Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследований 11
1.1. Значение вермикультивирования в народном хозяйстве 11
1.2. Требования, предъявляемые к приготовлению субстрата при вермикультивировании 13
1.3 .Обзор способов производства биогумуса 18
1.4. Классификация и анализ смесителей сыпучих компонентов 26
1.5. Обзор исследований по работе смесителей сыпучих компонентов 41
1.6. Цель и задачи работы 50
2. Теоретические исследования и совершенствование техно логического процесса смесителя сыпучих компонентов 52
2.1. Конструктивные особенности смесителя 52
2.2. Обоснование геометрических параметров лопасти 53
2.2.1. Обоснование ширины лопасти 55
2.2.2. Обоснование высоты лопасти 56
2.3. Обоснование угла наклона лопасти 57
2.4. Производительность лопастного смесителя 61
2.5. Мощность, расходуемая на процесс смешивания 64
2.5.1. Мощность, расходуемая на смешивание лопастью 64
2.52. Мощность, расходуемая на смешивание штангой 66
2.5.3. Мощность, расходуемая на преодоление сопротивления трения материала о кожух 69
2.6. Выводы по главе... 71
3. Экспериментальные исследования рабочего процесса и обоснование оптимальных параметров смесителя для приготовления субстрата 72
3.1. Физико-механические свойства компонентов субстрата 72
3.1.1. Характеристика субстратов 72
3.1.2. Программа проведения исследований физико-механических свойств компонентов субстрата 73
3.1.3. Методика исследований физико-механических свойств компонентов субстрата 73
3.1.4. Физико-механические свойства и размерные характеристики компонентов субстрата 78
3.2. Экспериментальные исследования рабочего процесса смесителя для приготовления субстрата 84
3.2.1. Описание экспериментальной установки 84
3.2.2. Программа исследований рабочего процесса смесителя 89
3.2.3. Методика исследований рабочего процесса смесителя 89
3.2.4. Обоснование оптимальных значений конструктивно-режимных и технологических параметров, обеспечивающих технологическую надежность смесителя 93
3.7. Выводы по главе 110
4. Сравнительные исследования смешивающих устройств для приготовления субстрата 111
4.1. Описание экспериментальных установок 111
4.2. Программа проведения сравнительных исследований 113
4.3. Анализ сравнительных исследований смешивающих устройств и определение надежности их работы 114
4.4. Конструктивные особенности исследуемых рабочих органов и характеристика отказов их работы 119
4.5. Методика прочностных расчетов рабочих органов смесителей 122
4.5.1. Расчет штанги на изгиб 122
4.5.2. Расчет вала на прочность 125
4.6. Прочностной расчет рабочих органов 128
4.6.1. Расчет штанги на изгиб смесителя периодического действия 128
4.6.2. Расчет на прочность вала смесителя периодического действия 130
4.6.3. Расчет штанги на изгиб смесителя непрерывного действия 132
4.6.4.Расчет на прочность вала смесителя непрерывного действия 134
4.7. Выводы по главе 137
5. Технико-экономические показатели исследуемого смесителя 139
5.1. Производственные испытания предложенного смесителя 139
5.2. Методика расчета предлагаемого смесителя 141
5.3. Экономическая эффективность предложенного смесителя 144
6. Общие выводы 149
Список литературы 151
Приложения 161
- Требования, предъявляемые к приготовлению субстрата при вермикультивировании
- Обоснование геометрических параметров лопасти
- Методика исследований физико-механических свойств компонентов субстрата
- Анализ сравнительных исследований смешивающих устройств и определение надежности их работы
Введение к работе
Начиная с 60-х годов прошлого столетия, земледелие в нашей стране развивалось за счет непрерывного наращивания средств химизации. Такая концепция интенсификации сельскохозяйственного производства практически привела к росту антропогенных негативных нагрузок на окружающую среду, деградации почвенного покрова. Сформированный природой гумус в процессе внесения минеральных удобрений подвергся ускоренной минерализации на зольные элементы и углекислый газ. Потери гумуса в почве сопровождались снижением урожайности сельскохозяйственных культур. Уменьшение содержания гумуса в почве на 1 % ниже оптимального, как правило приводит к снижению урожайности зерновых культур в среднем на 5-6 ц/га, а в ряде случаев и 10 ц/га [1].
