CC BY
41
114
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 1-2, 1995
ИЗВЕСТИ5
вой код и затем результаты измерении приращения температуры в зоне контакта эталона и исследуемого материала записываются в запоминающее устройство. По окончании измерений производится расчет ТФХ. При наличии внешней ЭВМ информация из запоминающего устройства вводится в нее через устройство сопряжения; Установка позволяет работать одновременно с несколькими зондами с последовательным их опросом.
Техническая характеристика Диапазон измеряемых величин:
теплопроводность, Вт/(м-К) 0,03-3,00
температуропроводность, м2/с (0,08+1,0)- 1СР
теплоемкость, кДж/кг 0,4+2,5
погрешность измерения, % 6+15
Размер исследуемых объектов, мм
Время измерения, с 20+1800
Температурный диапазон, °С -20 ... +80
Питание, В 220
не менее 20x20x2
Разработанная установка обеспечивает оперативный автоматизированный контроль целого комплекса ТФХ (коэффициенты теплопроводности, температуропроводности, тепловой активности и объемной теплоемкости) твердых, сыпучих и вязких материалов, а также неразрушающий контроль ТФХ изделий в процессе их изготовления и эксплуатации.
Исследование различных классов материалов и изделий обеспечивается широким набором типоразмеров измерительных зондов различной конструкции.
Возможность экспресс-определения комплексов ТФХ как гомогенных, так и гетерогенных материалов различной дисперсности, неразрушающего контроля ТФХ изделий с плоскими и криволинейными поверхностями, одновременного исследования нескольких образцов или изделий позволит найти широкое применение данной установке в различных перерабатывающих отраслях пищевой промышленности.
Кафедра теоретических основ теплотехники Кафедра безопасности жизнедеятельности
Поступила 01.10.94
--------------------------------------------------*--------
664.123.6:542.68
ДИАГРАММА ПРЕССОВАНИЯ СУШЕНОГО СВЕКЛОВИЧНОГО ЖОМА
В.Л. КЕГЕЛЕС, В.Ф. МЕЛЬНИКОВ, Н.А. ЯКОВЛЕВ
Кубанский государственный технологический университет
•
Диаграммы прессования, используемые для определения энергетических характеристик уплотнения продукта, в основном строят на основании экспериментальных данных, полученных при прессовании материала в закрытых пресс-камерах [1-3]. Такой метод построения диаграмм применяют, в частности, при проведении силовых расчетов штемпельных прессов, прессов-грануляторов и таб-летировочных машин [4].
Однако уплотнение материала в прессах, использующих в качестве рабочих органов закрытые пресс-камеры, имеет существенные недостатки. Например, работа, затрачиваемая на проталкивание уплотненного продукта в канале матрицы при максимальном давлении прессования, соизмерима с энергозатратами на прессование материала [3]. При этом наблюдается также повышенный износ рабочих органов пресса [4].
На наш взгляд, более перспективным методом уплотнения продуктов с малым насыпным весом является их прессование так называемой ’’внутренней прокаткой”, осуществляемой на кольцевых прессах, у которых рабочими органами служат вращающиеся кольца и эксцентрично расположенные внутри них прессующие диски [4], При уплотнении продукта в таких устройствах значительно снижается работа сил трения, поскольку уплотняемый материал находихся в покое относительно
прессующих поверхностей кольца и диска. Кроме того, при использовании кольцевых прессов не требуется специальной подготовки материала к брикетированию [5]. Линия брикетирования, например, сушеного свекловичного жома с использованием кольцевого пресса состоит из собственно пресса, транспортеров загрузки продукта и выгрузки готовых брикетов. Тогда как линия, в которой установлен пресс-гранулятор, насчитывает до 16 единиц различного оборудования [4]. Однако кольцевые прессы, несмотря на их очевидные преимущества, еще недостаточно используются в перерабатывающих отраслях промышленности, в том числе и из-за несовершенства существующих методов их расчета. В частности, трудоемки и недостаточно точны методы построения диаграмм прессования продукта, так как построение нагрузочной и разгрузочной ветвей диаграммы, имеющей асимметричную колоколообразную форму, производят раздельно при помощи разных эмпирических уравнений [4].
Для усовершенствования методики построения диаграммы прессования продукта в кольцевом прессовом канале нами исследован процесс уплотнения сушеного свекловичного жома на опытном образце кольцевого пресса [6] при оптимальном значении степени сужения прессового канала определяемом из соотношения [3]
где
н н
їлах’ тіп
Парамі материал давление ратура п{
=(9+12)9
сования прессукш метриров Анали: шеного с мость дав ворота п[ уравнени
ГДЄ Р. Рш
а, Ь
В резу; ментальн значения исследуег
НОЙ СТЄПІ
мального построен] шеного СЕ ИСПОЛЬЗОЕ
Ь, с, рассч максимал венно уп[ прессовак ца).
