CC BY
8Вестник ФГБОУ ВО РГАТУ, № 2 (26), 2015
tj-
Ryazan State Agrotechnological University Named after P.A. Kostychev
ANTONENKO Nadezhda A., candidate of technical sciences, associate Professor chairs "Industrial and civil building" Ryazan Institute (branch) of federal public budgetary educational institution of higher education "Moscow state machine-building university", nadegdaantonenko@yandex.ru
Nekrashevich Christina S., an agronomist.
This article provides information about block-developed technology of vacuum cooking and storage silos in buried ditches. Considered the seal of silage in a soft block, presented in the form of a cube of plastic sheeting, which is under full compression of uniformly distributed load-sealing of the negative pressure created by the difference between permanent atmospheric and adjustable residual pressure (discharge) inside a block due to the vacuum pump. Equations, taking into account the modification (reduction) of the soft block for pressure silos within the elastic deformations. As a result of the transformation of the shrinkage factor, sealing pressure from vakuumizacii, taking into account the pressure of silage. Before the dependence degree of compaction of silage in the vakuumirovannom block of the size of the soft edges of the cube, sealing pressure, modulus of elasticity, Poisson's ratio of silage. The necessity of calculating the pressure on the side walls and bottom of the soft block with the addition of silage.
Key words: compaction of silage, vacuum system, exterior atmospheric and inner pressure vacuum gauge, vacuumed soft container, polyethylene film
Literatura
1.Mehanizatsiya i tehnologiya proizvodstva produktsii zhivotnovodstva / V. G. Koba, N. V. Braginets, D.N. Musuridze, V. N. Nekrashevich. - M.: Kolos, 1999.-528 s.:il.
2. NTP APK 1.10.11-001-00 : Normy tekhnologicheskogo proektirovaniya khranilishch silosa i senazha / Ministerstvo selskogo hozyaystva Rossiyskoy Federatsii. - M., 2000.
3. Kats. A. M. teoriya uprugosti. SPb.: Izdatelstvo «Lan», 2002. S.48.
4. Ustroystvo transheynogo tipa dlya silosovaniya kormov s ispolzovaniem vakuumirovaniya.: zayavka na patent ot 14.01.2014 /Nekrashevich V. F, Antonenko N.A. [dr]. - № 2013101376.
5. Sposob zagotvki zelenykh kormov. Spravochnik po prigotvleniyu, hraneniyu I ispolzovaniyu kormov. -Minsk: Uradzhay, 1993.
6. Necrashevich V. F., Revich Ya. L. Monografiya. Raschet konstruktsiy I optimizatsiya parametrov zaglublennykh zhelezobetonnykh silosokhranilishch dlya fermerskikh khozyaystv.- Ryazan, 2013. - 135 s.
УДК 636.085.67 ^
ОБОСНОВАНИЕ ФОРМЫ ПОВЕРХНОСТИ КОЖУХА-ОТРАЖАТЕЛЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО
МИКРОНИЗАТОРА ФУРАЖНОГО ЗЕРНА
НЕКРАШЕВИЧ Владимир Федорович, д-р техн. наук, профессор кафедры механизации животноводства, Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева, е-таИ: MCX-RGATU@yandex.ru
КОРНИЛОВ Сергей Владиславович, канд. техн. наук, доцент кафедры технологии общественного питания, Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Косты-чева
ЛЕВИН Владимир Дмитриевич, канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры «Физика и прикладная механика» Рязанского института (филиал) ФГБОУ ВПО «(Московский государственный машиностроительный университет»
СИЛУШИН Павел Александрович, аспирант кафедры механизации животноводства, Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева, е-таН: silyshin@inbox. ги
В настоящее время сельское хозяйство, в том числе и животноводство, находятся в тяжелом экономическом положении. Главными путями повышения эффективности животноводства являются улучшение породистости скота, обеспечение оптимальных условий содержания и рационального кормления. Для осуществления такого кормления необходимо обеспечить внедрение прогрессивных технологий в кормопроизводстве, значительно повысить урожайность кормовых культур и продуктивность естественных сенокосов и пастбищ. Для того чтобы эффективно развивалось животноводство, необходимо снижать себестоимость производства кормов. Одним из путей повышения эффективности технологических процессов в перерабатывающей промышленности является _© Некрашевич В. Ф., Корнилов С. В., Левин В. Д., Силушин П. А. 2015 г._