В результате многолетнего применения химических удобрений и химических средств защиты растений значительно снизилось количество почвенных микроорганизмов, в том числе и дождевых червей - создателей гумуса и плодородия почв. Растениеводческая продукция, выращенная на таких почвах, представляет угрозу для всех ее потребителей, особенно людей и животных. Негативные процессы будут возрастать, если не изменить технологию повышения плодородия земли, перейти от химизации почв к их биологическому возрождению. В связи с этим поиск резервов для восполнения дефицита органического вещества в почве имеет большое значение.
Навоз, птичий помет и другие органические соединения издавна считались лучшим средством для удобрения полей и повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Навоз - ценное органическое удобрение и главный поставщик минеральных элементов, макроэлементов, серы и магния, необходимых для роста и развития растений. Однако сегодня в нашей стране сложилась сложная ситуация с обеспечением сельхозугодий органическими удобрениями. За последние десять лет их внесение сократилось в четыре раза и не превышает 0,6 т/га пахотных земель [2].
Для поддержания бездефицитного баланса в почве требуется вносить ежегодно более 15 т/га органических удобрений. Использование навоза в качестве органических удобрений идея не новая, но эта технология становится малоэффективной, низкорентабельной и энергоемкой, особенно если ее применять на почвах, подвергнутых длительной и интенсивной обработке химическими удобрениями, так как в них полностью уничтожены микроорганизмы и дождевые черви, обеспечивающие процессы его разложения.
В частности свиной навоз не находит широкого применения в качестве удобрения, из-за его высокой влажности и медленного разложения в почве. В больших буртах он плохо компостируется, так как процесс его разложения длится до трех лет. При длительном хранении бесподстилочного навоза патогенная флора в нем выживает продолжительное время, за счет высокой влажности и большого содержания аммиака и хлоридов, препятствующих размножению термофильных организмов.
Аналогичные проблемы возникают с использованием птичьего помета. В птичьем помете содержится большое количество разнообразной патогенной микрофлоры, опасной для людей и животных, кроме того, при внесении его в почву, в ней накапливаются соли углекислого аммония в нитратной форме. Вследствие хорошей минерализации помет по своим свойствам аналогичен химическим удобрениям и мало влияет на накопление гумуса в почве. Перевозка пометных удобрений на поля под сельскохозяйственные культуры на расстояние более 10-15 км от птицефабрики не окупается урожаем. Из-за этого помет годами накапливается вокруг птицефабрик, что представляет большую экологическую опасность. Целесообразно навоз и птичий помет компостировать, предварительно перемешивая с соломой, опилками, листовым опадом или другими наполнителями в соотношении 1:1 (1 часть бесподстилочного навоза или птичьего помета и 1 часть наполнителя в пересчете на сухой вес). Во время компостирования, в буртах при анаэробных условиях температура поднимается до 60 °С, при этом погибают семена сорных растений, патогенные бактерии, яйца гельминтов, нематод, почвенных грибов и т.д. Одновременно создаются благоприятные условия для развития почвенной термофильной азотфиксирующей микрофлоры. Компостируемый материал превращается в доступный, легкоусвояемый корм для сообщества почвенных организмов, среди которых главными и наиболее многочисленными являются дождевые черви. Для их кормления и предназначается компост, но при отсутствии червей в пахотном слое этот процесс на практике становится не выполнимым. Другой путь - это внесение в почву биогумуса (вермикомпоста). В течении последних десяти лет на территории России интенсивно внедряются технологии повышения почвенного плодородия путем вермикультивирования.
