Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Состояние вопроса. цель и задачи исследований 10
1.1. Значение очистки грубых стебельных кормов от инородных твердых примесей 10
1.2. Анализ конструктивно-технологических схем сепарирующих устройств и их классификация 14
1.3. Выводы 34
1.4. Цель и задачи исследований 35
ГЛАВА 2. Теоретические исследования процесса очистки грубых стебельных кормов от инородных твердых примесей 37
2.1. Физико-механические свойства грубых стебельных кормов и инородных твердых примесей 37
2.2. Разработка конструктивно-технологической схемы сепарирующего устройства 45
2.3. Описание рабочего процесса сепарирующего устройства 47
2.3.1. Расслоение разделяемых компонентов после воздействия эксцентриковых валиков 47
2.3.2. Разделение компонентов в воздушном потоке 55
2.4. Обоснование конструктивно-режимных параметров сепарирующего устройства 60
2.5. Пропускная способность сепарирующего устройства 68
2.6. Энергоемкость процесса сепарирования 69
2.7. Выводы 71
ГЛАВА 3. Программа и методика экспериментальных исследований 72
3.1. Программа экспериментальных исследований 72
3.2. Методика экспериментальных исследований 72
3.3. Выбор критерия оптимизации процесса сепарации грубых стебельных кормов 79
3.4. Выбор факторов и уровней их варьирования 82
3.5. Априорное ранжирование факторов 83
3.6. Отсеивающий эксперимент 86
3.6.1. Метод случайного баланса 86
3.6.2. Корректировка результатов 91
3.7. Крутое восхождение по поверхности отклика 101
ГЛАВА 4. Результаты и анализ экспериментальных исследований 106
4.1. Исследование некоторых физико-механических свойств разделяемых компонентов 106
4.2. Результаты исследований по определению конструктивно-технологических и режимных параметров сепарирующего устройства 112
4.3. Зависимость пропускной способности сепарирующего устройства от расхода воздуха 114
4.4. Результаты исследований влияния конструктивно-режимных параметров устройства на степень очистки грубых стебельных кормов 115
4.5. Выводы 129
ГЛАВА 5. Производственные испытания и экономическая оценка эффективности предлагаемого сепарирующего устройства 130
5.1. Техническая характеристика сепарирующего устройства 130
5.2. Результаты производственных испытаний 131
5.3. Экономическая эффективность использования результатов исследования 133
5.4. Выводы 139
Общие выводы 140
Список литературы 142
Приложения 157
- Анализ конструктивно-технологических схем сепарирующих устройств и их классификация
- Физико-механические свойства грубых стебельных кормов и инородных твердых примесей
- Выбор критерия оптимизации процесса сепарации грубых стебельных кормов
- Исследование некоторых физико-механических свойств разделяемых компонентов
Введение к работе
Актуальность темы. Животноводство - важнейшая отрасль сельскохозяйственного производства, поставляющая населению ценнейшие продукты питания, промышленности - необходимое сырье, а растениеводству — органические удобрения. Удельный вес продукции животноводства составляет около половины всей валовой продукции сельского хозяйства, а в районах интенсивного животноводства - более 60 % [1].
Увеличение производства животноводческой продукции невозможно без создания прочной кормовой базы. Особая роль при этом отводится приготовлению кормов, улучшению качества, рациональному использованию и сокращению их потерь.
В связи с дороговизной концентрированных кормов в рационе крупного рогатого скота сохраняется значительная доля грубых стебельных кормов, которые являются важным источником клетчатки, физиологически необходимой для жвачных животных.
Основной операцией при подготовке грубых стебельных кормов к скармливанию является измельчение, поэтому важная роль в кормопригото-вительных операциях отводится кормоизмельчительным и смесительным машинам, которые применяются для получения сбалансированных кормо-смесей.
В связи с созданием многоукладной сельскохозяйственной экономики и переходом на новые формы организации труда особую актуальность приобретает развитие малых ферм. В настоящее время число таких ферм постоянно растет, но уровень их механизации крайне низок. Из всех технологических процессов на этих фермах наименее механизированы процессы кормо-приготовления, из-за чего возрастает доля ручного труда, сокращается прирост продукции, высок кормовой травматизм, низка эффективность производства.
