CC BY
58
Представленная методика позволяет рассчитать ресурс плунжерных пар при работе на дизельном смесевом топливе в зависимости от концентрации в нем рапсового масла.
Библиографический список
1. Уханов, А. П. Рапсовое биотопливо: Монография / А. П. Уханов, В. А. Рачкин, Д. А. Уханов // Пенза: РИО ПГХСА, 2008. - 229 с.
2. Костецкий, Б.И. Износ плунжерных пар насосов / Б.И. Костецкий и др. // Механизация и электрификация социалистического хозяйства. - 1973. - №12. - С. 35 - 36.
3. Уханов, Д.А. Теоретическая оценка влияния рапсово-минерального топлива на износ плунжерных пар топливных насосов / Д.А. Уханов, Е.Г. Ротанов // Сб. материалов Всероссийской науч.-практ. Конф., Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России. - Пенза: РИО ПГСХА, 2009. - С. 9 - 10
4. Коновалов, А.В. Методика выбора сталей для их использования в условиях
скольжения по закрепленному абразиву / А.В. Коновалов, В.Ф. Пичугин, О.Ю. Елагина // РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина. Нефтегазовое дело, 2004 http://www.ogbus.ru
5. Артемьева, Т.М. Гидравлика, гидромашины и гидропневмопривод: /Т.В. Артемьева, Т.М. Лысенко, А.Н. Румянцева, С.П.Стесин ; под ред. С.П.Стесина. -М.: Издательский цент «Академия», 2006. - 336 с.
6. Абразмон, А.А. Поверхностно-активные вещества / А.А. Абразмон. - Л.: Химия, 1981. - 300 с.
7. Уханов, А.П. Теоретическая оценка турбиметрического метода анализа загрязненности дизельного топлива водой и механическими примесями / А.П. Уханов, Ю.В. Гуськов, И.Н. Калячкин // Повышение эффективности использования автотракторной и сельскохозяйственной техники: Межвуз. сб. науч. трудов XVI региональной научно-практической конференции вузов Поволжья и Предуралья. - Пенза: РИО ПГСХА, 2005. - С. 33 - 37.
УДК 631.363, УДК 621.646.7
результаты экспериментальных исследований дозатора-смесителя концентрированных кормов
Фролов Николай Владимирович, кандидат технических наук, профессор кафедры «Механизация и технология животноводства»
446442, Самарская область, Кинельский район, пос. Усть-Кинельский, ул. Спортивная 13, кв. 8.
Мальцев Виталий Сергеевич, аспирант
кафедры «Механизация и технология животноводства»
443541, Самарская область, Волжский район, с. Рождествено, ул. Центральная д. 19, кв. 2.
ФГОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия»
Mail: [email protected]
Ключевые слова: дозатор-смеситель, равномерность смешивания, равномерность дозирования, производительность, мощность, энергоёмкость, основная воронка, спиральные направляющие.
Представлены результаты экспериментальных исследований дозатора-смесителя, в частности, зависимости качества смешивания и производительности от конструктивно-технологических параметров устройства.
Целью данной работы является проверка теоретических выводов и предположений при исследовании дозатора-смесителя кормов [1], а также определение зависимостей, которые не удалось выявить аналитическим путём.
Одним из основных параметров, характеризующих работу дозатора-смесителя, является производительность, которая зависит от конструктивных особенностей установки.
Для получения математической модели производительности реализован полный факторный эксперимент по ортогональному плану второго порядка 22 [2]. Изменяемыми параметрами были частота вращения скребков и их высота. Исследования проводили на смеси дроблёных компонентов: ячмень
- 10%, пшеница - 53%, кукуруза - 30%, овёс
- 6%. В качестве контрольного компонента в смесь добавляли просо - 1% [3]. Крупность помола всех компонентов составляла
0,6...1мм [4, 5]. Содержание пылевидной фракции - менее 2%.
По результатам эксперимента было получено уравнение регрессии:
(Э = 3,2675 + 0,001519 Ис + 0,056171 п + 0,0019092 Ис 2 -+ 0,00084294 I 2 , (1)
где п - частота вращения скребков, мин-1; hc - высота скребка, м.
По уравнению была построена поверхность отклика. Двухмерное сечение поверхности отклика представлено на рисунке 1.
10-Р---------—¿М------1—^^—
10 14 1Я ?.?. 9.6 40
Высота скребков 11с, мм
Рис. 1. Зависимость производительности Ц, т/ч, дозатора-смесителя от высоты скребков ^ и частоты их вращения п
Как видно из рис. 1, производительность смешивания компонентов увеличивается с увеличением высоты скребков и их частоты вращения.
По полученным данным сложно определить рациональный интервал изменения производительности, поэтому режимы работы дозатора-смесителя целесообразно определять на основании данных о равномерности смешивания и энергоёмкости процесса смесеприготовления.
сходимость результатов теоретических и экспериментальных исследований производительности позволила уточнить значение поправочного коэффициента кп, вводимого в формулу производительности. Для указанной выше смеси кп = 0,97.