Подобная технология вермикультивирования названа академиком М. С. Гиляровым "методом зоологического компостирования", или вермиком-постирование [3]. Долгое время земледельцы считали дождевых червей вредителями и подвергали их уничтожению. Первым полезность дождевых червей, еще в 1881 году отметил Ч. Дарвин в своей книге "Разложение плесени овощей под действием земляных червей". Об их роли автор писал: "Плуг принадлежит к числу древнейших и имеющих наибольшее значение изобретений человека, но еще задолго до его изобретения почва правильно обрабатывалась червями и всегда будет обрабатываться ими. Весьма сомнительно, чтобы нашлись еще другие животные, которые в истории земной коры заняли бы столь видимое место".
Технология вермикомпостирования основана на способности дождевых червей, поглощать в процессе своей жизнедеятельности практически любые органические остатки и почву. Заглатывая в процессе питания органические остатки с минеральными частицами почвы, они переваривают их и обогащают собственной микрофлорой, ферментами, биологически активными веществами. Беспозвоночные выделяют в почву активные биохимические вещества, которые разрушают кристаллическую решетку первичных минералов, извлекают из них минеральные вещества для своих жизненных потребностей и выделяют в виде биогенных элементов - капролитов. Выделяемые червями капролиты отличаются высоким содержанием гумуса, макро и микроэлементов [4]. Ценность биогумуса - в большом количестве микроорга низмов. Высокое содержание ферментов способствует процессам регенерации природно-бедных почв или почв, загрязненных химическими веществами [5, 6].
Богатая микрофлора образует насыщенную среду метаболитов, многие из, которых, такие как ауксин, гибериммен, цитокинин являются регуляторами роста растений. Биогумус содержит из углерод, азот, фосфор, калий в пропорциях благоприятных для питания растений, высокий эффект при выращивании всех видов сельскохозяйственных культур. Использование биогумуса ускоряет прорастание семян, снижает стресс от пересадки растений, облегчает получение ранней продукции, повышает устойчивость растений к болезням [7, 8, 9, 10, 11].
Однако технологический процесс производства биогумуса отличается низким уровнем механизации и автоматизации, что, с одной стороны, приводит к большим затратам ручного труда, а, с другой - ставит в зависимость от умений и опыта обслуживающего персонала точность ведения процесса и, как следствие, качество продукции.
Приготовление субстрата для кормления вермикультуры - одна из самых трудоемких операций в технологическом процессе производства биогумуса. Субстратом является смесь, включающая все необходимые измельченные органические компоненты, такие, как навоз или помет животных и птицы, солому, древесные опилки нехвойных пород или другие отходы сельскохозяйственных культур. Промышленность в данное время не выпускает смесителей для приготовления субстрата. Эта операция, как правило, выполняется вручную или с использованием устройств, не отвечающих технологическим требованиям, предъявляемым к приготовлению субстрата при производстве биогумуса.
В связи с вышеизложенным настоящая работа посвящена изысканию и исследованию работы смешивающих устройств применяемых для приготовления субстрата при производстве биогумуса, а целью является исследование и совершенствование технологии производства биогумуса и процесса приготовления субстрата, за счет обоснования оптимальных параметров смесителя.
Требования, предъявляемые к приготовлению субстрата при вермикультивировании
Основной вид дождевых червей, наиболее широко использующийся при вермикультивировании, - Eisenia foetida. Данный вид обладает высокой плодовитостью, вынослив к изменяющимся условиям среды обитания. Под вид Eisenia foetida andrei (красный калифорнийский червь) выведен в результате 20-летней селекции и исследований, проводимых в США [24]. Особенность этих червей - потеря инстинкта покидать место обитания при неблагоприятных условиях. Червь обладает высокой плодовитостью (500 - 1500 особей в год) и продолжительностью жизни свыше 16 лет. Из отечественных разновидностей дождевых червей отличные результаты дает использование Чуйской популяции Eisenia foetida [25].