Процесс измельчения осложняется тем, что вместе с грубыми стебельными кормами в рабочую камеру измельчителей попадают инородные твердые примеси, вследствие чего их режущие органы быстро изнашиваются и повреждаются [2, 3]. Это приводит к увеличению усилий на резание, а следовательно, и к увеличению энергоемкости процесса измельчения. Сокращается производительность машины, увеличиваются затраты на приобретение запасных частей и ремонт. Нередко попадание тяжелых, крупных примесей приводит к выходу из строя измельчителей или к длительной остановке всей кормоприготовительной линии. Нарушаются графики кормления, сокращаются привесы и надои животных. Иногда заостренные мелкие инородные твердые примеси, попадая вместе с кормами в органы пищеварения животных, вызывают у них травматические заболевания и даже гибель [4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]. Хозяйства несут от этого ощутимые экономические потери.
Таким образом, грубые стебельные корма непосредственно перед процессом измельчения необходимо очищать от инородных твердых примесей, что существенно повышает эффективность кормоприготовительных операций. Сепарирующие устройства разделяют грубые стебельные корма и инородные твердые примеси на основе различия их физико-механических свойств, таких как магнитная проницаемость, плотность, шероховатость, парусность, форма тела и др. Большое различие наблюдается при оценке коэффициента парусности разделяемых компонентов. Однако очистка грубых стебельных кормов с помощью воздушного потока до сих пор изучена недостаточно и требует дальнейших исследований.
Созданные рядом исследователей сепарирующие устройства, выделяющие инородные примеси механическими или магнитными способами, не имеют высокой степени очистки и, как правило, требуют значительных энергозатрат, громоздки, сложны в изготовлении.
Из вышесказанного следует, что задача выделения примесей из грубых стебельных кормов при проведении операций кормоприготовления является в настоящее время во многом не решенной, что подтверждает актуальность темы данной диссертационной работы.
Работа выполнена в соответствии с планом НИР Западно-Казахстанского аграрно-технического университета им. Жангир хана по теме № 3984406233 «Механизация приготовления и раздачи кормов на ферме КРС».
Объект исследования - технологический процесс очистки грубых стебельных кормов от инородных твердых примесей пневмомеханическим сепарирующим устройством.
Предмет исследования - зависимости, характеризующие рабочий процесс очистки грубых стебельных кормов и отражающие связь между параметрами сепарирующего устройства и качественными показателями его работы.
Методика исследований предусматривает анализ рабочего процесса очистки и экспериментальное подтверждение теоретических зависимостей в лабораторных и производственных условиях.
Теоретические исследования проводились с использованием законов математики и теоретической механики.
Экспериментальные исследования базировались на использовании статистического метода и ортогонального планирования многофакторного эксперимента. При этом был выбран наиболее значимый фактор, влияющий на принятый критерий оптимизации процесса, - степень очистки грубых стебельных кормов от инородных твердых примесей.
Обработка экспериментальных данных проводилась с использованием математической статистики и ЭВМ.
Научная новизна: - разработана классификация сепарирующих устройств для очистки грубых стебельных кормов от инородных твердых примесей; получены теоретические зависимости для описания рабочего процесса сепарирующего устройства и расчета его основных конструктивно-технологических и режимных параметров; получена математическая модель, адекватно описывающая влияние различных факторов на степень очистки грубых стебельных кормов.
Новизна конструкторской разработки подтверждена патентом на изобретение № 9022 Республики Казахстан.
Практическая значимость и реализация результатов работы. Результаты исследования могут быть использованы при создании и совершенствовании машин для очистки грубых стебельных кормов. Применение предлагаемого сепарирующего устройства позволит повысить эффективность работы технологических линий приготовления кормов, снизить кормовой травматизм животных.
Экспериментальный образец сепарирующего устройства испытан и внедрен в КХ «Абай» и КХ «Алга кдзак» Западно-Казахстанской области.
По результатам исследования разработана и заложена в фонд Западно-Казахстанского ЦНТИ техническая документация на сепарирующее устройство. На документацию поступило 4 запроса от производственных и научных организаций.
