Введение к работе
Актуальность работы. Научно-технический прогресс в сахарной промышленности базируется на разработке и внедрении совершенных технологий и высокоэффективного оборудования.
Технико-экономические показатели работы отрасли во многом определяются техническим уровнем применяемого оборудования,так как от этого зависят капитальные затраты на строительство и реконструкцию сахарных заводов, а также текущие затраты на производство сахара.
Вместе с тем, отечественное оборудование по ряду показателей, таких как производительность, масса, потребление сырья и энергии, надежность уступает зарубежному.
Поэтому проблема повышения технического уровня оборудования является актуальной и особенно в настоящее время ввиду резкого роста стоимости энергоносителей и как следствия этого - увеличения стоимости капитальных и эксплуатационных затрат на приобретение и эксплуатацию оборудования.
Известные работы в области повышения технического уровня оборудования для сахарной промышленности не носят комплексный характер и не обладают системным подходом к решению проблемы. В результате этого предлагаемые методы повышения технического уровня зачастую взаимно исключают друг друга. Например, снижение массы изделия приводит к ухудшению показателей его надекности,применение методов интенсификации процесса - к увеличению потребления энергии и т.д.
Решение проблемы может быть обеспечено за счет разработки научно-технических основ комплексного повышения технического уровня оборудования,базирующихся на исследовании процессов, протекающих в машинах и аппаратах. При атом успешно используется накопленная в результате работ многих поколения ученых и инженеров обширная информация оо основных процессах сахарного производства.
В связи- с этим в настоящее время актуальное значение приобретают научные работы, направленные на комплексное решение проблемы повышения технического уровня оборудования для сахарной промышленности.
Работа выполнена в соответствии с планами научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ государственного
Украинского научно-исследовательского и конструкторского института продовольственного машиностроения. (Укрниипродмаша) в период 1976--1993 г.г., которые формировались на основе постановлений директивных органов,Соглашения о многостороннем сотрудничестве по совершенствованию технологии и техники производства сахара из свеклы стран - членов СЭВ от 08.Q2.19BQ г., а также в рамках Национальной программы производства технологических комплексов машин и ооорудования для сельского хозяйства, пищевой и перерабатывающей промышленности, утвержденной Постановлением Кабинета Министров Украины N536 от 16 сентября 1992 года.
Работа является обобщением результатов исследований, разработок и внедрения нового высокоэффективного ооорудования, выполненных лично автором, при его непосредственном участии и под руководством автора. Личный вклад автора определен в предисловиях к работам И-71, а также протоколами долевого участия к работам 175-1Q21. Основные положения и результаты работы автором получены самостоятельно.
Автор выражает признательность работникам Укрниипродмаша и машиностроительных заводов, которые принимали участие в разработке конструкторской документации, изготовлениии и испытании ооорудования, а также в организации его серийного производства.
Цель работы состоит в разработке и внедрении научно-технических основ повышения технического уровня ооорудования, что позволяет увеличить в оптимальных пределах его производительность, снизить трудоемкость, расход металла и энергии на создание и эксплуатацию ооорудования, уменьшить его стоимость, улучшить технологические показатели.
Для достижения указанной цели необходимо провести комплекс научных работ, обеспечивающих повышение единичной производительности ооорудования, интенсификацию в нем технологических процессов, оптимизацию конструкции и параметров процессов. В качестве методологического используется комплексный подход к проблеме на основе моделирования.