Важный фактор, влияющий на жизнедеятельность червей, разводимых в искусственных условиях, - состав и свойства субстрата. От характера субстрата и сочетания составляющих его компонентов зависит общее состояние популяции червей интенсивность размножения и накопления биомассы, интенсивность переработки, , свойства готового биогумуса. Субстрат имеет для червей двойное значение: - во первых, это среда, в которой обитают черви и осуществляются все их жизненные функции; - во вторых, это пища, благодаря которой осуществляется их жизнедеятельность [26]. Субстрат, как среда обитания проявляет многостороннее воздействие на червей. Прежде всего следует отметить определяющее значение физической структуры и химической характеристики субстрата. В отличие от земляных (дождевых) червей компостные черви адаптированы к обитанию и передвижению в рыхлой среде. Твёрдый грунт является для них непреодолимой преградой. Кроме того, рыхлость субстрата, обеспечивая хорошую аэрацию, создаёт оптимальные условия для дыхания червей и существования необходимой микрофлоры. Кислотность среды, температура и влажность относятся к числу жизненно важных для червей факторов [27].
Свойства субстрата как пищи, должны отвечать определённым требованиям. Поскольку черви поглощают пищу путем всасывания, то субстрат должен быть достаточно влажным и измельченным (размер частиц не должен превышать 4 мм), а также не иметь посторонних механических примесей [28]. Для этого твердые органические удобрения (ТОУ) очищаются от примесей и разделяются на фракции, проходовая фракция смешивается с наполнителями и увлажняется. Субстрат необходимо периодически увлажнять до 70-75 % вследствие того, что под воздействием внешних факторов происходит уменьшение влажности его внешнего слоя.
Состав субстрата - важный фактор влияющий на жизнедеятельность червей, разводимых в искусственных условиях. Он должен включать белки, углеводы, разнообразные минеральные вещества, витамины, а также вещества, богатые азотом. Повышение содержания азота в пище сопровождается увеличением роста червей и веса коконов, а также количеством вылупившихся молодых червей и сокращением срока полового созревания. В состав кормового рациона червей необходимо также включать клетчатку и минеральные вещества. При их отсутствии затрудняется пищеварение. Кроме того, целлюлоза дает большое количество энергии, необходимой для быстрого роста червям. Ее количество не является лимитирующим фактором, но обеспечивает быстрый рост микроорганизмов, которых поглощают черви. Черви хорошо развиваются на отходах пивоварения, целлюлозо-бумажной промышленности, на картофельной шелухе, грибном компосте, иле сточных вод молокозаводов, активном иле очистных сооружений с содержанием большого количества белка и аминокислот. Чтобы компенсировать недостаток целлюлозы, добавляют наполнители-измельченную солому или бумагу [29].
Наиболее пригодными для приготовления субстрата считаются конский и твердая фракция навоза крупного рогатого скота, свиней, овец, кроликов, птичий помет. Из животноводческих отходов и растительных остатков получаются высококачественные наполнители. Конский навоз благодаря высокому содержанию целлюлозы является отличным базовым субстратом, но его рекомендуется выдерживать перед использованием 3-4 месяца. Навоз крупного рогатого скота также является хорошим кормом для вермикультуры, но требуются добавление целлюлозосодержащего наполнителя и ферментация сроком не менее 4 месяцев, (Таблица 1.1) [30].
Содержание целлюлозы достигается за счет добавления в навоз измельченной соломы, картона, ферментированных опилок. Компонентами базового субстрата являются отходы содержащие протеин в пределах 20-25 % и клетчатку не менее 25-30 %. После приготовления смеси необходима их ферментация сроком до 6 месяцев. Свиной навоз, удаленный из свинарников гидросмывом можно давать червям в свежем виде. Слежавшийся в кошарах овечий навоз измельчают, затем укладывают слоем 40-50 см и выдерживают 3-4 месяца, периодически обеспечивая полив компоста. Кроличий навоз также проходит предварительное компостирование, в процессе которого выделяется аммиак и метан. Птичий помет обязательно ферментируют в виде сложных компостов в течение 16-24 месяцев.