Технические науки
<1
применение процесса микронизации, т.е. тепловой обработки ИК-излучением. Интенсивное воздействие ИК-излучения на различные виды сельскохозяйственного сырья и продукты его переработки способствует повышению их питательной ценности, улучшению санитарного состояния, увеличению выхода готовой продукции и повышению её качества. В статье представлена конструктивно-технологическая схема цилиндрического микронизатора фуражного зерна, который был разработан в ФГБОУ ВПО РГАТУ сотрудниками кафедры «Механизация животноводства». Представлена методика и расчет прохождения фуражного зерна в полости цилиндрического микронизатора. Полученные формулы показали, что образующая наружной поверхности кожуха-отражателя должна быть выполнена в виде гиперболы с учетом расширения фуражного зерна при нагреве и его незастревания в полости между внутренним цилиндром и кожухом-отражателем. При такой форме наружной стенки камеры облучения будет обеспечен подпор зерен на выходе вышележащим зерном и не произойдет разрыва потока зерна в кольцевой части установки.
Ключевые слова: цилиндрический микронизатор, фуражное зерно, корм, ИК-излучение, тепловая обработка, кожух-отражатель.
Введение
Корм для животных и птицы должен быть питательным, вкусным, чистым, легко перевариваться и хорошо усваиваться, не содержать в себе примесей и веществ, вредных для здоровья и неблагоприятно влияющих на качество животноводческой продукции. Зерновые корма в цельном виде редко скармливают животным, исключение составляют лошади и птица. Целые зерна, особенно с твердой оболочкой, недостаточно полно перевариваются животными. Поэтому для повышения вкусовых качеств, поедаемости, переваримости и усвоения питательных веществ зерновых кормов применяют разные способы подготовки их к скармливанию.
Одним из таких способов является микрони-зация зерна, заключающаяся в том, что зерно скоротечно нагревается за счет действия инфракрасных лучей (ИК-излучатели), в результате чего в зерне происходят биохимические изменения, способствующие повышению переваримости питательных веществ животными.
Микронизация - это тепловая обработка зерна или крупы инфракрасными лучами, длина волны которых 0,8-1,1 мкм, а мощность излучения обеспечивает нагрев продукта до 90-95 °С за 70-90 с. Под действием ИК-излучения в зерне (крупе) закипает внутриклеточная вода и возникающее внутреннее давление вспучивает его. При этом разрываются молекулы крахмала. В результате энергетическая ценность зерна возрастает, повышается его питательная ценность, увеличивается выход готовой продукции и повышается её качество.
Основная часть
В известной установке для микронизации зерна (рисунок 1) наружный цилиндр выполнен в виде усеченного конуса; так как при тепловой обработке фуражное зерно нагревается и расширяется, то площадь выходного отверстия (между кварцевым стеклом и наружным цилиндром снизу) существенно больше площади входного отверстия (рисунок 2). Микронизатор работает следующим образом. В загрузочный бункер засыпают предварительно очищенное от примесей и пыли зерно, которое под собственным весом ссыпается в полость между внутренним цилиндром и кожухом-отражателем, выгрузные отверстия диска-дозатора которого закрыты. После заполнения полости, включают
ИК-излучатели и при достижении требуемой экспозиции, в зависимости от вида обрабатываемого зерна, включают электродвигатель, предварительно открыв выгрузные отверстия диска-дозатора на величину необходимой производительности. Обработанное зерно ссыпается в загрузочный бункер, откуда в последующем через выгрузной рукав удаляется из микронизатора.
В установке для микронизации истечение зерна свободно восполняется зерном из бункера и создает напор. В кольцевой части, где происходит нагревание зерна, объем зерен увеличивается по мере их прохождения по высоте этой части. Для обеспечения свободного прохождения увеличивающихся в объеме зерен ширина кольца должна увеличиваться (рисунок 2). Необходимое увеличение ширины кольца можно определить из уравнения сохранения массы.
