Интенсификация процесса удаления влаги из кожевой ткани каракульчи в процессе сушки Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА УДАЛЕНИЯ ВЛАГИ ИЗ КОЖЕВОЙ ТКАНИ КАРАКУЛЬЧИ В ПРОЦЕССЕ СУШКИ

12 3

Абдуганиев З. , Абдуганиева Ш.З. , Джуракулов М.М. , Худойназаров Ж.Б.4

Аннотация: в статье рассмотрен теоретический анализ снижения энергозатрат на выполнение процесса сушки материалов, в том числе каракульчи, активизацией процесса выведения влаги, связанной с интенсификацией разрушения связей между влагой и сухим веществом (дегидратации), а также выведением влаги на открытую поверхность. Удержание элемента шкурки на определенном участке полки происходит за счет возникновения силы трения как на наружном, так и на внутреннем слоях. Сделан вывод о том, что в случае больших различий между силами ст.н и Рст.в возникают деформации (расслоения) внутри шкурки и сила трения. Величина, которой, в основном, определяется устойчивая фиксация шкурки, зависит от значения нормальной составляющей силы натяжения пружины и прилипания волосяного покрова и мездрового слоев к опорной сетке и полотну. Ключевые слова: энергозатрата, процесса сушки, каракульча, активизация, выведения влаги, интенсификация, разрушения связей, дегидратация, изометрма, кожевой слой, мездра, волосяной покров, фиксация, полуцилиндрическая полка, фиксация, шкурка, деформация, расслоения, сила трения, усадка шкурок.

Введение. Снижение энергозатрат на выполнение процесса сушки материалов, в том числе и каракульчи, может быть достигнуто активизацией процесса выведения влаги, связанной интенсификацией разрушения связей между влагой и сухим веществом (дегидратации), а также выведением влаги на открытую поверхность. Интенсивность протекания процесса дегидратации вещества зависит от различных факторов, большинство из которых так или иначе связаны с особенностями протекания процесса сушки материала[1], [2].

Материалы и методы. На рис.1.а представлена расчетная схема процесса перемещения влаги внутри материала. Выделим в материале небольшой участок, в котором происходит движение влаги в направлении, указанном стрелкой. Движение влаги происходит за счет разности температур внутри и снаружи вещества. Обычно подвод теплоты осуществляется извне, а перемещение влаги изнутри наружу.

Проведя две изометрические линии внутри кожевого слоя I и г+м и соединяя их между собой нормалью п, находим соотношение

1Абдуганиев Зойиркул - кандидат технических наук, доцент; 2Абдуганиева Шахноза Зойиркуловна - ассистент,

кафедра агроинженерии; 3Джуракулов Мухлисбек Мухиддин угли - студент; 4Худойназаров Журабек Бахтияр угли - студент, направление: механизация сельского хозяйства, факультет агроэкономики и агроинженерии, Самаркандский ветеринарный медицинский институт, г. Самарканд, Республика Узбекистан

2

УДК 631.365.3

Рис. 1. К интенсификации процесса влаговыделения из каракульчи которое при Ап > 0 представляет собой производную в виде:

Лг

= ТП • <2)

С учетом свойств вещества элементарное количество влаги, перемещаемое внутри вещества определится из равенства

Лжвн = -Явн , (3)

где Явн - удельный коэффициент фильтрации влаги вдольвещества, кг/(см2 0С). Рассматривая процесс фильтрации влаги внутри вещества через плоскую поверхность определенной толщины, получим:

жвн = Яви №вн - Н ,сл )1 кг / с, ^

где & -толщина слоя, через которую производится фильтрация влаги, м; I вн, Iн.сл - соответственно, температура внутри вещества и на наружной поверхности, 0С. На рис. 1.б представлена расчетная схема испарения влаги со свободной поверхности. Количество испаряемой влаги:

ЛЖисп = Яисп ' А* ' Л^исп, (5) где. Яисп - коэффициент испаряемости влаги с поверхности материала,

кг/(см2 0С); А * - разность температур между поверхностью и воздухом, куда происходит испарение, 0С.

Интегрируя полученное выражение найдем аналитическую зависимость, характеризующую интенсивность процесса испарения влаги

Жисп = Яисп ' ^исп^н сл — * В ),КГ/ с, (6)

р -> /

где г исп - площадь поверхности, с которой происходит испарение влаги, м в

- температура воздуха, 0С. Общее количество влаги, перемещаемое сквозь толщу материала и испаряемое с поверхности, равны между собой.

ЖВН = Жисп, (7)

Поэтому, рассматривая уравнения ( 4 ) и ( 6 ) и решая их совместно, получим:

ж = яобщ ' гисмвн — \ кг / с, (8)

где, Яобщ - обобщенный коэффициент влаговыделения из материала.

Обобщенный коэффициент влаговыделения для случаев одностороннего испарения влаги из шкурки определяется по формуле [3],[4]:

Я^общ -

1

■ +

8

\

-1

V Яисп

1 Я

вн

, кг/с • м2 С.

(9)

С учетом испарения влаги с обоих сторон шкурки (со стороны мездры и волосяного покрова) обобщенный коэффициент влаговыделения из материала найдем по формуле [5], [6]:

Я^^общ

1

■ + ■

1

Я

исп

Я

11

+

8

Л

-1

исп

Явн

/ 2 ° г-1

,кг/с • м • С.