Пищевые отходы следует предварительно очищать от таких инородных предметов как стекло, металл, полиэтилен, а затем измельчают следует измельчают и смешивают с веществом, способствующим воздухопроницаемости и регулировать кислотность субстрата. В составе субстратов могут быть самые разные органические отходы: гнилые солома и сено, соломенная резка, бумага, картон, опилки лиственных пород деревьев, остатки овощей, листья и стебли растений, отходы пивоварения, отходы зерноперерабатывающей промышленности и многое другое [31].
Предварительно перед смешиванием компонентов субстрата производится их химический и микробиологический анализы. С учетом этих данных составляются объемные соотношения базового субстрата и органического наполнителя или наполнителей.
В ряду компостов на основе навоза КРС, свиного, помета куриного и ила, наполненных одинаковыми компонентами, наиболее эффективным для вермикультивирования является куриный помёт. За 1,5 месяца в компосте на курином помёте численность вермикультуры увеличивается в 4 раза, на базе свиного - в 3 и КРС -2,8 раза, ила - 2,6 [31].
Обоснование геометрических параметров лопасти
Для оценки производительности и энергоемкости процесса предлагаемого смесителя воспользуемся моделью взаимодействия элементов рабочего органа с сыпучим материалом, основу, которой составляет принцип относительности движения, третий закон механики Ньютона и понятие динамического напора [84]. При рассмотрении прямолинейного движения твердого тела в покоящейся сплошной среде можно считать лопасть неподвижной, а сплошную среду - набегающей на нее с той же скоростью. Силовые взаимодействия лопасти со сплошной средой, такие силы как, касательные и нормальные напряжения принимаем равными по величине и противоположно направленными [85]. Пусть поток материала набегает на неподвижную лопасть с площадью миделевого сечения S (м2). Тогда усилие F (Н) с которым среда действует на тело, будет равна произведению динамического напора (ри )/2 и площади S: где с - коэффициент лобового сопротивления; р - плотность материала, кг/м3; и - скоростью потока, м/с. Напряжения, возникающие в окрестности поверхности контакта, будут также пропорциональны динамическому напору [86]. Можно сделать допущение о прямолинейном движении лопасти вдоль поверхности корпуса за малый промежуток времени At, исходя из того, что радиальный размер лопасти на порядок меньше расстояния до оси вращения. В результате вращения вала смесителя за один его оборот лопастью вытесняется некоторый объем материала. Очевидно, что для обеспечения процесса смешивания этот объем должен быть заполнен таким же количеством нового материала. При движении внутри смеси лопасть образует траншею, которая непрерывно заполняется материалом, обрушающимся сверху и с боковых сторон траншеи за счет силы тяжести и воздействия штанги. Очевидно, что чем больше ширина траншеи, тем больший объем материала обрушается сверху из объема над траншеей по сравнению с объемами бокового обрушения. Исходя из этих соображений, можно сформулировать допущение, позволяющее определить необходимые размеры лопасти. Итак, при достаточной ширине траншеи, определяемой шириной лопасти и углом ее установки, будем считать, что вытесняемый лопастью объем, имеющий форму кольце-вого сегмента с поперечной площадью S2, целиком замещается объемом с поперечной площадью Si, находящимся над траншеей (Рис. 2.2) Ширина лопасти, главным образом, определяется следующими факторами: трением материала о лопасть и конструктивными размерами смесителя. Зная угол трения фхр, можно определить угол наклона лопасти а к оси вращения вала, который определяет шаг установки лопастей. При этом зоны захвата соседних лопастей в осевом направлении не должны пересекаться между собой; система плоских лопастей должна достаточно хорошо аппроксимировать винтовую поверхность; ширину лопасти ограничивают прочностные требования; кроме того, количество лопастей ограничено вследствие определенной длины смесительной камеры и конструктивных особенностей крепления лопасти к