Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 5
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ 9
-
Классификация насосов 9
-
Краткий обзор конструкций центробежных насосов 14
-
Влияние свойств жидкости на работу наоса 24 1.4 Краткий обзор смесительных установок 27 1.5. Выводы и задачи исследований 41
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА
ЦЕНТРОБЕЖНОГО МОЛОЧНОГО НАСОСА 43
-
Обоснование необходимости разработки центробежного молочного насоса 43
-
Модели функционирования центробежного молочного насоса 44
-
Анализ работы лопастного колеса центробежного молочного насоса 49
-
Изменение полной удельной энергии жидкости в рабочем колесе 49
-
Подача центробежного молочного насоса и его напорная характеристика 55
-
Анализ работы рабочего колеса центробежного молочного насоса имеющего каналы постоянного и переменного сечения по длине 59
3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ 69
-
Программа экспериментальных исследований 69
-
Методика экспериментальных исследований 71 3.2.1. Измерительная аппаратура, приборы и устройства 71
3.2.2. Методика проведения параметрических испытаний
центробежного молочного насоса 74
3.2.3. Оценка стабильности масляных эмульсий 80
3.3. Выбор критериев оптимизации 83
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 85
-
Устройство и принцип работы центробежного молочного насоса с сочетанием радиальных и тангенциальных лопастей 85
-
Результаты исследований параметрических характеристик центробежного молочного насоса 88
-
Исследование влияния расстояния между параллельными лопастями, угла установки отбойных пластин и количества отбойных пластин на параметрические показатели центробежного молочного насоса методом однофакторных экспериментов 88
-
Исследование совместного влияния угла установки дополнительных тангенциальных лопастей, угла установки отбойных пластин и их количества на параметрические показатели центробежного молочного насоса 92
4.3. Результаты исследований влияния конструктивных
особенностей насоса-смесителя на качество получаемых 96
4.3.1. Исследование влияния расстояния между
параллельными лопастями, угла установки
отбойных пластин и количества отбойных пластин
на качество получаемых смесей методом
однофакторных экспериментов 96
4 4.3.2. Исследование совместного влияния угла установки
дополнительных тангенциальных лопастей, угла
установки отбойных пластин и их количества на
качество получаемых смесей 99
5. ОЦЕНКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ 102
Общие выводы 107
Литература 108
Приложения 123
Введение к работе
Перестройка хозяйственного механизма и его ориентация на рыночные отношения требуют пересмотра традиционного понимания многих важных экономических категорий, а в отдельных случаях наполнения их совершенно иным смыслом и практическим содержанием.
Переработка молока представляет собой сложнейший процесс по количеству и разнообразию статей затрат и по сложности технологического процесса. Выраженные в денежной форме затраты на производство и реализацию молочной продукции, то есть себестоимость, играют огромную роль в насыщении продуктами питания отечественного производства населения России. Исчисление себестоимости необходимо для: оценки выполнения плана, определения рентабельности производства и отдельных видов продукции, осуществление внутрипроизводственного хозрасчета, определение оптовых цен на производимую продукцию и многое другое. Молочная продукция является наиболее питательной и наиболее полезной продукцией для здоровья человека.
Молоко и молочные продукты пользуются в нашей стране популярностью у всех слоев населения, но, как считают медики, эти продукты покупают все-таки недостаточно, их объем не покрывает суточную потребность. По медицинским нормам за год человек должен потреблять в среднем 382 кг молочных продуктов, на практике уровень потребления молочных продуктов в России составляет около 230 кг, в результате этого каждый из россиян недополучает жизненно необходимые витамины и микроэлементы. Производство молока и молочных продуктов в России в последние годы неуклонно сокращалось, вплоть до 2000 года, когда отечественным производителям удалось переломить ситуацию и обеспечить прирост объемов выпуска продукции. Отрасль имеет достаточный потенциал для наращивания объемов производства. Надежное обеспечение молочными продуктами является одной их основных задач рыночных преобразований.