На защиту выносятся следующие научные положения: классификация сепарирующих устройств для очистки грубых стебельных кормов от инородных твердых примесей; конструктивно-технологическая схема сепарирующего устройства; теоретические зависимости, описывающие рабочий процесс сепарирующего устройства, и аналитические выражения для определения основных параметров сепарирующего устройства; - результаты экспериментальных исследований по определению опти мальных конструктивно-технологических и режимных параметров сепари рующего устройства.
Анализ конструктивно-технологических схем сепарирующих устройств и их классификация
В кормлении крупного рогатого скота широко используются грубые стебельные корма, а применение соломы злаковых культур в кормлении диктуется не только с точки зрения экономии, но и потребностью животных в клетчатке, которой богаты грубые стебельные корма, в частности, солома. При кормлении высококалорийными концентрированными кормами, содержащими недостаточное количество клетчатки, нарушается работа пищеварительных органов животных, что приводит к потере массы, ухудшению внешнего вида и снижению иммунитета [11, 12].
Широкое распространение приобретает использование в рационах животных кормовых смесей, состоящих из всех видов кормов, имеющихся в хозяйстве. Обстоятельные исследования ряда авторов [13, 14, 15, 16, 17] свидетельствуют о том, что применение кормовых смесей позволяет значительно улучить переваримость и усвояемость питательных веществ, содержащихся в кормах. Научными исследованиями доказано, что при оптимальном соотношении кормов фактическая питательность смеси оказывается на 15...30% выше расчетной, получаемой от простого суммирования питательности каждого корма, а расход кормов на единицу продукции снижается на 15...20 % [15,18].
В процессе уборки, хранения, транспортировки и погрузки в грубые стебельные корма попадают различные инородные твердые примеси. Вследствие этого при подготовке кормов к скармливанию из-за их засоренности инородными твердыми примесями происходят всевозможные поломки рабочих органов машин, в особенности измельчителей-смесителей.
Причиной отказов машин является попадание в их рабочие камеры металлических предметов (болтов, гаек, сегментов), камней различной формы и размеров, а также очень крупных, тяжелых предметов (лемеха, пальцы гусениц, пальцы соединений). В результате этого режущие органы машин теряют свои работоспособность и совсем выходят из строя, из-за чего увеличиваются затраты на ремонт машин, кормоприготовительные машины нередко простаивают. При попадании крупных примесей в рабочую камеру измельчителей возможен выход машины из строя вообще [2].
Отказы машин и оборудования кормоцехов приводят к снижению качества подготовки кормов и производительности, к срыву распорядка кормления и, как следствие, к снижению продуктивности животных.
Кроме того, твердые инородные примеси, встречаясь с вращающимися ножами измельчителей, нередко вылетают за пределы рабочей камеры, что снижает безопасность работы обслуживающего персонала.
О том, какой большой ущерб наносит кормовой травматизм, доказано многочисленными исследованиями [2, 19, 20, 21, 22]. Это вызвано тем, что вместе с кормом в организм животных попадает множество острых металлических предметов (куски проволоки, гвозди, заостренные металлические частицы), что вызывает заболевание органов пищеварения и даже гибель животных.
Важным резервом повышения эффективности кормоприготовительных линий является исключение перерывов в работе машин и оборудования.
Исследования продолжительности простоя оборудования и характера неполадок, задерживающих кормление животных, проведенные специалистами Кемеровского НИИСХ, показали, что 33...42 % отказов составляют технологические, 48...50 % - конструктивные и 15... 18 % -эксплуатационные причины [3].
Из литературных источников известно, что перерывы в работе оборудования для приготовления кормов на 15-20 мин. существенных убытков хозяйству не приносят, а потери продукции составляют 2,0 - 2,8 %. Простои же в течение 30-40 мин сопровождаются недобором продукции на 6 — 10 %, причем полное восстановление продуктивности молочного стада происходит на 5 — 6-е сутки. При простое в течение 1,5-2 часов ущерб достигает 13 — 26 % суточного выхода продукции, а для полного восстановления требуется 8-10 суток [3]. Потери продуктивности животных при этом приведены в таблице 1.1.