валу смесителя. Задавшись радиусом смесительной камеры RQ, вычислим длину проекции лопасти на плоскость вращения: Лопасть смесителя, как указывалось выше, имеет прямоугольную форму с внешней кромкой, описываемой радиусом Ro. Поскольку этот радиус невелик по сравнению с радиальным размером лопасти, то можно приближенно, но с достаточной степенью точности, считать форму лопасти прямоугольной. Согласно выдвинутой гипотезе, вытесненный лопастью объем материала за один оборот вала, определяемый площадью S2 кольцевого сегмента и осевым перемещением материала ДІ, полностью замещается объемом, равным произведению площади кругового сегмента Si радиуса Rj и того же осевого перемещения ДІ. Следовательно, задача расчета радиального размера лопасти сводится к задаче определения такого радиуса R при котором площади Si и S2 будут равны. Тогда значение RQ - Rj даст искомое значение высоты лопасти а.
Методика исследований физико-механических свойств компонентов субстрата
Физико - механические свойства компонентов субстрата оказывают существенное влияние на выбор режимов протекающего технологического процесса, определяют тип, геометрические и режимные параметры как самого смесителя, так и смешивающего рабочего органа. Были определены физико-механические свойства и размерные характеристики таких компонентов субстрата, как: ферментированные и измельченные навоз крупного рогатого скота, птичий помет, древесные опилки; лузга проса; измельченная пшеничная солома.
Результаты проведенных исследований по определению плотности компонентов субстрата в зависимости от влажности приведены на рис. 3.5.
С увеличением влажности прямо пропорционально повышается плотность компонентов субстрата. Однако плотность измельченного помета и навоза повышается более интенсивно по сравнению с опилками, лузгой проса и соломой. У помета и навоза плотность составляет 340-950 кг/м3, а у наполнителей 40-450 кг/м3. Это объясняется тем, что влагопоглотительная способность помета и навоза намного выше чем у наполнителей, кроме того, максимальная влажность опилок и лузги проса не превышает 50 %, а соломы 35 %.
Значения углов трения (углов полного сдвига) компонентов субстрата по крашенной стали, определяемых на установке (Рис. 32.) приведены на рис. 3.6. Угол трения представляет собой угол между плоскостью сдвига и горизонтальной плоскостью. В значительной мере угол трения зависит от влажности.
При возрастании влажности W (от 10 до 70 %) величина угла трения фтр увеличивается (на 8-20 %), так как что увеличиваются внутренние связи компонентов субстрата, а также их липкость к исследуемой поверхности.
Значения углов трения у исследуемых компонентов субстрата различны. Так, у помета и навоза эти значения в пределах 40-50, наполнителей 30-44. Это объясняется тем, что они имеют различную поверхностную влажность.
Значения углов естественного откоса компонентов субстрата приведены на рис. 3.7. С увеличением влажности компонентов субстрата величина угла естественного откоса увеличивается на 10-18 %, это объясняется тем, что увеличивается их липкость. Значения углов откоса составляют: у помета и навоза КРС 38-48, наполнителей 26-42. Это объясняется теми же причинами, что были приведены при определении угов трения.
Коэффициенты трения движения ф компонентов субстрата по окрашенной стали определялись на установке (рис. 3.3, 3.4), их значения приведены на рис. 3.8. При увеличении влажности компонентов субстрата от 19 до 58 % коэффициент трения движения повышается, соответственно у навоза КРС от 0,96 до ІД, у помета от 0,8 до 0,98. При дальнейшем повышении влажности компонентов субстрата (до 70 %) коэффициенты трения уменьшаются. При повышении влажности до 58 % происходит увеличение липкости помета и навоза КРС к исследуемой поверхности и сила трения увеличивается, а при влажности более 58 % на исследуемой поверхности образуется жидкостная пленка и навоз или помет скользит по ней с меньшим усилием. При увеличении влажности от 10 до 50 % коэффициент трения движения у наполнителей возрастает от 0,72 до 0,97.