(10)

у

я1

Результаты и обсуждения. Сравнение выражений (9 ) и ( 10 ) показывает, 1ОБщ, , Я1 ОБщ, т.е. для интенсификации сушки шкурок необходимо использовать двустороннее влаговыделение, которое реализуется путем использования полуцилиндрической полки. Выполнение полки в виде полуцилиндра создает оптимальные условия для одновременной фиксации и удержания шкурок в растянутом состоянии по всей поверхности, что способствует уменьшению их усадки в процессе сушки. На рис.2. представлена схема сил, действующих на поверхность небольшого элемента шкурки при ее фиксации на участке полуцилиндрической полки.

Рис. 2. Расчетная схема фиксации элемента шкурки на цилиндрической полке

Исходя из условия неподвижности шкурок и сохранения ее первоначальной формы для наружного и внутреннего слоев запишем: В наружном слое

¥тр.н + ¥т.Н > ¥ст.Н (11)

Во внутреннем слое

¥тр.в < рт.е + ¥ст.В (12) где, ¥тР.н, ¥тР.в - силы трения шкурки в наружном и внутреннем слоях; ¥т.н ¥тв -тангенциальная составляющая сила натяжения пружин в тех же слоях; ¥стн, ¥ств -силы стягивания шкурки; ¥П - сила натяжения пружины; ¥н.н, ¥ Не - нормальная составляющая сил натяжения пружины.

Удержание элемента шкурки на определенном участке полки происходит за счет

возникновения силы трения Fmр как на наружном, так и на внутреннем слоях. В

случае больших различий между силами ¥стл и ¥ств возникают деформации (расслоения) внутри шкурки. Сила трения, величиной которой, в основном определяется устойчивая фиксация шкурки зависит от значения нормальной

1

составляющей силы натяжения пружины и прилипания волосяного покрова и мездрового слоев к опорной сетке и полотну. Величина нормальной составляющей силы натяжения пружины (нормальная сила) не остается постоянной, ее величина определяется из выражения

Гн = Гл • ъта,

(13)

а

где, ^ - угол между направлением силы действия пружины и тангенциальной силы к поверхности опорной сетки[7],[8],[9].

На крайних точках поверхности шкурки величина нормальной силы значительно меньше, чем в центральной части, поэтому усадка шкурки на периферийной части будет иметь большее значение чем в центральной. Для снижения усадки шкурки следует обеспечивать условие:

акр >0,

(14)

где

а

кр - угол между направлением силы действия пружины и касательной к

поверхности опорной сетки на крайних элементах шкурки [10], [11].

На рис. 3 представлена расчетная схема для определения радиуса опорной поверхности полуцилиндрической полки.

Рис. 3. К обоснованию основных параметров полуцилиндрической полки Радиус опорной поверхности определится в зависимости от длины шкурки ЬШ и значений акр - в виде [12], [13]:

К = ^ 2акр ), (15) Выводы. Анализ изменения нормальной составляющей силы натяжения пружины Ен в зависимости от а показывает, что ее значение увеличивается от 0 при а = 00

(точка В1 на рис. 3) до ГН ПИХ = Гп при а = 900, т.е. при а = 00 сила натяжения пружины всецело состоит из тангенциальной составляющей, тогда как в точке, а нормальная сила достигает своего максимального значения. Отсюда следует, что на вершине полуцилиндра шкурка удерживается в распрямленном состоянии под действием большого давления, чем на его боковых частях. Это вызовет в процессе сушки различную усадку шкурки на ее различных топографических частях. Для

уменьшения этой неравномерности величину изменения F н следует ограничить в

пределах (0,6...0,8) Fn, что соответствует значению радиуса полуцилиндра R =

(0,23 .0,30) м при ( = 500 и ЬШ = 0,6 м и наилучшим условиям фиксации шкурок на

поверхности сушильной полки.

Список литературы

1. Байдюк П.В., Ражабов А.Р. Выбор оптимальных параметров сушки каракульских шкурок. // Сельское хозяйство Узбекистана, 1973. № 2.

2. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М.: Наука, 1978.

3. Демин А.В. Методические рекомендации по оптимизации сушильных установок плотного слоя. М.: ВИЭСХ, 1975.

4. Сеитбеков Л.С., Омаров Р.А. Моделирование процесса сушки каракуля. // Вестник сельскохозяйственных наук Казахстана, 1989. № 8.

5. Лыков А.В. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа, 1967.599 с.

6. Лыков А.В. Теория сушки. М.: Энергия, 1968. 471 с.

7. Лыков А.В. Тепломассаобмен. Справочник. М.: Энергия, 1978. 479 с.

8. Абдуганиев З. Гелиоустановка для сушки шкурок каракульчи. Гелиотехника. Ташкент, 1992. № 2. С. 57-59.

9. Инструкция по первичной обработке каракулево-смушкового сырья. М.: Госиздат, 1967. 12 с.

10. Закиров И.Д., Шарафуддинов Ф., Хамракулов Д.Смушковедение. Ташкент: У^итувчи, 1978. 210 с.

11.Асомов С.А. Основы промышленной технологии производства баранины и каракульчи в Узбекистане: Дисс. канд. с/х наук. Самарканд, 1973. 128 с.

12. Сейтбеков Л.С. Основы разработки безотходной технологии и технических средств первичной обработки продукции каракулеводства. Дисс. д-ра техн. наук. Ереван, 1984. 282 с.