Научная новизна работы состоит в том, что в ней впервые решены следующие научные задачи:
разработаны теоретические основы комплексного подхода к повышению технического уровня оборудования при его разработке на основе интенсивного и экстенсивного увеличения единичной
производительности, методов математического моделирования, оптимизации и интенсификации технологических процессов;
сформулированы и исследованы условия перехода от экстенсивного к интенсивному пути развития оборудования на основе технико-экономических критериев;
разработаны иерархические математические модели процессов и аппаратов с распределенными и с сосредоточенными параметрами, с помощью которых исследованы взаимные связи конструкции и рабочего процесса в оборудовании в установившемся и переходном режиме работы, что позволило по заданным параметрам технического уровня оборудования определять его конструкцию,режимы работы и наоборот;
предложены методы и критерии оптимизации элементов
конструкции и параметров процесса, определены оптимальные их значения для ряда видов оборудования;
предложена и теоретически обоснована классификация оборудования по его способности к интенсификации технологических процессов, исходя из динамических свойств оборудования;
исследованы динамические характеристики аппаратов и определены условия, при которых возможна интенсификация процессов тепло- и массооомена.
Практическая ценность и реализация результатов работы. Основы повышения технического уровня и базирующиеся на них метода расчета, математического моделирования и оптимизации нашли широкое применение при конструировании оборудования в Укрниипродмаше.
Разработаны новые конструкции машин, аппаратов и устройств, способы организации в них рабочих процессов и автоматизации, которые защищены 27 авторскими свидетельствами.
На основе результатов исследований в Укрниипродмаше разработаны, приняты межведомственными комиссиями и поставлены на серийное производство машиностроительными заводами ?2 единицы нового высокоэффективного оборудования.
С периода постановки на производство Смелянский, Калиновский и Болоховский машиностроительные завода выпустили более 6 тыс.шт. такого оборудования на сумму около 60 млн.руб. в действующих на тот период ценах. Кроме того,Калиновский машиностроительный завод выпустил около за тыс.шт. нокей новой конструкции для резки свеклы.
Выпускаемое оборудование имеет против аналогов пониженную металлоемкость в среднем на 20-30%, пониженную энергоемкость на 15-
-20. повышенную единичную производительность в 2-4 раза. У отдельных видов оборудования удельная масса в 2-5 раз ниже, чем у заруоежных. Это дало экономию народному хозяйству около 1?тыс.тонн металлопроката.
Созданное оборудование демонстрировалось на мездунвродных выставках "Инпродторгмаш-78" (г.Москва), "Инлродторгмаш-86"(г.Москва), "Продмаш-ЭЗ" (г.Киев) и удостоено дипломов и медалей выставок.
Результаты работы используются автором в учебном процессе. На основе результатов раооты издано три справочника и один каталог.
Апробация раооты. Основные результаты работы доложены на Всесоюзной научно-практической конференции по повышению технического уровня и качества оборудования для. продовольственных отраслей промышленности ( г.Одесса, 1982г. ), на VII Всесоюзной конференции "Двухфазный поток в энергетических машинах и аппаратах" (г.Ленинград,1985г.), на Всесоюзной научно-методической конференции "Опыт и проблемы перестройки учеоного процесса,Б вузе на основе взаимодействия вуз- предприятие"(г.Сумы,1991г.), на III Республиканской конференции "Повышение эффективности и совершенствование процессов и аппаратов химических производств" (г.Львов, 1973г.), на Республиканской научно-технической конференции "Интенсификация технологии и совершенствование оборудования перерабатывающих отраслей АПК" (г.Киев,1989г.),на семинаре "Вибрационные процессы в народном хозяйстве" (Г.Киев, 1979г.), на 37-й (1971Г.), 38-Й (1972г.), 46-Й (1980г.), 47-й (1981 г.) научных конференциях Киевского технологического института пищевой промышленности, а также на Научно-технических советах Минлегшщемаша, НПО"Пищемаш" и Укрниипродмаша. Кроме того, отдельные результаты работы, доложены на международных совещаниях Уполномоченных договаривающихся сторон Соглашения о многостороннем сотрудничестве по совершенствованию технологии и техники производства сахара из свеклы в период 1981-1989 г.г. (Болгария, Венгрия, Германия, Чехия, Польша).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 книг, в том числе три - в форме монографии; 10 брошюр; 27 авторских свидетельств на изобретения; всего - 102 работы.