Исследования, проведенные ВИЭСХ [3] по надежности кормоцехов, показывают, что основное число отказов приходится на технологическое оборудование (табл. 1.2).
Исследования, проведенные в кормоцехе животноводческого комплекса «Абай» Западно-Казахстанской области, а также в других хозяйствах, имеющих кормоприготовительные линии, показали, что основными причинами поломок кормоприготовительных машин являются попадание в рабочие органы инородных твердых примесей, что составляют 42 % (рис. 1.1). Из-за конструктивных недоработок число поломок составляет 22 %, и 28 % поломок происходит от неправильной эксплуатации и несвоевременного технического обслуживания машин. Остальные причины составляют 8 %. Таблица 1.2 - Сравнительные показатели надежности работы оборудования кормоцехов
Физико-механические свойства грубых стебельных кормов и инородных твердых примесей
В настоящее время имеется множество сепарирующих устройств, выделяющих инородные металлические ферромагнитные примеси с помощью постоянных магнитов и электромагнитов, использующих постоянный ток.
Все магнитные сепараторы имеют один общий недостаток — они выделяют из кормов только ферромагнитные примеси. Кроме этого, они способны извлекать металлические предметы, масса которых находится в пределах 0,005...1,5 кг, однако встречаются примеси, обладающие большей массой. Наиболее распространенные способы сепарации — это механические и пневматические. В механических сепарирующих устройствах отделение примесей происходит от воздействия какого-либо рабочего органа механического типа на разделяемые компоненты. Пневмосепарирующие устройства отделяют инородные примеси с помощью направленного воздушного потока. Названные способы сепарации можно подразделить по применяемым физико-механическим свойствам разделяемых компонентов: намагничиваемое, упругости, плотности, трению и влажности. Из этих физико-механических свойств можно отметить их производные параметры, непосредственно влияющие на процесс отделения примесей от кормов. Так, например, случайно попавшие в корм металломагнитные предметы удаляются с помощью магнита. В рабочих органах ударного воздействия сепарация зависит от параметров, характеризующих упругость компонентов кормовой массы, таких как коэффициент восстановления и твердость. В сепарирующих устройствах, рабочие органы которых работают используя разность в плотности разделяемых компонентов, процесс сепарации осуществляется под влиянием параметров физико-механических свойств, таких как плотность, насыпная масса и парусность. Это зависит от конструк тивных особенностей рабочих органов, поскольку процесс может протекать как в псевдоожиженной водной, так и в воздушной средах. Одним из основных и наиболее перспективных принципов отделения инородных твердых предметов от стебельных кормов является принцип, основанный на использовании трения. Процесс трения способствует очистке кормов различными производными свойствами по мере использования его параметров. Например, трение между резиновой поверхностью и стебельными материалами характеризуется повышенной сцепляемостью, тогда как у других примесей, таких как камни, металлических частиц, кожа, стекло это свойство незначительно. Геометрические размеры, форма и объем разделяемых компонентов широко применяются в различных сепараторах вместе с использованием различия их коэффициентов трения и угла трения в конструкциях с наклонной плоскостью. Основной недостаток устройств ударного воздействия состоит в том, что в некоторых случаях из-за незначительного различия плотностей примесей и кормов, они плохо отделяются. Это связано с повышенной влажностью некоторых стебельных кормов, в частности, силоса. Поэтому силос в сепараторах, основанных на использовании различия плотностей компонентов кормовой массы, отличается низкой степенью очистки. Следовательно, влажность, как тесно взаимосвязанный параметр с трением при целесообразном ее применении, может повышать качество сепарации и унифицировать сепарирующее устройство в отношении к стебельным кормам. В зависимости от характера действия рабочего органа на процесс сепарации, сепарирующие устройства могут быть с активными, пассивными и комбинированными рабочими органами. В сепарирующих устройствах с активными рабочими органами процесс отделения примесей от кормов осуществляется отделителями, совершающими вращательное, поступательное или