CC BY
51
Назарова Елена Владимировна - канд. техн. наук, доцент кафедры информационных технологий и управляющих систем Азово-Черноморской государственной агроинже-нерной академии (г. Зерноград). Тел. 8(86359) 36-0-23.
Information about the authors Krasnov Ivan Nikolaevich - Doctor of Technical Sciences, professor of the Mechanization and production technology and processing of agricultural production department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8-928-13-79-808.
Nazarova Yelena Vladimirovna - Candidate of Technical Sciences, associate professor of the information technologies and operating systems department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359) 36-0-23.
УДК 631.86
ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВА ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ КОМПОНЕНТОВ КОМПОСТА
© 2013 г. А.М. Бондаренко, Т.Ф. Самойлова
Рассмотрены теоретические зависимости показателей производительности по соломе, полужидкому навозу и их смеси мобильным смесителем при производстве компостов в полевых условиях. Получены теоретические зависимости для определения технологических и режимных параметров процесса смешивания при производстве компостов с заданными физико-химическими свойствами на основе полужидкого навоза, соломы и минеральных удобрений в полевых условиях с использованием мобильного смесителя компонентов компоста.
Ключевые слова: смешивание, компост, мощность, солома, полужидкий навоз.
Theoretical dependences of the productivity factors at the straw, semi-liquid manure and their mixtures by the mobile mixer in the compost production in the field conditions are submitted. The theoretical curves for determining the technological and operating parameters of the mixing process in the production of compost with specified physical and chemical properties on the basis of semi-liquid manure, straw and mineral fertilizers in the field conditions using the compost mobile mixer are turned out.
Key words: mixing, compost, power, straw, semi-liquid manure.
Полужидкий навоз, производимый на животноводческих предприятиях, как правило, накапливается, но не используется в связи с его специфичными физико-механическими свойствами. При производстве органических удобрений на основе полужидкого навоза экономически целесообразно готовить компосты в полевых условиях путем смешивания его с соломой и минеральными удобрениями с применением мобильного смесителя компонентов компоста [1]. Мобильный смеситель компонентов компоста позволяет получать компосты с заданными физико-химичес-
кими свойствами путем точного дозирования каждого из компонентов компоста. Основным элементом мобильного смесителя компонентов компоста является смесительная камера.
Целью исследования является теоретическое обоснование конструктивных и режимных параметров смесительной камеры мобильного смесителя компонентов компоста.
В задачи исследования входило теоретическое обоснование технологических и режимных параметров смесительной камеры мобильного смесителя компонентов
компоста, основными из которых являются: рабочий угол поворота лопатки (ф), производительность смесителя ^смб), производительность подачи соломы ^с), производительность подачи полужидкого навоза ^пн).
Смешивание компонентов компоста происходит в смесительной камере следующим образом: влагопоглощающий материал (солома) донным транспортером до-зированно подается в камеру, одновременно в полый вал смесителя насосом подается полужидкий навоз под давлением, который через полые лопатки, закрепленные на валу, поступает в камеру смешива-
ния. Под воздействием лопаток происходит смешивание компонентов в смесительной камере. Каждая лопатка состоит из двух частей разной длины Rл и Гл (рисунок 1). Смачивание и перемешивание происходит на участке шириной - гл». Это рабочий участок в камере смешивания, от величины которого зависит производительность камеры и качество смешивания компонентов.
Производительность камеры смешивания зависит от нескольких параметров и складывается из суммы производительно-стей подачи соломы и полужидкого навоза ^пн).
. (1)
Рисунок 1 - Схема смесительной камеры
х 0 ,009 £ 0,008 (¿0,007 0,006 0,005 0,004 0,003 0,002 0,001 0
идт, /
0,075
0,09375
0,112
0,1325
0,15
1 - при Н = 0,3 м; 2 - при Н = 0,4 м; 3 - при Н = 0,5 м Рисунок 2 - График зависимости производительности подачи соломы от скорости донного транспортера при открытии окна подачи соломы
Производительность подачи соломы (Ос) зависит от скорости донного транспортера (идт), высоты окна подачи соломы (Н), влажности соломы и др.
I
дт
дт
дт
дт/ , (2)
/ / , (3)
где дт - ширина донного транспортера, м;
- плотность соломы, т/м3;
- высота окна подачи соломы, м;
дт - скорость донного транспортера,
м/с.
Из приведенного графика (рисунок 2) видно, что с увеличением дт и увеличивается производительность подачи соломы.
Поскольку масса полужидкого навоза и соломы при производстве компоста должны браться в соотношении 4:1, то и производительность по подаче полужидкого навоза должна быть больше.
Производительность подачи полужидкого навоза (Опн) зависит от осевой скорости движения полужидкого навоза в напорной магистрали:
— , (4)
где Б - диаметр трубопровода магистрали подачи полужидкого навоза, м;
- плотность полужидкого навоза, т/м3;
- коэффициент наполнения магистрали;
- осевая скорость движения полужидкого навоза по магистрали, м/с.
Из приведенной диаграммы (рисунок 3) видно, что с увеличением подачи соломы (увеличением высоты окна и скорости подачи соломы донным транспортером) увеличивается и подача полужидкого навоза в соответствии с заданным соотношением 1:4.
