CC BY
39
In clause the technical and economic analysis of various kinds of technologies of preparation and collection of breeds is resulted by development of deposits limestones and dolomites on an example of application of an explosive way with use of a milling combine, hydraulic dredge with a complete of the equipment, BRА on the basis of a tractor. The areas of their application are certain, where the technology, with use of that or other kind of the equipment, can much as possible show the advantages and to show efficiency at a correct estimation of rock mass.
Key words: limestone, mine, technology without explosion, designing.
Safronov Viktor Petrovich, doctor of technical sciences, professor, [email protected], Russia, Tula, Tula State University,
Zaytsev Yurii Vladimirovich, candidate of technical sciences, docent, yu-ra.zaytsev. [email protected], Russia, Tula, Tula State University,
Safronov Vadim Viktorovich, candidate of technical science, main engineer, [email protected], Russia, Tula, Open Society «Tulagiprohim»
УДК 621.9
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА СМЕШЕНИЯ РАЗНОАГРЕГАТНЫХ СРЕД
В.Б. Морозов, Т.Г. Морозова
Проведена экспериментальная оценка процесса смешивания смеси «газ - жидкость». Разработан и реализован алгоритм процедуры, сформулированы конкретные рекомендации.
Ключевые слова: смешивание, агрегатное состояние, эксперимент, алгоритм, технологические рекомендации, производительность, эффективность.
Технологическое оборудование пищевых производств, используемое для приготовления смесей состава «газ - жидкость», имеет рекомендательное обоснование функциональных параметров. Возникает задача научно подтверждённого определения различных характеристик процесса смешивания. Главными из них являются длительность эффективного перемешивания и время сохранения качества готового продукта. Второстепенными параметрами, но выступающими в рамках начальных условий, являются объём продукта, частота вращения мешалки, тип и характеристики рабочего органа под конкретный вид продукта.
Для решения данной задачи определено следующее.
1. Проведённый анализ смесителей для приготовления молочных коктейлей как наиболее показательного продукта типа «жидкость - газ» подтвердил целесообразности применения дисковой мешалки с пространственной геометрией диска.
2. Определена рекомендуемая длительность процесса - 1,5 мин.
3. Необходимо разработать алгоритм эксперимента [6].
4. Следует рассмотреть технологическое оборудование в рамках реализации им алгоритма.
5. Провести эксперимент в рамках репрезентативности контроля.
6. Необходимо проанализировать результаты эксперимента и разработать соответствующие технологические рекомендации.
Алгоритм проведения эксперимента включал в себя этапы подготовки оборудования и материала, определение начальных условий эксперимента, период работы смесителя, сохранения данных, графическое отображение результатов и рекомендации (рис. 1).
Процесс получения смеси осуществляется в периоды времени, начиная с 15 с и с шагом 15 с до 1,5 мин. Формируются контрольные значения получаемого объёма в формации достижения некоторой максимальной величины.
Проведение эксперимента по смешиванию многокомпонентной пищевой смеси осуществлялось в лабораторных условиях. Исходя из того, что процесс смешивания можно легко смоделировать в таких условиях, был использован смеситель с двумя дисковыми мешалками, которые имеют форму пространственной геометрии диска (рис. 2).
В результате использования такой мешалки получилось создать двухфазную пищевую среду «газ - жидкость», которая, в свою очередь, позволила наглядно оценить работу мешалок такого типа и их большую эффективность. Миксер предназначен для приготовления молочных смесей и взбивания сливок.
Данный смеситель работает от стандартных показателей электросети с напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Принцип работы смесителя заключается в следующем: наполненную ёмкость 9 устанавливают в держатель для ёмкости 8, тем самым замыкая контактный предохранитель 7 [10]. После чего выбирают необходимую скорость вращения шпинделя при помощи переключателя 2 и осуществляют пуск оборудования. В результате этого вращение с ротора электродвигателя передаётся непосредственно на шпиндель 3 с жёстко закреплёнными на нём дисковыми мешалками 5 при помощи стопорной гайки 6.
В случае неправильной установки ёмкости на держатель пуск двигателя будет невозможен, так как обязательным условием работы является замыкание контактного предохранителя.
Начало
Подготовка оборудойания
Подготовка контролируемого материала
1_ Определение начальных услобии
Нет
Работа смесителя
ЫМ5
Остановка смесителя
Измерение объема смеси
Сохранение данных К/
Формирбание истории качестба
/ Построение графика
Анализ точек стабильной роботы смесителя
Конец
Рис. 1. Алгоритм проведения эксперимента
101
1 2
Рис. 2. Схема устройства смесителя: 1 - блок электродвигателя; 2 - двухскоростной переключатель; 3 - шпиндель; 4 - защитное уплотнение; 5 - дисковые мешалки;
6 - стопорная гайка; 7- контактный предохранитель; 8 - держатель для ёмкости; 9 - ёмкость; 10 - опорные ножки;
11 - основание
Вся конструкция базируется на основании 11, которое, в свою очередь, снабжено опорными ножками 10.