колебательное движения. Сепарирующие устройства с пассивными рабочими органами отличаются тем, что оборудованы неподвижными отделителями. Совокупность тех или иных видов действия рабочих органов может быть обобщена в универсальных сепараторах. В этих устройствах установлены рабочие органы комбинированного действия. По типу применяемого рабочего органа сепараторы следует классифицировать на неподвижные и подвижные магниты, а также вальцевые, грабельные, вибрационные, ленточные, барабанные, отражающие, сопловые, камерные, битерные, винтовые и клавишные. Все указанные типы рабочих органов по конструктивному исполнению разделяются следующим образом. Вибрационные рабочие органы в зависимости от особенности конструкции представляются как пульсаторы, вибрирующая камера, вибрирующие ленты и планки. Ленточные типы рабочих органов сепарирующих устройств могут быть выполнены с ворсистым покрытием и без покрытий, с перфорированной лентой, а также установленными под углом к горизонту. Барабанные рабочие органы с бичами используются как встречно вращающиеся отражательные органы к движущимся компонентам кормовой массы. При полете компонентов к отражателям начальная скорость движения сообщается им лопастными барабанами или битерами. Отражательные поверхности могут быть исполнены жесткими и гибкими. 1. Анализ работы кормоприготовительных линий показывает, что необходимо очищать грубые стебельные корма от инородных твердых примесей, так как они приводят к поломкам машин, а также к кормовому травматизму и даже гибели животных. 2. Разработанная классификация и проведенный анализ позволяют усовершенствовать технологический процесс очистки грубых стебельных кормов от инородных твердых примесей. 3. Анализ существующих конструктивно-технологических схем сепарирующих устройств показывает, что процесс очистки улучшается при максимальном использовании в них физико-механических свойств разделяемых компонентов. 4. На основе анализа сепарирующих устройств для отделения инородных твердых примесей от грубых стебельных кормов и требований, предъявляемых к ним выявлено, что наиболее простым, удобным и надежным в работе является пневмомеханический способ отделения примесей. 5. При анализе существующих исследований выявлено, что данная область недостаточно исследована, а имеющиеся машины недостаточно отвечают требованиям, предъявляемым к сепарирующим устройствам.В кормлении крупного рогатого скота широко используются грубые стебельные корма, а применение соломы злаковых культур в кормлении диктуется не только с точки зрения экономии, но и потребностью животных в клетчатке, которой богаты грубые стебельные корма, в частности, солома. При кормлении высококалорийными концентрированными кормами, содержащими недостаточное количество клетчатки, нарушается работа пищеварительных органов животных, что приводит к потере массы, ухудшению внешнего вида и снижению иммунитета [11, 12]. Широкое распространение приобретает использование в рационах животных кормовых смесей, состоящих из всех видов кормов, имеющихся в хозяйстве. Обстоятельные исследования ряда авторов [13, 14, 15, 16, 17] свидетельствуют о том, что применение кормовых смесей позволяет значительно улучить переваримость и усвояемость питательных веществ, содержащихся в кормах. Научными исследованиями доказано, что при оптимальном соотношении кормов фактическая питательность смеси оказывается на 15...30% выше расчетной, получаемой от простого суммирования питательности каждого корма, а расход кормов на единицу продукции снижается на 15...20 % [15,18]. В процессе уборки, хранения, транспортировки и погрузки в грубые стебельные корма попадают различные инородные твердые примеси. Вследствие этого при подготовке кормов к скармливанию из-за их засоренности инородными твердыми примесями происходят всевозможные поломки рабочих органов машин, в особенности измельчителей-смесителей.
Выбор критерия оптимизации процесса сепарации грубых стебельных кормов
Установка состоит из электродвигателя 1, вентилятора 2, с всасывающей стороны к которому при помощи патрубка 3 и трубопровода 4 присоединен конфузор 5, к которому прикреплена перфорированная лента 6, имеющая прямоугольную форму. Конфузор помещен в камере 7, передняя часть которой выполнена из стекла. Внутри камеры установлена мерительная линейка 8. Конфузор имеет возможность перемещаться в вертикальном направлении.