> 0,035
§
0,03 0,025 0,02 0,015 0,01 0,005
1 2 3 3
\ \
—
__—
^---
0
0,075
0,09375
0,112
0,1325
0,15
1 - при Н = 0,3 м; 2 - при Н = 0,4 м; 3 - при Н = 0,5 м
Рисунок 3 - График зависимости производительности подачи полужидкого навоза
от скорости подачи соломы донным транспортером при открытии окна подачи соломы
Процесс смешивания можно представить в виде отдельных элементарных процессов:
- конвективное смешивание (перемешивание частиц из одного объема смеси в другой внедрением и скольжением слоев);
- диффузионное смешивание - это постепенное перемещение частиц различ-
ных компонентов через вновь образованные границы их раздела);
- сегрегация (сосредоточение частиц, близких по формуле и размерам в разных местах смесителя.
Если разделить по времени смешивание на три интервала, то в первом преобладает конвективное смешивание, во вто-
ром - диффузионное, в третьем - сегрегация [21.
Первые два процесса способствуют
равномерному распределению частиц в смеси, последний - препятствует этому. Поэтому целесообразно заканчивать процесс в конце второго интервала смешивания.
В камере мобильного смесителя смешиваемые компоненты по времени находятся доли секунды (рисунок 4).
(5)
б б
где - угол рабочего хода лопатки, рад.; - радиус сегмента рабочей зоны смешивания, м; б - число оборотов вала смесительного
барабана, с-1; б - радиус смесительного барабана, м.
0,08
180°
210°
ф, рад » 240°
1 Псмк 4,5 с ; 2 Псмк 6 с ; 3 Псмк 7,5 с
Рисунок 4 - График зависимости времени рабочего хода лопатки в смесительной камере
от угла поворота лопатки при частоте оборотов вала смесителя
Из рисунка 4 видно, что с увеличением угла время рабочего хода лопатки увеличивается.
В камере происходит смешивание на участке «Ял - Гл» (рисунок 1). Ближе к по-
где Всмк - ширина смесительной камеры, м; п - число оборотов, с-1; Рсм - плотность смеси, т/м3; ф - угол поворота лопатки, рад; Я - радиус лопатки, м; Гл - радиус цилиндрической части
лопатки, м. Анализ формулы (6) показал, что при п=сопБ1 и ф=сош1 и уменьшении г от Я до Я/2 будет увеличиваться объем сектора
лому валу начинается процесс сегрегации, поэтому производительность смесителя целесообразно рассчитывать на этом участке по формулам:
С
)
) 5
/
(6) (7)
смешивания компонентов в смесительной камере, а следовательно, увеличивается ее производительность.
На качество смешивания также влияет угол поворота лопатки от момента поступления соломы и полужидкого навоза в смесительную камеру до выброса смеси через дефлектор, характеризуя рабочий ход лопатки в смесительной камере.
б
Из выражения (8) видно, что при п=еоп81 и увеличении угла рабочего хода лопатки ф будет возрастать время смешивания компонентов в смесительной камере, что скажется на качестве смеси.
Следовательно, на основе полученных теоретических зависимостей для определения технологических и режимных параметров процесса смешивания компонентов компоста на основе полужидкого навоза соломы и минеральных удобрений в мобильном смесителе выявлены режимные параметры, которые необходимо определить экспериментальным путем, основными из которых являются число оборотов вала смесителя (псмб), рабочий угол хода
лопатки (ф), время смешивания в рабочей зоне смесителя (t).
Литература
1. Бондаренко, А.М. Механико-технологические основы процессов производства и использования высококачественных органических удобрений: монография / А.М. Бондаренко. - Зерноград, 2001. -289 с.
2. Машины и аппараты пищевых производств: учеб. для вузов / В.А. Панфилов, С.Т. Антипов, И.Т. Кретов, А.Н. Остриков и др. - В 2 кн. Кн. 1. - Москва: Высшая школа. - 2001. - 703 с.: ил.
Сведения об авторах
Бондаренко Анатолий Михайлович - д-р техн. наук, профессор, проректор по научной работе, зав. кафедрой землеустройства и кадастров Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел.: 8(86359) 41-1-61.
Самойлова Татьяна Филипповна - ассистент кафедры землеустройства и кадастров Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград).
Information about the authors
Bondarenko Anatolyi Mikhailovich - Doctor of Technical Sciences, professor, prorector of research work, head of the Land management and inventories department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359) 41-1-61.
Samoylova Tatiyana Filippovna - assistant of the Land management and inventories department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd).
УДК 631.363
РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ГРАНУЛЯТОРА КОРМОВ ПШ-120 © 2013 г. В.В. Скидело, И.Н. Краснов, Ж.В. Матвейкина
Дано общее устройство и принцип работы шестерённого гранулятора кормов с условной маркой ПШ-120, имеющего две горизонтальные матрицы. Приведены результаты его испытаний в ФГБУ «Северо-Кавказская МИС», по данным которых установлены производительность гранулятора, затраты мощности на привод и показатели качества получаемых гранул.
Ключевые слова: гранула, гранулятор, кормосмесь.
The general device and the principle of operation of the forage gear granulator with the pro forma PSh-120 brand, having two horizontal matrixes is considered. The results of its tests in the North Caucasian Machine-Testing Station are considered. The productivity of the granulator, costs of the drive power and indicators of granules quality are established by these results.
Key words: granule, granulator, fodder mix.