Элементарный объем зерен в начале камеры облучения
с!У() = лг^с/у - лЯ2с1у
(1)
где: R - радиус внутреннего цилиндра;
г0 - радиус верхней части кожуха-отражателя;
dV0 - начальный объем кольца высотой dy. Элементарный объем той же массы зерен на расстоянии у равен
(2)
(ЗУ = 7ТГ
где: ¡V - объем кольца высотой ¡у на рассто-
янии у;
гу - радиус наружной стенки на расстоянии у от верхней части.
Согласно равенствам (1) и (2)
а'
с1У0 г"--Я2
(3)
Обозначение отличающихся величин лучше обозначать индексами: dVу и так далее.
Из уравнения равенства масс выделенных объемов получим:
¿У0-Р0 = (1У -ру
находим
(4)
ф
Вестник ФГБОУ ВО РГАТУ, № 2 (26), 2015
где р0 - начальная плотность фуражного зерна;
р - плотность фуражного зерна на расстоянии у.
Приравняем равенства (3) и (4). В результате получим:
Ро
г2(у)-Я2
2 г>2
г0 -Я
Р(У) Из (5) находим
(5)
(6)
1 - корпус; 2 - загрузочный бункер; 3 - выгрузное устройство; 4 - камера облучения; 5 - ИК-излучатели; 6 - внутренний цилиндр (кварцевое стекло); 7 - наружный цилиндр (кожух отражателя); 8 - полость облучения материала; 9 - направляющий конус; 10 - диск-дозатор; 11 - выгрузные отверстия; 12 - заслонки; 13 - бункер для готовой продукции; 14 - электродвигатель Рис. 1 - Схема установки для микронизации зерна
Примем линейный закон изменения плотности зерна в камере облучения
(7)
где L - высота камеры облучения мирконизато-ра фуражного зерна.
рк - объемная масса зерна в камере облучения.
Подставив (7) в (6), приходим к следующему уравнению
Откуда находим радиус внешнего кольца, как функцию расстояния у
(8)
Р - радиус внутреннего цилиндра; г(у) - радиус наружной стенки на расстоянии у от верхней части; р0 - начальная плотность фуражного зерна; р(у) - плотность фуражного зерна на расстоянии у; dV0 -начальный объем кольца высотой Су; dV(y) - объем кольца высотой с1у на расстоянии у; 1 - внутренний цилиндр;
2 - кожух-отражатель Рис. 2 - Вертикальный и горизонтальный разрезы кольцевой части прохода зерна в микро-низаторе
Исследуем уравнение (8). Для этого вычислим первую производную
Технические науки
43
(9)
Из выражения (9) при условии у=0 находим
(10)
dr0 _{r¿-R2)ÍPo-pt)
dr.
dy
Pk
(r¿-£2)(p0-pk)
(11)
Из равенств (9), (10) и (11) следует, что
(Зу с?у с!у
То есть касательная к графику кривой имеет положительный угол наклона, увеличивающийся от начала к концу камеры. Это означает, что графиком г является вогнутая гиперболическая кривая (рисунок 3).
1 - внутренний цилиндр; 2 - кожух-отражатель;
Рис. 3 - Форма наружной стенки камеры облучения Заключение Микронизатор фуражного зерна, разработанный в ФГБОУ ВПО РГАТУ сотрудниками кафедры «Механизация животноводства», должен содержать внутренний цилиндр, выполненный из кварцевого стекла, в котором размещаются лампы ИК-излучения и наружный кожух-отражатель в виде усеченного конуса, расширяющегося к нижнему
основанию, которые между собой образуют пространство для истечения зерна; бункер для накопления зерна с расположенным внутри направляющим конусом в верхней части микронизатора и диск-дозатор с заслонкой, обеспечивающей дозированный выход готового продукта в нижней части. Теоретически было установлено, что образующая наружной поверхности кожуха-отражателя должна быть выполнена в виде гиперболы с учетом расширения фуражного зерна при нагреве и его незастревания в полости между внутренним цилиндром и кожухом-отражателем. При такой форме наружной стенки камеры облучения будет обеспечен подпор зерен на выходе вышележащим зерном и не произойдет разрыва потока зерна в кольцевой части установки. Таким образом, кожух-отражатель должен быть выполнен в виде расширяющегося к низу гиперболоида.
