сельскохозяйственных предприятий с использованием интенсифицирующих рабочих органов вибрационного и ударного принципа действия, обеспечивающих повышение качества и снижение энергоемкости процесса;

– разработать математические модели основных технологических процессов приготовления комбикормов;

– разработать перспективные рабочие органы кормоприготовительных машин интенсифицирующего действия, осуществляющих сепарацию (очистку), измельчение, дозирование и смешивание компонентов комбикормов;

– экспериментально проверить математические модели и провести обоснование параметров технологических процессов и технических средств;

– провести производственные испытания разработанных технологических процессов и технических средств и дать их технико-экономическую оценку.

Во второй главе «Механико-методологические предпосылки интенсификации процессов приготовления комбикормов» разработана методологическая база исследований технологических процессов приготовления комбикормов в условиях сельскохозяйственных предприятий (рис. 1) и предложена структурная схема процесса с использованием интенсифицирующих рабочих органов вибрационного и ударного принципа действия.

Теоретические исследования Экспериментальные исследования Качественные показатели
Технологическая линия Наименование операций Конструктивные параметры Исследуемые зависимости Результаты Рациональные параметры
Системный анализ сепарация P, , Математические модели P = f(), Vпр= f(), = f(), = f(,R,n,G), P; Vпр;; = 10-15° P в 1,7раза Рекомендации производству
Разработка математической модели
jpg">
измельчение 1, 2, d, h = f(1, 2,), Q= f(1, 2,), Nуд = f(1, 2,), 2, , Q, Nуд 2 = 28°, Nуд 10-15%
дозирование h, , B,L x = f(), = f(A, ,T) Q = f(A,,h,), Nуд= f(Г,h) , , Q, Nуд, CV A= 8-10 мм, = 47,1-52,33с-1, = 25-30° h = 40-80мм < 5%
смешивание n, , B,h = f(A,), = f(A,,n,) Q, Nуд, A = 11-12мм, = 5,5-6 Гц, = 7-9°, n = 6 шт., = 95-96%

Рисунок 1 – Методологическая база исследований процесса приготовления

комбикормов в условиях сельскохозяйственных предприятий

Специфика процесса приготовления комбикормов в условиях сельскохозяйственных предприятий позволяет рассматривать формализованные взаимосвязи процесса, протекающего в рабочем пространстве оборудования (для сепарации, измельчения, дозирования и смешивания) с учетом вибрационного и ударного воздействия на сыпучие корма (компоненты комбикормов) и их физико-механические свойства, а также влияние этих закономерностей на качественные показатели готового комбикорма.

Методологическая база исследований технологических процессов приготовления комбикормов в условиях сельскохозяйственных предприятий является фундаментом многоступенчатой и многозвенной структуры, которая включает в себя создание рабочих органов интенсифицирующего действия, обеспечивающих существенное повышение качества комбикормов и значительное снижение энергоемкости процесса. Использование такой методологии позволяет создать иерархическую структуру системы исследований, включающей отдельные подсистемы, взаимоувязанные через внутренние характеристики системы, в качестве которых выбирают показатели (функции), подводящие их как бы к общему знаменателю. Как результат была представлена сложная, многоуровневая система, которая в свою очередь подразделена на подсистемы. Такое деление соответствует целям и задачам исследования, и, следовательно, представляет логическую завершенность.

Проведенный анализ технологических процессов производства комбикормов позволил предложить новые кормоприготовительные машины вибрационного и ударного принципа действия и включить их в общую структурную схему приготовления комбикормов в условиях сельскохозяйственных предприятий (рис. 2).

Технологический процесс приготовления комбикормов является сложной многопараметрической системой, схема функционирования которой имеет иерархическую структуру, включающую в себя модели отдельных процессов, явлений и их взаимосвязи.

Процессы кормоприготовления (сепарация, измельчение, дозирование и смешивание) протекают в условиях непрерывно изменяющихся внешних воздействий. Их можно рассматривать как многомерную динамическую систему со многими входными и выходными параметрами. Каждый вид операции в предлагаемой технологии приготовления комбикормов является подсистемой и выполняется в определенной последовательности. Итог – повышение качества и снижение энергоемкости процесса приготовления комбикормов в условиях сельскохозяйственных предприятий.

На основании структурной схемы (рис. 2) функция технологического процесса приготовления комбикормов запишется следующим образом:

, (1)

где Е – вектор-функция, параметры которого определяют результирующие (выходные) показатели технологии приготовления комбикормов в условиях сельскохозяйственных предприятий (Е1, Е2 ); Х – вектор-функция (входных) внешних воздействий на зерноочистительную машину Хзм, измельчитель ударного принципа действия Хиз, вибрационный дозатор Хдоз и вибрационный смеситель Хсм (физико-механические свойства компонентов комбикорма и состояния внешней среды); Z – вектор-функция состояния технических средств, интенсифицирующих технологический процесс приготовления комбикормов (внутренние нерегулируемые параметры кормоприготовительных машин); U – вектор-функция управляющих воздействий технических средств для приготовления комбикормов в условиях сельскохозяйственных предприятий (внутренние регулируемые параметры кормоприготовительных машин).