В.Л. КЕГЕ
Кубанский і
При уп исхожден! расчета те ведение д вием при; описания использук получаемЕ
ЛОГОВ С001
Я, №1-2, 1995
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 1-2, 1995
115
вает опера-целого ком-роводности, ;тивности и |учих и вяз-ОІДИЙ конт-ІТОВЛЄНИЯ и
атериалов и эором типо-чной конст-
комплексов рых матери-^рушающего фиволиней-) исследова-ІЙ позволит установке в ях пищевой
(И
123.6:542.68
иска. Кроме прессов не латериала к ювания, на-с использо-собственно ста и выгруз-и, в которой [ывает до 16 )днако коль-ные преиму-ся в перера-и, в том чис-щих методов [едостаточно прессования )чной и раз-,ей асиммет-1Изводят раз-:ких уравне-
построения 1 кольцевом оцесс уплот-на опытном ттимальном го канала д,
где
/гтах, /гтіп — соответственно максимальное и минимальное расстояния между прессующими поверхностями рабочих органов пресса.
Параметры процесса уплотнения исследуемого материала варьировали в пределах: максимальное давление прессования ртгх = (38-5-90) МГІа; температура продукта Ї = (20+80)°С; его влажность № = =(9-И2)%. Для измерения текущего давления прессования и соответствующего ему угла поворота прессующего кольца использовали методы тензо-метрирования [7].
Анализ полученных диаграмм прессования сушеного свекловичного жома показал, что зависимость давления прессования продукта от угла поворота прессующего кольца может быть описана уравнением вида
р = а(рьёс,ррт (2)
где р, р1тх — соответственно текущее и заданное максимальное давления прессования;
<р :— угол поворота прессующего кольца; а, Ь, с — коэффициенты, характеризующие физико-механические свойства продукта.
В результате статистической обработки экспериментальных данных [8] было установлено, что значения коэффициентов а, Ь, с уравнения (2) в исследуемом факторном пространстве в значительной степени зависят только от величины максимального давления прессования рт1Х. Поэтому для построения расчетной диаграммы прессования сушеного свекловичного жома оказалось возможным использовать средние значения коэффициентов а, Ь, с, рассчитанных для двух диапазонов изменения максимального давления прессования, что сущест: венно упростило методику построения диаграммы прессования для исследуемого материала (таблица).
Таблица
Максимальное давление Эмпирические коэффициенты
МПа а Ъ с
Менее 50 193,16 2,626 -7,165
От 50 до 90 937,35 3,658 -8,732
Проверка адекватности уравнения (2) реальному процессу показала, что в исследованном факторном пространстве существенное отклонение расчетных значений давления прессования от экспериментальных отмечено лишь в начале и конце процесса уплотнения продукта.
Поскольку величина текущего давления прессования при этом не превышает (2-5-7) МПа при его конечном значении ртгх = (42+87) МПа, то вносимой за счет этого отклонения погрешностью построения диаграммы можно пренебречь.
ЛИТЕРАТУРА
1. Особое В.И. Технологические основы расчета рабочих органов машин для уплотнения сено-соломистых материалов: Автореф. дис. ... д-ра техн. наук. — Л., 1971. — 44 с.
2. Мачихин С.А. Реологические процессы и совершенствование тестоприготовительного оборудования пищевых производств: Автореф. дис. ... д-ра техн. наук. — М., 1975.
— 52 с.
3. Бородянский В.П. Разработка и исследование прессов для уплотнения сыпучих материалов пищевых производств: Автореф. дис. ... д-ра техн. наук. — М., 1985. — 46 с.
4. Машины и оборудование для прессования в сахарной промышленности / М.У. Кацнельсон и др. — М.: Машиностроение, 1980. — 240 с.
5. Кегелес В.Л. Исследование структурно-механических характеристик и разработка устройств для уплотнения внутренней прокаткой сушеного свекловичного жома: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. — Краснодар, 1979. — 24 с.
6. А.с. № 1243958. Однокольцевой брикетировочный пресс.
— Опубл. в Б.И. — № 26. — 15.07.86.
7. Тензометрия машин пищевых производств / М.У. Кацнельсон и др. — М.: Машиностроение, 1968. — 215 с. »
8. Батунер Л.М., Позин М.Е. Математические методы в химической технике. — Л.: Химия, 1979. — 824 с.
Кафедра теоретической механики Кафедра технологического оборудования пищевых производств
Поступила 16.11.94
[664.002.3:539.3 ].001.24
МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА УПРУГОГО ПОСЛЕДЕЙСТВИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
В.Л. КЕГЕЛЕС, В.Г. ЗАБУДСКИЙ
Кубанский государственный технологический университет
При уплотнении продуктов растительного происхождения определяющее значение для силового расчета технологического оборудования имеет поведение деформируемого материала под воздействием приложенной к нему нагрузки. При этом для описания процесса деформации продукта широко используют реологические уравнения состояния, получаемые при рассмотрении механических аналогов соответствующих материалов [1-3].
Однако при уплотнении продуктов на прессах-грануляторах, валковых и кольцевых прессах на их силовые характеристики влияет также упругое последействие уплотненного материала. От этого, в частности, зависит величина и направление равнодействующей усилия прессования [4].
Для получения математической модели процесса упругого последействия растительного материала воспользуемся механической моделью. Выбор модели может быть произведен путем анализа типовых кривых кинетики деформации растительного продукта [2, 4), который показывает, что при снятии нагрузки происходит частичное восстановле-