Список литературы
1. Корнилов, С. В. Результаты испытания микронизатора зерна на пропускную способность [Текст] / С. В. Корнилов, П. А. Силушин // Сб. науч. тр. преподавателей и аспирантов РГАТУ : материалы науч.-практич. конф. 2012 года. - Рязань, 2012. - С. 89-92.
2. Пат. 117268 Российская Федерация, МПК A23L1/025. Устройство для микронизации зерна [Текст] / Силушин П. А., Некрашевич В. Ф., Корнилов С. В., Мамонов Р. А. ; заявитель и патентообладатель Рязанский гос. агротехнол. ун-т. - № 2012103206/13 ; заявл. 30.01.12 ; опубл. 27.06.12, Бюл. № 18. - 3 с. : ил.
3. Механизация и технология производства продукции животноводства [Текст] / В. Г. Коба, Н. В. Брагинец, Д. Н. Мурусидзе, В. Ф. Некрашевич. -М. : Колос, 1999. - 528 с.
4. Установка для микронизации зерна [Текст] / В. Ф. Некрашевич, С. В. Корнилов, И. В. Воробьева, П. А. Силушин // Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы : материалы междунар. науч.-практич. конф., посвящ. 55-летию института механики и энергетики. - Саранск, 2012. - С. 135-139.
5. Cristiane, M. Influence de traitements technologigues des cereals sur l'amidon et sa "digestibilite in vitro'V // Bull. ENS. - 1977. - № 0.278. - P. 7989.
GROUNDING THE FORM OF THE DEFLACTOR PLATE SURFACE OF THE FEEDER GRAIN
CYLINDRICAL MICRONIZATOR
Nekrashevich Vladimir F., doctor of technical Sciences, professor chairs "Mechanization of animal husbandry", e-mail: MCX-RGATU@yandex.ru
Kornilov Sergey V., Associate Professor of Food Technology
Levin Vladimir D., doctor of physico-mathematical Sciences, associate professor chairs "Physics and applied mechanics" Ryazan institute (branch) of federal public budgetary educational institution of higher education "Moscow state machine-building university"
Silushin Pavel A., graduate student mechanization livestock, e-mail: silyshin@inbox.ru Ryazan State Agrotechnological University Named after P.A. Kostychev
Currently, agriculture, including livestock, are in dire economic straits. The main ways of improving the efficiency of livestock are bred cattle improvement, ensuring optimal conditions of feeding and management. To implement such feeding is necessary to ensure the implementation of advanced technologies in the feed production, greatly enhance the productivity of forage crops and productivity of natural grasslands and pastures. In order to effectively develop the livestock is necessary to reduce the cost of production of fodder. One way
Вестник ФГБОУ ВО РГАТУ, № 2 (26), 2015 -
to improve the efficiency of processes in the process industry is the application process, micronization, ie heat treatment by IR radiation. Overexposure to infrared radiation for various types of agricultural raw materials and its products help to improve its nutritional value, improved sanitation, increased yield of finished products and improve its quality. The paper presents a constructive - technological scheme of the cylindrical micronizator cornmeal, which was developed in FSBEI HPO RGATU the department staff "Mechanization of livestock." Just provides a methodology and calculation of passage of feed grain in a cylindrical cavity micronizator. The obtained formulas have shown that a generator of the outer surface of the casing, the reflector should be made in the form of a hyperbola with the expansion during heating of feed grains and nezastrevaniya in the cavity between the inner cylinder and the housing-reflector. In this form the outer wall of the irradiation chamber is provided at the output of backwater grains overlying grain and grain flow discontinuity occurs in the annular portion of the installation.
Key words: cylindrical micronisers, cornmeal, food, infrared radiation, heat treatment, housing, reflector.