В задачу экспериментальных исследований входило также определение зависимости равномерности смешивания от конструктивно-режимных параметров. На основе предыдущих исследований и теоретического анализа в качестве основных независимых факторов были выбраны: частота вращения разбрасывателя, количество окон основной воронки и угол их образующих, количество, шаг и ширина спиральных направляющих в цилиндре.
Для исследования влияния на процесс приготовления концентрированных кормов количества окон основной воронки, угла их образующих и частоты вращения разбрасывателя был проведён многофакторный эксперимент по расширенному ортогональному плану 23 [2].
По экспериментальным данным было получено уравнение регрессии (2) и построена поверхность отклика (рисунок 2).
1';, = 0,039392г + 0,014527и + 0,48449г-0,281-10'3(/2-ОД56-10'4и:!-0,02111222 -0,8555-10^ + 0,95375.1<Г3(яг-0,9725 -0,1275-10‘Уиг-4,7093
где ф - угол образующих окон основной воронки, град.; z - количество окон основной воронки, шт.; пр - частота вращения разбрасывателя, мин-1.
Максимальное значение равномерности смешивания vр = 0,89, получено при количестве окон основной воронки z = 12, угле образующих окон основной воронки ф = 50° и частоте вращения разбрасывателя пр = 200
Рис. 2. Зависимость равномерности смешивания от количества окон основной воронки и угла их образующих при частоте вращения разбрасывателя:
1 - 200 мин-1; 2 -150 мин-1; 3 -100 мин-
Рис.3. Зависимость равномерности смешивания от шага и ширины спиральных направляющих:
1 - две спиральных направляющих; 2 -четыре спиральных направляющих
мин-1.
Для изучения влияния на качество получаемой смеси количества, шага и ширины спиральных направляющих также был проведён многофакторный эксперимент 23 и получено уравнение регрессии [2].
По полученному уравнению регрессии (3) были построены поверхности отклика (рисунок 3).
V = 0,0071545с + 0,006708Ь -0,11305пс + 0,00004384ЬС2 -0,7751
(3)
с - шаг спиральной направляющей, мм; Ьс - ширина спиральных направляющих, мм; пс - количество спиральных направляющих.
Проанализировав полученные зависимости, можно сделать вывод, что равномерность смешивания увеличивается с увеличением шага спиральных направляющих и их количества. Увеличение ширины спиральных направляющих снижает равномерность смешивания.
Рациональные интервалы этих параметров: шаг спиральных направляющих 5с = 345.440 мм, ширина Ьс = 25.35 мм, количество п = 4.
с
После определения рациональных конструктивно-режимных параметров рабочих органов дозатора-смесителя, была определена зависимость равномерности готовой смеси от производительности установки при различных конструктивных компоновках машины (рисунок 4).
Равномерность смеси при ее приготовлении без основных рабочих органов смесителя, не превышает 50%, так как смешивание происходит только за счёт сгружи-вания потоков компонентов.
Производительность О, т/ч
Рис. 4. Зависимость равномерности смешивания от производительности дозатора-смесителя
1 - без основной воронки, разбрасывателя, спиральных направляющих; 2 - установлена основная воронка и разбрасыватель; 3 - установлены все рабочие органы дозатора-смесителя; 4 - навивка спиральных направляющих противоположная вращению разбрасывателя
При установке основной воронки и разбрасывателя (кривая 2) равномерность смешивания повышается до 79.87%.
Кривая 3 получена по данным опытов, в которых дозатор-смеситель был оснащен всеми рабочими органами. Равномерность смешивания при этом составила 83.94%.
При изменении навивки спиральных направляющих цилиндра на противоположную (кривая 4), равномерность смешивания находилась в пределах 59.80%.
Анализ влияния производительности на равномерность смешивания (рисунок 4) позволил определить рациональный интервал изменения производительности, при которой соблюдаются зоотехнические требования не ниже 90%): Ц = 10.12 т/ч.
Энергоёмкость является важной характеристикой работы дозаторов и смесителей. Данный параметр определяли при помощи электронного прибора К-505. По полученным опытным данным были построены зависимости мощности, затрачиваемой на привод рабочих органов, и энергоёмкости смесеобразования от производительности дозатора-смесителя, а также были построены аналогичные графики теоретических за-
V (
1 < / г
2 \
и у
х 3
г 4
\ /
ж*'"
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
О , т/ч
Рис. 5. Зависимость энергоёмкости Е и мощности N от производительности дозатора-смесителя Цд
1 - экспериментальная мощность, требуемая на привод рабочих органов, Вт;
2 - теоретическая мощность, требуемая на привод рабочих органов, Вт; 3 - экспериментальная энергоёмкость смесеобразования, Втхч/т; 4 - теоретическая энергоёмкость смесеобразования, Втхч/т
висимостей (рисунок 5).