Угол Р наклона воздушного потока при проведении опытов составлял 90. Таким образом, исследовали высоту захвата соломы при расположении его перпендикулярно воздушному потоку. Перед каждым опытом предварительно с помощью дроссельной заслонки 9 устанавливали скорость воздушного потока, при которой солома притягивалась к пластинке (перфорированной ленте). Пластинку (перфорированную ленту) брали с разным коэффициентом перфорации (рис. 3.2). Грубые стебельные корма и инородные твердые примеси предварительно взвешивались. Стебельный ворох раскладывался ровным слоем на загрузочном транспортере. Подача стебельного вороха увеличивалась за счет увеличения толщины слоя корма на загрузочном транспортере. Угол наклона воздушного потока к горизонту изменялся в пределах от 30 до 90 с помощью изменения направления сопла конфузора. Масса тела инородных примесей варьировалась в пределах от 5 гр. до 15 кг.Угол ввода стебельного потока в воздушный поток оставался постоянным а = 270. Скорость ввода частиц стебельного вороха изменялся в пределах 0,4-0,8 м/с. Выделенные инородные твердые примеси собирались в емкости для сбора примесей, после чего подсчитывалось количество выделенных примесей в отходах. Исходя из рекомендаций [109], что для измерений, связанных с конструкцией машины, вполне достаточна надежность n = 0,9 и, учитывая, что предельная ошибка приближенно равна наибольшей возможно статической, то есть Д « ± 36, проводили трехкратную повторность опытов. Изменение зоны ввода стебельного вороха производили перемещением загрузочного транспортера. Определение количества и состава инородных примесей при проведении экспериментальных исследований происходило исходя из следующих предположений. По данным исследователей [44, 110] известно, что в одной тонне стебельного корма содержится до двадцати штук примесей различного состава, а их доля в весовом соотношении может составлять от 0,01 % до 0,3 %. В лабораторных условиях при малых порциях материала стебельного вороха, подвергающегося очистке, для определения степени очистки необходимо знать количество и состав инородных примесей. Данные по степени засоренности содержатся в ряде работ [12, 19, 2, 37, 39, 40, 41, 110]. Согласно данным исследований, в стебельных кормах чаще встречаются металлические примеси, камни, лед. Изредка корм загрязняется стеклом, изделиями из резины и пластмассы, примесями растительного содержания. В процентном соотношении это выглядит так: металл — 65 %, камни и комки почвы — 20 %, лед — 3 %, прочие примеси (стекло, пластмасса, резина и др.) -12 % (рис. 3.5). Примеси, которые в кормах встречаются очень редко (кости и прочие примеси), мы решили во внимание не брать. Количество примесей определяли с целью обоснования минимально допустимого, но достаточного для характеристики процесса очистки. Поскольку камни и лед незначительно отличаются друг от друга по плотности, а учет льда при проведении опытов затруднен, до доля камней в общем составе примесей принято считать равной 23 %. Инородные тела были собраны для проведения опытов в хозяйстве области, где имеются измельчители-смесители ИСК-3 в количестве 80 штук. Подобранные таким образом примеси располагались упорядоченно согласно убыванию их массы. Общий состав примесей (штук) был подобран согласно их процентному соотношению. При этом процентное соотношение по массе определено нами экспериментально. После этого каждому телу был присвоен свой порядковый номер. Чтобы исключить субъективный фактор при проведении опытов, выбор примесей осуществлялся по таблице случайных чисел. Методика выбора изложена в работе [106]. Следовательно, для опыта брали примеси с аналогичными порядковыми номерами. При этом выбор примесей осуществлялся отдельно по каждой категории. Количество примесей, участвующих в опыте, определялось исследователями в работах [2, 12]. При этом оптимальное их значение составляло
Исследование некоторых физико-механических свойств разделяемых компонентов
Учитывая, что физико-механические свойства грубых стебельных кормов изменяются в широких пределах в зависимости от вида и сорта культуры, зоны произрастания и климатических условий, влажности и способа уборки и заготовки, исследованию подвергались корма, используемые для кормления в Западно-Казахстанском регионе и нуждающиеся при подготовке к скармливанию в измельчении. Одним из основных видов таких кормов является солома, необходимость переработки которой доказана многими исследователями [11, ПО, 119, 120, 121, 122, 123]. Принимая во внимание, что физико-механические свойства грубых стебельных кормов зависят от способа ее уборки и заготовки, исследованиям подвергались корма, технология уборки и заготовки которых общепринята и включает в себя следующие операции: получение копен из-под зерновых комбайнов; сбор копен; скирдование стогометателями УСА-10, ПФ-0,5; погрузку в транспортные средства грейферными погрузчиками ПЭ-0,8; транспортирование соломы, применяя самосвальный транспорт - прицепные тележки 2ПТС-4, КТУ-10 [124, 125, 126, 127]. При проведении этих операций в стебельные корма попадают инородные твердые примеси, обладающие различными физико-механическими свойствами.