Состояние отечественного молочного комплекса характеризуется двумя противоположными тенденциями: сокращение численности коров и ростом продуктивности дойного стада (см.таблицу 1.1). Те сельскохозяйственные предприятия, которые не смогли адаптироваться к рыночным условиям, сокращают поголовье. Другие интенсивно наращивают производство, но не за счет увеличения поголовья коров, а путем совершенствования технологии, в частности модернизации переработки.
Таблица 1.1
Поголовье дойных коров (тыс. гол.) и их суточный удой (кг) на конец года за2004-2006гг.
Высокая стоимость выращивания молодняка крупного рогатого скота, а также других видов сельскохозяйственных животных связана с тем, что в процессе кормления расходуется значительное количество молока. За счет переориентации ценного сырья с кормовых на пищевые цели можно высвободить дополнительно 15...20% молока и, соответственно, повысить доходность и рентабельность молочного скотоводства[27,69,120].
Несмотря на широкое распространение молочных насосов лопастного типа, рабочий процесс в них изучен недостаточно и требует совершенствова-
7 ния, направленного на упрощение конструкции и расширения сферы их применения.
Целью настоящей работы является повышение эффективности работы центробежного молочного насоса путём совершенствования его конструктивно-технологической схемы и оптимизации параметров.
Объект исследования - центробежный молочный насос, предназначенный для работы в молочных линиях животноводческих предприятий.
Апробация работы: основные положения диссертационной работы доложены на: научных конференциях ВятскойГСХА (Киров,2004...2007 гг) и НИИСХ Северо-Востока им. Н.В.Рудницкого (Киров, 2006 г.).
Работа выполнена на кафедре технологического и энергетического оборудования ФГОУ ВПО Вятская ГСХА в соответствии с планами научно-исследовательских работ по теме: «Совершенствование технологических процессов и машин в животноводстве» (Государственный регистрационный номер-01.2.006 09912).
По основным положениям диссертации опубликовано 8 работ, в том числе две - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, получен патент на полезную модель.
Практическая ценность и реализация результатов исследований.
Содержащиеся в диссертации научные положения и выводы позволяют на стадии разработки обосновать основные конструктивные параметры и режимы работы молочного насоса, которые могут быть использованы проект-но-конструкторскими организациями и научно-исследовательскими учреждениями.
Результаты исследований используются в конструкторском бюро «ОКБ «Оскон» при разработке различных установок приготовления моющих растворов, создании резервуаров-охладителей молока, в состав которых входит молочный насос, а также установок, используемых для получения водно-эмульсионных смесей. Получен патент на полезную модель №52449.
8 Научная новизна: -представлено техническое решение для повышения эффективности функционирования центробежного молочного насоса: рабочее колесо с каналами постоянного и переменного сечения по длине, отбойные пластины, установленные в отводе. аналитические зависимости, позволяющие определять скорости потока жидкости в каналах рабочего колеса молочного насоса; математические модели функционирования молочного насоса при нагнетании и смешивании.
На защиту выносятся следующие положения: теоретические предпосылки к обоснованию усовершенствования конструкции молочного насоса; конструктивно-технологическая схема усовершенствованого молочного насоса; математические модели рабочего процесса насоса при перекачивании жидкости и получения смесей, позволяющие определить его оптимальные конструктивные параметры; результаты экспериментальных исследований усовершенствованного молочного насоса; эффективность работы усовершенствованного насоса.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа содержит 140 страниц, 59 рисунков, 20 таблиц и 7 приложений. Список литературы включает 160 наименований.
Совместно с автором при выполнении отдельных разделов работы участвовал кандидат технических наук В.М. Русских. Приношу ему искреннюю благодарность.
Особо автор выражает большую благодарность научному руководителю, Заслуженному изобретателю РФ, доктору технических наук, профессору В.Г. Мохнаткину.