;

;

.

После решения задач по определению параметров вектор-функции внешних воздействий, регулируемых и нерегулируемых параметров технических средств выполнения операций по приготовлению комбикормов для построения функции определяются результирующие показатели работы:

– зерноочистительной машины:

– измельчителя ударного принципа действия:

– вибрационного дозатора:

– вибрационного смесителя:

Следовательно, общий вид функции технологии приготовления комбикормов в условиях сельскохозяйственных предприятий с использованием интенсифицирующих рабочих органов вибрационного и ударного принципа действия запишется как

(2)

В результате изменения внешних воздействий, регулируемых и нерегулируемых параметров будет происходить изменение результирующих показателей как отдельных кормоприготовительных машин, так и процесса приготовления комбикормов в целом.

Для повышения качества и снижения энергоемкости приготовления комбикормов в условиях сельскохозяйственных предприятий воспользовались методом случайного поиска, согласно которому при переходе от предыдущего состояния Еn-1 к последующему Еn делается шаг j, где – единичный вектор, указывающий направление, в котором выбирается изменение оптимизируемых параметров интенсифицирующих рабочих органов кормоприготовительных машин; j – величина шага.

Исходя из требований повышения качества и снижения энергоемкости технологии приготовления комбикормов в условиях сельскохозяйственных предприятий с использованием интенсифицирующих рабочих органов вибрационного и ударного принципа действия, технологический процесс будет осуществляться по интерактивной схеме:

(3)

где J – функционал повышения качества приготовления комбикормов в условиях хозяйства J(E)max (повышению производительности и полноты разделения зернового вороха; повышение равномерности гранулометрического состава продукта помола; повышение эффективности вибродозирования и вибросмешивания компонентов комбикорма).

Изменение конечных показателей технологии приготовления комбикормов по предлагаемой интерактивной схеме (3) будет происходить путем оптимизации наиболее значимых параметров предлагаемых кормоприготовительных машин интенсифицирующего действия.

В третьей главе «Интенсификация процесса сепарации фуражного зерна на плоских решетах с продолговатыми отверстиями, расположенными под углом» представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований сепарации фуражного зерна на предлагаемых решетах, позволяющих получить зерновое сырье нужных кондиций для качественной выработки комбикормов.

На основе схемы взаимного расположения решета, отверстия и зерновки, определена предельная скорость движения зерна по решету с продолговатыми отверстиями, расположенными под углом к продольной оси решета (рис. 3):

(4)

где l – длина отверстия;

– угол наклона плоскости решета к горизонту;

h0 – ширина отверстия;

а, b – длина и толщина зерновки;

`– угол расположения отверстия к продольной оси решета.

а) б)

Из уравнения (4) следует, что с увеличением угла между вектором скорости частицы и осью симметрии отверстий скорость зерна уменьшается. По результатам расчетов установлены значения рациональных углов расположения отверстий решета не более 15° с учетом предельной скорости движения зерна.

Вероятностный подход к процессу сепарации зерна на решете позволяет определить влияние траектории движения частицы на вероятность её взаимодействия с кромками продолговатого отверстия решета. Для того чтобы частица смогла пройти через отверстие решета, необходимо, чтобы она оказалась в зоне отверстия и располагалась относительно граней отверстия определенным образом. Расценивая эти события как независимые, вероятность прохода частицы через отверстия решета будет равна:

, (5)

где – вероятность прохода частицы через отверстие решета;

– вероятность «проходового» расположения частицы на гранях отверстия;

– вероятность взаимодействия частицы с гранями отверстия, обусловленная траекторией движения частицы на перемычке.

Для определения положения частицы, при котором проход ее через отверстие решета возможен, считая зерновку в форме эллипсоида, у которого большая ось равняется длине зерна а, а малая ось – толщине зерна b, центральное сечение представляет собой овал из дуг сопряженных радиусов R1 и R2, используем расчетную схему см. (рис. 3, а).

Из геометрических соотношений определяем угол , при котором возможен проход зерновки в отверстие решета:

(6)

Если известны статистические характеристики реального расположения частиц на поверхности решета относительно продольной оси отверстия, то вероятность «проходового» расположения частицы относительно грани отверстия будет равна:

(7)

где i – число независимых событий в диапазоне ;

– вероятность каждого события в диапазоне ;

N - число частиц на контрольном участке решета расположенных в диапазоне ;

N – общее число частиц на контрольном участке решета.



Pages:     | 1 || 3 |
 

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.