Коэффициенты внутреннего трения fB компонентов субстрата по окрашенной стали определялись на установке (Рис. 3.3, 3.4), их значения приведены на рис. 3.9. Особенностью внутреннего трения является трение между частицами материала. Внутреннему трению присущи те же закономерности, что и трению движения. Величина коэффициента внутреннего трения компонентов субстрата выше коэффициента трения движения (на 50 %), при этом внутреннее трение опилок и соломы выше, чем навоза и помета (на 20-70 %).
Анализ сравнительных исследований смешивающих устройств и определение надежности их работы
Определение физико-механических свойств смеси и ее компонентов, определение их фракционного состава, а также обработка экспериментальных данных проводились согласно методик [94, 96, 98, 99, 103, 105].
Исходными материалами во время проведения сравнительных испытаний были ферментированный навоз КРС с размерами частиц до 4 мм и соломенная резка с размерами частиц до 4 мм.
Проведение сравнительных испытаний двух вариантов смешивающих устройств дало возможность оценить работу каждого устройства. С повышением частоты вращения рабочих органов от 12 до 32 мин 1 мощность на холостом ходу (рис. 4.4) у смесителя варианта 1 возрастает от 0,3 до 0,39 кВт, смесителя варианта 2 — от 0,35 до 0,52, т.е. увеличивается в 1,7 раза. Наименьший расход мощности холостого хода имеет смешивающее устройство первого варианта, а наибольший 2 варианта. При частоте вращения 32 мин"1 смешивающее устройство варианта 2 расходует на 25 % мощности больше, чем смеситель варианта 1. Это объясняется тем, что у смесителя варианта 2 имеется дополнительная цепная передача и выгрузной шнек.
Характеристики процесса смешивания снимались также на пяти скоростных режимах. Компоненты субстрата имели постоянную влажность: ферментированный навоз WH = 45-50 %, солома Wc = 25-30 %.
При увеличении частоты вращения рабочего органа от 12 до 32 мин"1 мощность процесса смешивания возрастает от 0,309 до 0,95 кВт, то есть повышается в 3 раза. При частоте вращения 32 мин"1 смешивающее устройство варианта 2 расходует мощности на процесс смешивания на 75 % больше, чем смеситель варианта 1. Это объясняется тем, что у смесителя варианта 2 в процессе смешивания лопасть переносит большой слой субстрата, а не порцию, как у варианта 1.
С увеличением частоты вращения рабочего органа (рис. 4.5) производительность смесителя варианта 1 возрастает, что объясняется увеличением осевой скорости движения потока материала в смесительной камере. При коэффициенте загрузки k = 0,5 производительность возрастает от 13 до 32 т/ч. Увеличение коэффициента загрузки ведет к увеличению производительности смеси-теля в 4 раза, так как увеличивается площадь потока материала. При частоте вращения рабочего органа 32 мин увеличение коэффициента загрузки от (0,1 до 0,5) ведет к увеличению производительности (от 2 до 32 т/ч).
С увеличением частоты вращения рабочего органа (рис. 4.6) производительность смесителя варианта 2 возрастает на 10 %. Это объясняется тем, что процесс смешивания протекает более интенсивно. С увеличением коэффициента загрузки производительность возрастает на 20 %, так как увеличивается высота слоя субстрата в камере смешивания. Из рис 4.5 и рис.4.6 видно, что производительность смесителя варианта 1 в 2,5 раза больше производительности смесителя варианта 2, это объясняется тем, что у смесителя варианта 2 при увеличении количества материала в камере смешивания пропорционально.
