Содержание к диссертации
Введение 4
1 Состояние вопроса, цель и задачи исследования 9
Влияние молочного насоса на эффективность работы 1.1
доильной установки и качество молока 9
Классификация и анализ существующих молочных
насосов 20
Факторы, влияющие на эффективность работы
центробежного молочного насоса 31
1.4 Выводы..... ., 38
Теоретическое исследование центробежного молоч
ного насоса 40
Исследование движения молока в молочном насосе 40
Определение основных размеров насосов 48
Определение производительности насоса 48
Определение быстроходности колеса насоса 50
Определение расхода жидкости через торцевой зазор 50
Определение внешнего диаметра колеса , 51
Определение элементов выходного скоростного 2.7
треугольника 52
Определение диаметров колеса 54
Определение ширины колеса 56
3 Выводы 58
Методика и результаты экспериментальных
исследований центробежного молочного насоса 59
Испытание центробежного молочного насоса в 3.1
лабораторных условиях 60
3.1.1 Описание лабораторной установки и методика измерений 61
3.2 Методика многофакторного планирования эксперимента. 65
3.2.1 Методика предварительных лабораторных исследований., 65
Определение оптимальных параметров центробежного 3.2.2
молочного насоса методом Бокса-Уилсона 69
3.2.3 Количество опытов и их повторность 78
3.3 Результаты экспериментальных исследований 80
Результаты предварительных исследований 80
Результаты полнофакторного эксперимента 84
Определение оптимальных режимов центробежного 3.3.3
молочного насоса 90
3.4 Производственные испытания 92
Выводы по результатам экспериментальных
исследований 96
4. Методика обработки результатов испытаний насосов 98
4.1 Методика расчета результатов испытаний юо
4.1.1 Результаты испытаний насосов НМУ-6 100
4.2 Результаты испытаний экспериментальных насосов 105
Расчет показателей безотказности серийных насосов-4.3
НМУ-6 ш
Расчет показателей безотказности опытных насосов 118
Выводы 124
Обоснование экономической эффективности внедрения
центробежного молочного насоса 126
Выводы по результатам расчета экономической
эффективности 135
6 Общие выводы 136
Список использованной литературы 139
Приложения 149
Введение к работе
Научно-технический прогресс в молочном животноводстве привел к созданию герметизированных и автоматизированных молочных линий, которые используют в отраслях, связанных с обработкой жидкостей. Вместе с тем анализ научных работ отечественных и зарубежных исследователей показал, что, несмотря на достаточно высокий технический уровень современных фермских молочных линий, показатели качества перекачивания молока не всегда удовлетворительны, из-за резкого увеличения длинны молокопровода в доильных установках, что сказывается на выведении молока из молокоприемника.
В качестве источника выведения молока из технологической линии находящейся под разряжением устанавливают центробежные молочные насосы различных типов. В настоящее время возрастает уровень использования центробежных молочных насосов. Однако из 15 обследованных нами молочных ферм, использующих центробежные молочные насосы, на 10 фермах применяли насосы с пластмассовой крыльчаткой, которая в большинстве случаев выходила из строя, тем самым, переполняя молокоприемник и прерывая дойку. На 3 молочных фермах из 15 молочный насос имеет закрытое рабочее колесо, которое увеличивает площадь застойных зон в межлопастном пространстве, что приводит к увеличению зазоров и соответственно к снижению технических характеристик и КПД, в результате увеличивает стоимость рабочего колеса.
Такое положение вызвано, главным образом, отсутствием простых, надежных, доступных методик расчета рабочих колес центробежного молочного насоса.
Совершенствование рабочих колес позволит увеличить надежность, снизить расход потребляемой электроэнергии молочного
5 насоса и, соответственно, повысить эффективность процесса
выведения молока из молокоприемника, находящегося под вакуумом.
Состояние рассматриваемых вопросов. Развитие
центробежных молочных насосов в настоящее время характеризуется:
- повышением технического уровня молочных насосов;
-появлением принципиально новых конструкций рабочих
колес;
-широким использованием средств автоматики.
Вместе с тем, как показывает практика, с ростом уровня механизации в процессе выведения молока из молокоприемника на низком уровне остается эффективность использования имеющихся средств для создания молочного насоса. Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что создание простого, надежного и экономичного центробежного насоса, способного наиболее полно реализовать свои возможности на доильной установке, позволит значительно увеличить не только надежность работы молочной линии доильной установки в целом, но и снизить расход энергоресурсов.
Цель исследования. Повышение эффективности работы молочного насоса посредством совершенствования конструктивно-технологических параметров рабочего колеса.
Объект исследования. Процесс перекачивания молока из закрытых емкостей, находящихся под вакуумом, в емкость под атмосферным давлением.
Задачи исследования.
дать анализ конструктивно-технологических схем центробежных молочных насосов для перекачивания молока;
- теоретически анализировать движение молока в рабочем
колесе молочного насоса, как динамическую систему вида "сырье -
рабочий орган - вакуумметрическое давление";
разработать и обосновать конструктивно режимные параметры молочного насоса с лопастями, расположенными противоположно направлению движения молока;
дать экономическую оценку разработки центробежного молочного насоса и рекомендации по его эффективному использованию.
Методика исследования. В работе использованы аналитический, экспериментальный и расчетно-конструктивный методы.
Аналитический метод включал изучение технологического процесса с применением методов аналогового моделирования, классической механики, термодинамики и теплотехники, системы современных средств ЭВМ.
В экспериментальных исследованиях использовали методы физического моделирования для проверки положений и вывода теории. Использование расчетно-конструктивного метода на основе результатов математического и экспериментального моделирования позволило получить оптимальные значения конструктивных и технологических параметров молочного насоса на доильных установках.
Результаты экспериментов обрабатывались с применением известных методов математической статистики и программ средств ЭВМ.
Научная новизна работы:
результаты теоретических и практических исследований, определяющих конструкцию и режимные параметры рабочего колеса молочного насоса;
обоснование и выбор факторов, оказывающих влияние на режим работы рабочего колеса;
- аналитические зависимости для определения оптимальных
параметров рабочего колеса;
результаты теоретических и экспериментальных исследований, подтверждающих эффективность предлагаемого рабочего колеса молочного насоса;
Практическую ценность представляют:
- конструкция рабочего колеса;
-расчет конструктивно-режимных параметров молочного насоса;
- результаты проверки основных положений в лаборатории и
производственных условиях.
Реализация результатов исследований:
Опытные образцы проходили проверку в ООО НПП «Фемакс» г.Москва, ЗАО «Заря» Ташлинского района, ЗАО «Нива»
Октябрьского района и были внедрены в ряде хозяйств Оренбургской области.
Экспериментальный образец рабочего колеса центробежного молочного насоса демонстрировался на областных выставках научно — технического творчества молодежи НТТМ — 2005.
Апробация:
Общие положения диссертации опубликованы в материалах региональных научно- практических конференциях молодых ученых и специалистов Оренбуржья (2003, 2004), научно-практических конференциях сотрудников и преподавателей факультета механизации сельского хозяйства ОГАУ (2003), XII Международного симпозиума по машинному доению коров (Винница, Украйна,2004), на семинарах кафедры «Механизация животноводства» ОГАУ (2002-2005).
Публикации:
По материалам диссертации опубликовано 4 работы.
$
Объем работы:
Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и приложении. Работа изложена на 149 странницах машинописного текста, включая список литературы из 120 наименований, 35 рисунков, 29 таблиц и 4 приложений на 32 страницах.