Для определения физико-механических свойств отбор частиц грубо-стебельного вороха и инородных твердых примесей осуществлялся при загрузке ими загрузочного транспортера сепарирующего устройства (рис. 4.1). Исследования включали в себя определение размеров сепарируемых частиц, их влажности, плотности, коэффициента трения, скорости витания частиц. Физико-механические Повторность опытов определялась в зависимости от коэффициента вариации определенного свойства и точности проведения опытов при испытании выбранного объекта. Данные о коэффициенте вариации и показатель точности опытов определены ВИСХОМом и указаны в работе [128]. Определение размеров частиц проводилось в стационарных условиях общепринятыми приборами. Масса частиц разделяемых компонентов определялась на электронных весах ВЛТК-500. Для стебельных кормов определяли насыпную плотность, используя для этого тару определенного объема с высотой стенок 0,5 м. Насыпную плотность определяли по формуле: где тн - масса кормов, кг; от - объем тары, м3. Для инородных твердых примесей определяли удельную плотность отдельных частиц. Исследованию подвергались камни и металлические примеси различной формы и размеров, отобранные при попадании их в измельчители-смесители или же непосредственно перед загрузкой. Определение удельной плотности происходило путем замера массы и объема в воде. Навеску для определения влажности отбирали при загрузке измельчителя-смесителя. Для высушивания образцов применялся сушильный шкаф ШС-150. Влажность массы определялась по общеизвестной формуле: где Go - масса навески до сушки, кг; G! — масса навески после сушки, кг. Показатели трения определяли как для частиц стебельных кормов, так и для частиц твердых инородных примесей. Учитывая, что коэффициенты трения нестабильны и изменяются в зависимости от многих причин, при проведении опытов соблюдали по возможности одинаковые условия. Испытанию подвергались частицы определенной влажности и размеров, рабочая поверхность была плоской, однородной, с заданной частотой обработки. Опыты проводили в десятикратной повторностях [129, 130]. Для определения аэродинамических свойств разделяемых компонентов исследованию подвергались частицы грубых стебельных кормов различных видов, определенного размера и влажности, а также мелкие твердые инородные примеси, которые находятся в связанных частицах стебельных кормов. При этом определялась скорость витания. Опыты по определению скорости витания проводились для стебельных кормов длиной до 400 мм. Экспериментальная установка (рис. 4.2) имела вентилятор, к нагнетательному патрубку которого при помощи переходного патрубка был присоединен цилиндр, выполненный из прозрачного органического стекла. В верхней части цилиндра имелась сетка для задержки частиц стебельных кормов. Скорость воздушного потока определялась в верхней 109 части цилиндра ручным крыльчатым анемометром АК-6370. Частицы материала укладывались на сетку, расположенную в нижней части цилиндра. Скорость воздуха регулировалась заслонкой. Таким образом, исследовали скорость витания материала при расположении его перпендикулярно воздушному потоку. Данные исследования физико-механических свойств разделяемых компонентов представлены в табл. П.2, приложение 2. Определяя скорость витания, нами был проведен сравнительный анализ различных видов кормов при изменении их влажности (рис.4.3), а также в зависимости от размеров частиц (рис.4.4). Для этого брались частицы определенного вида корма, подлежащего измельчению, различной длины. Для каждой частицы определялась скорость витания. При трехкратной повторности опытов вычислялось среднее значение скорости витания частицы (табл. П.З, приложение 3).
Похожие диссертации на Повышение эффективности очистки грубых стебельных кормов от инородных твердых примесей путем совершенствования сепарирующего устройства