Literatura
Kornilov, S. V. Rezul'taty ispytaniya mikronizatora zerna na propusknuyu sposobnost'[Tekst]/S. V. Kornilov, P. A. Silushin // Sb. nauch. tr. prepodavateley i aspirantov RGATU : materialy nauch.-praktich. konf. 2012 goda. - Ryazan', 2012. - S. 89-92. 2. Pat. 117268 Rossiyskaya Federatsiya, MPK A23L1/025. Ustroystvo dlya mikronizatsii zerna [Tekst] / Silushin P. A., Nekrashevich V. F., Kornilov S. V., Mamonov R. A.; zayavitel' i patentoobladatel'Ryazanskiy gos. agrotekhnol. un-t. - № 2012103206/13; zayavl. 30.01.12; opubl. 27.06.12, Byul. № 18. - 3 s. : il.
3. Mekhanizatsiya i tekhnologiya proizvodstva produktsii zhivotnovodstva [Tekst] / V. G. Koba, N. V. Braginets, D. N. Murusidze, V. F. Nekrashevich. - M. : Kolos, 1999. - 528 s.
4. Ustanovka dlya mikronizatsii zerna [Tekst] / V. F. Nekrashevich, S. V. Kornilov, I. V. Vorob'eva, P. A. Silushin // Energoeffektivnye i resursosberegayushchie tekhnologii i sistemy: materialy mezhdunar. nauch.-praktich. konf., posvyashch. 55-letiyu instituta mekhaniki i energetiki. - Saransk, 2012. - S. 135-139.
5. Cristiane, M. Influence de traitements technologigues des cereals sur l'amidon et sa "digestibilite in vitro'V//Bull. ENS. - 1977. - № 0.278. - P. 7989.
УДК 631.3-18:(621.928:621.882)
К РАСЧЕТУ ПАРАМЕТРОВ ВИНТОВОГО СЕПАРАТОРА
РЫЧКОВ Виктор Анатольевич, д-р техн. наук, зав. отделом, rychkov1970@list.ru ВАСИЛЬЕВ Сергей Сергеевич, зам. зав. отделом, тел. 24-83-16 ФИЛАТОВ Виктор Алексеевич, старший научный сотрудник ГЛАЗУНОВ Иван Сергеевич, старший научный сотрудник Всероссийский научно-исследовательский институт механизации и информатизации агрохимического обеспечения сельского хозяйства, г.Рязань.
В статье рассмотрена оригинальная конструкция сепаратора сыпучих материалов, выполненная в виде наклонного винтового конвейера, в котором на некоторой длине нижней части цилиндрического кожуха выполнено отверстие, закрытое просеивающим решетом. Представлена упрощенная физико-математическая модель процесса сепарации сыпучего материала при его перемещении винтовой спиралью по поверхности цилиндрического решета и методика расчета рациональных его параметров.
Ключевые слова: винтовой конвейер, сепарация, решето, расчет параметров.
Введение
Для просеивания сыпучих материалов, в частности, слежавшихся минеральных удобрений, в ФГБНУ ВНИМС (г. Рязань) разработан винтовой сепаратор (автор идеи - канд. техн. наук Тере-хин В.Г.). Сепаратор выполнен в виде наклонного винтового конвейера, в котором нижняя часть кожуха, имеющая продольное отверстие, снабжена сменным быстросъемным полуцилиндрическим решетом и прием-ным лотком для сбора и выдачи проходных фракций сыпучего материала. Прием© Рычков В. А., Васильев С. С.,
ный лоток закреплен шарнирно на кожухе с возможностью свободного доступа к решету с целью его очистки и (или) замены (рисунок 1).
С целью расширения сферы применения сепаратора данное техническое решение в дальнейшем использовано при разработке установки для предпосевной обработки семян зерновых культур растворами ядохимикатов и биопрепаратов. С этой целью загрузочный бункер конвейера снабжен дозатором для регулируемой подачи семян, а приемный лоток - форсунками для распыливания
Филатов В. А., Глазунов И. С. 2015 г._