Этап подготовки оборудования включает в себя следующие шаги:
1) подготовка смесителя;
2) подготовка тары в качестве тары используется металлическая ёмкость из нержавеющей стали, в которой происходит непосредственное смешивание компонентов;
3) подготовка контрольно-измерительного оборудования (мерная ёмкость, термометр, линейка и т.д.).
На следующем этапе эксперимента была осуществлена подготовка самой смеси. Смесь представляет собой молочный продукт жирностью 5 %. Эксперимент проводится в лабораторных условиях при комнатной температуре, для достижения средних показателей.
Условия проведения эксперимента заключаются в следующем: исходя из правил эксплуатации, оборудование предназначено для работы только в повторно-кратковременном режиме длительностью 90 секунд. Следовательно, проведение опыта было разбито на б кратковременных периодов, в течение которых проводилось повторное смешивание данной
смеси объёмом V=300 мл. Каждый период смешивания, начиная с минимального (15 секунд), увеличивался на этот интервал, пока самая максимальная длительность работы смесителя не составила 90 секунд.
По окончании каждого периода эксперимента производился замер объёма исходной смеси молочного продукта и объёма смешанного продукта [1 - 5, 8, 9]. Для эффективности оценки работы смесителя с таким видом мешалки основополагающим был выбран критерий увеличения объёма насыщенной воздухом молочной смеси.
Данные, полученные по окончании каждого эксперимента, были сведены в таблицу, а в дальнейшем использованы при построении графика зависимости увеличения объёма смеси от времени смешивания (рис. 3).
V, МП
650 600 550 500
4.50 Ш 350 300
15 30 <>5 60 75 90 СЁК
Рис. 3. График увеличения объёма смеси
Данный график на рис. 3 показывает увеличение объёма смеси за полный период проведения эксперимента. Он характеризует увеличение исходной смеси пищевого продукта в два раза, что является достаточно высоким показателем. Исходя из этого, можно сделать вывод о том, что выбранный тип смесителя и мешалки имеет очень высокую эффективность смешивания и получения многокомпонентной смеси пищевого продукта.
Производителем данной конструкции смесителя была установлена технологическая рекомендация работы оборудования 60 секунд, в результате которой достигались основные параметры качества смешиваемого продукта. По истечении данного времени целесообразность дальнейшей работы оборудования не имеет смыла, так как наступает стабильность состояния полученного объёма смеси.
На основании полученного графика делаем вывод о том, что стабильный технологически заданный объём получается через 45 секунд (см. левую вертикальную границу на рис. 3). В сравнении с технологическими рекомендациями [7] производителя в 60 секунд (правая вертикальная граница на рис. 3) получаем рекомендацию по сокращению времени работы минимально на 25 % при условии сохранения заданного количества и качества смеси. В результате сокращения времени работы смесителя повышается его производительность.
Важным показателем проведения данной части работы является степень однородности среды, которая была достигнута за счёт хорошей интенсивности процесса смешивания. Чем выше интенсивность смешивания, тем меньше времени требуется для достижения заданного эффекта.
Немаловажным показателем является также и другая характеристика. После проведения эксперимента с пищевой средой была получена многокомпонентная смесь "газ - жидкость", которая имеет свои определённые особенности. Из этого следует подчеркнуть стабильность пищевой среды, т.е. способность сохранять свои приобретённые свойства в течение определённого промежутка времени. По истечении определённого промежутка времени будет происходить разделение пищевой среды на две фазы: газообразную и жидкую. Поэтому производство пищевого продукта в больших производственных объёмах, включающего в себя газообразную фазу, в большей степени невозможно, так как не удастся сохранить до потребителя готовый вид продукта соответствующего качества.
Проведенная экспериментальная оценка показывает, что возможности и технологические параметры процесса вполне соответствуют выполнению задачи формирования смеси на уровне малых предприятий, занимающихся реализацией продукции непосредственно по требованию потребителя. Сформулированы конкретные рекомендации для значений функциональных параметров процесса смешения разноагрегатных сред, позволяющие повысить производительность процесса и снизить энергозатраты, а также обеспечить удовлетворение конкретных потребностей потребителей пищевой продукции в местах массовых продаж.
Список литературы
1. Автоматизация статистического контроля качества пищевой продукции в массовых производствах / А.С. Горелов, С.А. Лисицын, В.В. Прейс, В.Б. Морозов, Е.А. Саввина; под ред. В.В. Прейса. 2-е изд. пе-рераб. и доп. Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. 140 с.