Проанализировав рисунок 5, можно сделать вывод, что энергоёмкость смесеобразования имеет нелинейную зависимость от производительности установки. Увеличение производительности приводит к увеличению энергоёмкости. В принятом интервале производительности от 10 до 12 т/ч энергоёмкость изменяется от 43,5 до 44 Вт ч/т. на основании результатов определения сходимости экспериментальных и теоретических данных выявлено, что в формулу для расчета энергоёмкости, необходимо ввести поправочный коэффициент Кэ = 1,09.
на основании вышеизложенного можно сделать следующие выводы.
Проведённые экспериментальные исследования дозатора-смесителя позволили выявить зависимости производительности и равномерности смешивания компонентов смеси от его основных конструктивных параметров, определить поправочный коэффициент для расчета энергоёмкости кэ = 1,09, а также уточнить значение поправочного коэффициента для определения производительности ка = 0,97. Были найдены конструктивно-режимные параметры устройства, обеспечивающие равномерность смешивания не ниже 94%, при его производительности 10.12 т/ч: количество окон основной воронки - 10.12; угол образующих окон основной воронки - 50.55 град.; частота вращения разбрасывателя - 200 мин-1; количество спиральных направляющих цилиндра - 4 при их ширине 25.30 мм и шаге 345.440 мм. Энергоёмкость смесеприготовления при производительности 10.12 т/ч, высоте скребка 0,03 м, частоте вращения разбрасывателя 200 мин-1 изменяется от 43,5 Вт ч/т до 44 Вт ч/т.
Библиографический список
1. Пат.2415386 Российская Федерация, МПК7 G 01 F 11/00. Дозатор-смеситель / Н.В. Фролов, Г.С. Мальцев, В.С. Мальцев; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Самарская ГСХА. - № 2009139243/28; заявл. 23.10.2009; опубл. 27.03.2011, - 7 с.
2. Ивоботенко, Б.А. Планирование эксперимента в электромеханике / Б.А. Ивоботенко, Н.Ф. Ильинский, И.П. Копылов. - М.:
Энергия, 1975. - 184 с.
3. РД 10.19.2-90 - Руководящий документ. Испытания сельскохозяйственной техники. Машины и оборудование для приготовления кормов. Методы испытаний. - М., 1990. - 92 с.
4. ГОСТ Р 51848-2001. Продукция комбикормовая. Термины и определения.
- Введ. 2001-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 2002. - 27 с.
5. ГОСТ 13496.8 - 72. Комбикорма. Методы определения крупности размола и содержания не размолотых семян культурных и дикорастущих растений. - 2002-01-03.
- М.: Стандартинформ, 2002. - 23 с.
6. нтП-АПК 1.10.16.002-03. нормы технологического проектирования сельскохозяйственных предприятий по производству комбикормов. - Введ. 01.01.2004. - М.: Издательство стандартов, 2004. - 82 с.
УДК 697.942
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ФИЛЬТРОВАЛЬНЫХ ПЕРЕГОРОДОК ПЛОСКИХ И ТРУБЧАТЫХ ТЕКСТИЛЬНЫХ ФИЛЬТРОВ
Губейдуллин Харис Халеуллович, доктор технических наук, профессор, Шигапов Ильяс Исхакович, кандидат технических наук, доцент Технологический институт - филиал ФГО ВПО «Ульяновская ГСХА»
433511, г. Димитровград, ул. Куйбышева, 310, тел. 8(84235) 7-37-61
Обоснована перспективность трубчатых текстильных фильтров, пористые перегородки которых могут быть получены путем наматывания текстильных нитей на перфорированный остов. Обоснована степень очистки загрязненной воды в зависимости от структуры намотки пористой перегородки. Выявлены преимущества использования фильтров с цилиндрической перегородкой по сравнению с фильтрами с плоской перегородкой.
Накопление промышленных отходов, обусловливая высокий уровень загрязнения атмосферы, гидросферы и литосферы, способствует повышению заболеваемости людей и животных, ускорению коррозии машин и оборудования, снижению урожайности сельскохозяйственных культур и продуктивности животных. Наиболее рациональный путь уменьшения промышленных отходов и загрязнения природной среды
- совершенствование технологических процессов комплексной переработки исходного сырья, сокращение количества отходов путем создания малоотходных или безотходных производств. Однако количество таких производств невелико, и окружающая среда подвергается значительному загрязнению. Поэтому разработка и внедрение в технологию очистки сточных вод новых
видов фильтров, обладающих более высокими фильтровальными свойствами при снижении затрат на их изготовление, имеет большое значение.
В настоящее время в теории фильтрования отражены результаты исследований фильтрации грунтовых вод, нефти и газа сквозь пористую среду в естественных пластах под поверхностью земли.
В простейшем случае фильтр представляет собой сосуд, разделенный на две части пористой фильтровальной перегородкой. Суспензию 1 (рис. 1) помещают в одну часть этого сосуда таким образом, чтобы она соприкасалась с фильтровальной перегородкой 3. В разделенных частях сосуда создается разность давлений, под действием которой жидкость проходит через поры 4 фильтровальной перегородки, а твердые