2. Горелов А.С., Лисицын С.А., Морозов В.Б. Статистическое исследование точности работы дозаторов роторной машины для розлива водок /// Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2013. № 7. Ч. 1. С. 133 - 138.
3. Горелов А.С., Морозов В.Б., Сапронов П.В. Структурирование в технологической системе отбора и подготовки проб продукции и сырья пищевой и перерабатывающей промышленности / // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2012. № 2. С. 345 -355.
4. Горелов А. С., Прейс В.В., Сосков В.Б. Системы отбора и подготовки проб для автоматизированного статистического контроля качества нештучной продукции / под ред. В.В. Прейса. Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. 104 с.
5. Лисицын С.А., Морозов В.Б., Прейс В.В .Обеспечение точности розлива ликероводочной продукции на роторных (карусельных) машинах // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2010. № 2. С. 177 - 185.
6. Морозов В.Б., Оценка модернизации ротора автоматической центрифуги ФНП-1251-Л2 сахарного производства // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2011. № 5. Ч. 3. С. 58 - 64.
7. Морозов В.Б. Экспериментальная оценка варьируемых геометрических размеров свекловичной стружки в технологических системах процессов сахарного производства // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2012. № 10. С. 150 - 159.
8. Морозов В.Б. Элементы управления качеством продукции: репрезентативность проб // Современные материалы, техника и технология: материалы 3-й Международной научно-практической конференции. 27 декабря 2013 года. / отв. ред. Горохов А.А.. Курск, 2013. С. 348 - 350.
9. Сосков В.Б., Горелов А.С. Автоматизация процедур статистического контроля качества нештучной продукции // Вестник Курганского университета. Технические науки. Вып. 2. Ч. 2. С.125 - 126.
10. Патент на полезную модель RUS 97989 19.05.2010 РФ. Устройство для дозирования жидкости / В.В. Прейс, В.Б. Морозов, С. А. Лисицын.
Морозов Владимир Борисович, канд. техн. наук, доц., [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Морозова Татьяна Геннадьевна, специалист, магистрант, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет
EXPERIMENTAL EVAL UA TION OF FUNCTIONAL PARAMETERS OF THE PROCESS OF MIXING MEDIA, THE DIFFERENT STATES OF AGGREGATION
V.B. Morozov, T.G. Morozova
Experimental evaluation of the process of mixing a mixture of "gas - liquid" was made. An algorithm procedures, specific recommendations is designed and implemented.
Key words: mixing, aggregate state, experiment algorithm technological advice, productivity efficiency.
Morozov Vladimir Borisovich, candidate of technical sciences, docent, qtay@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Morozova Tatiana Gennadjevna, specialist, master's degree, nusichka-89@,mail.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.892.1
МЕТОД КОНТРОЛЯ ВЛИЯНИЯ ПРОДУКТОВ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ДЕСТРУКЦИИ НА ПРОЦЕССЫ ОКИСЛЕНИЯ МОТОРНЫХ
МАСЕЛ
Б.И. Ковальский, А.Н. Сокольников, О.Н. Петров, В.Г. Шрам,
Р.Н. Галиахметов
Представлены результаты исследования продуктов температурной деструкции в диапазоне термостатирования моторного масла MobilSuper 2000 10W-40 SJ/CL/CF на процессы окисления с применением фотометрического метода контроля. Предложен критерий термоокислительной стабильности, выраженный коэффициентом сопротивления окислению, учитывающий количество тепловой энергии поглощенной продуктами окисления и испарения, предварительно термостатированных масел.
Ключевые слова:термостатирование, процессы окисления, коэффициент поглощения светового потока, коэффициент испаряемости, потенциальный ресурс, коэффициент сопротивления окислению.
В процессе эксплуатации двигателей внутреннего сгорания на поверхностях трения одновременно протекают процессы окисления, температурной и механической деструкций, а также химической реакции этих продуктов и продуктов неполного сгорания топлива с металлическими поверхностями. Основным фактором, ускоряющим эти процессы, является температура в зоне контакта, поэтому основными эксплуатационными характеристиками моторных масел являются их термоокислительная стабильность и температурная стойкость. Однако взаимное влияние продуктов температурной деструкции на процессы окисления и продуктов окисления на процессы температурной деструкции изучены недостаточно. Поэтому целью настоящих исследований является выявление влияния продуктов температурной деструкции на процессы окисления.
Методика исследования предусматривала применение следующих средств испытания и измерения: прибор для термостатирования масел в диапазоне температур от 160 до 260 °С с увеличением температуры на 20 °С без перемешивания и доступа воздуха при атмосферном давлении; при-
