Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Состояние вопроса, цель и задачи исследований. . . 9
1.1. Анализ способов обработки овец и применяемых средств механизации.
1.1.1. Профилактическая противочесоточная обработка овец 9
1.1.2. Водокупание овец перед стрижкой. ..... 27
1.2. Зоотелїические требования, предъявляемые к процессу обработки овец 31
1.3. Анализ процесса взаимодействия жидкости с шерстным покровом и обоснование выбранного направления 33
1.4. Цель и задачи исследований 40
ГЛАВА 2. Теоретические основы процесса обработки овец потоком жидкости 42
2.1. Теоретические основы затопленной струи . . . 42
2.2. Анализ процесса взаимодействия затопленной струи с шерстным покровом овец 48
2.2.1. Математическая модель процесса обтекания жидкостью тела овцы и её реализация на ЭВМ. 49
2.3. Теоретические основы процесса профилактической обработки овец потоком жидкости. ....... 61
2.4. Теоретические основы процесса водокупания овец перед стрижкой 66
2.5. Оптимизация длины ванны 68
2.6. Выводы. 72
ГЛАВА 3. Программа и методика экспериментальных исследований процесса обработки овец потоком жидкости. 74
3.1. Условия проведения исследований. ..... 74
3.2. Экспериментальная лабораторная установка и её оснащение 75
3.3. Методика проведения экспериментальных исследований 81
3.3.1. Определение влияния скорости проплыва овцы и 'эффективность воздействия затопленных струй на интенсивности прохождения жидкости сквозь шерсть -31.
3.3.2. Определение зависимости продолжительности промачнвания шерстного покрова от гидростатического напора и коэфициента поверхностного натяжения 83
3.3.3. Измерение поля скоростей потока жидкости в ванне при обтекании тела овцы 84
3.3.4. Определение ЕЛИЯНЙЯ гидродинамических параметров затопленной струи на скорость прохождения жидкости сквозь шерсть и ширину зоны обработки 86
3.3.5. Определение зависимости длины проплыва овцы в ванне от затрат энергии на генерацию затопленных струй 87
3.3.6. Определение влияния параметров сопел на скорость жидкости и энергозатрат,
ГЛАВА 4. Результаты экспериментальных исследований. ... 90
4.1. Влияние скорости проплыва овцы и гидродинамических параметров затопленной струи на интенсивность прохождения жидкости сквозь шерсть 90
4.2. Зависимости продолжительности промачивания шерстного покрова от статического напора и коэффициента поверхностного натяжения жидкости. 97
4.3. Поле скоростей потока жидкости при обтекании тела овцы в ванне ЮО
4.4. Влияние гидродинамических параметров струи на скорость прохождения жидкости сквозь шерстный покров овец и ширину зоны обработки 107
4.5. Зависимости длины проплыва овцы в ванне от затрат энергии на генерацию затопленных
струй . 109
4.6. Выводы. 113
ГЛАВА 5. Хозяйственные испытания установки, методика расчета основных параметров и её технико-экономическая эффективность 116
5.1. Разработка установки для купания овец затопленными струями. 116
5.2. Хозяйственные испытания установки при в од окупаний овец перед стрижкой 120
5.3. Хозяйственные испытания установки при профилактической обработке овец 124
5.4. Оптимизация параметров режима обработки и длины ванны 133
5.5. Методика определения основных параметров установки для обработки овец затопленными струями. . 136
5.6. Технико-экономическая эффективность установки при водокупаний овец перед стрижкой 139
5.7. Технико-экономическая эффективность установки при профилактической обработка овец 140
ВЫВОДЫ 144
ЛИТЕРАТУРА . . 146
ПРИЛОЖЕНИЕ 155
- Анализ способов обработки овец и применяемых средств механизации.
- Теоретические основы затопленной струи
- Экспериментальная лабораторная установка и её оснащение
- Влияние скорости проплыва овцы и гидродинамических параметров затопленной струи на интенсивность прохождения жидкости сквозь шерсть
- Разработка установки для купания овец затопленными струями.
Анализ способов обработки овец и применяемых средств механизации
В настоящее время в нашей стране обязательно два раза в год профилактической обработке подвергают все поголовье овец. Это мероприятие проводят обычно весной, перед отправкой овец на отгонные пастбища, и осенью - при возвращении их к местам основного пребывания
Обработка овец связана с большими для хозяйств затратами средств, труда людей, энергии и времени. Кроме того, процесс этот тяжел как для людей, так и для животных. Укрупнение овцеводческих хозяйств значительно затрудняет быстрое проведение этой кампании.
Профилактическая обработка - один из самых трудоемких и трудноподдающихся механизации процессов в животноводстве. В связи с этим у нас в стране и за рубежом создаются различные установки, облегчающие труд людей и ускоряющие процесс обработки овец.
Анализ существующих отечественных и зарубежных конструкций купочных установок для профилактической обработки показал, что все они основаны на контактном способе с полным или поверхностным насыщением шерстного покрова животных инсектоакарицидной жидкостью. Полное насыщение обеспечивается в установках ванного и комбинированного типов, где овец погружают полностью в раствор, поверхностное - опрыскиванием в душевых камерах различных конструкций / 85 /.
Главное условие профилактической обработки овец - это полная смачиваемость всего кожного покрова, так как необходим непосредственный контакт инсектицида с очагом инвазии, т.е. раствор должен проникнуть через весь шерстный покров овец до кожи по всей поверхности тела овцы.
Из растворов, используемых при купании, наиболее распространена водно-креолиновая эмульсия гексахлорана, которую рекомендуется применять при температуре 18...30С. Концентрация креолина в эмульсии, в зависимости от марки гексахлорана и породы овец, составляет 0,25...1,5 , а содержание ь -изомера - 0,015...О,060$.
Все установки для профилактической обработки овец, независимо от их принципа действия, имеют: предкупочный загон; раскол; купочное устройство; отстойный загон; систему фильтрации и вспомогательное оборудование, предназначенное для подогрева эмульсии и воды, подачи воды, приготовления концентрата и электроснабжения. Кроме того, опрыскивающие и комбинированные установки включают насосный агрегат для подачи эмульсии к распылителям.
Технологический процесс установок всех видов состоит из следующих операций: впуск отары в предкупочный загон; подача овец в купочное устройство ( осуществляется с применением различного рода транспортеров, толкающих щитов-тележек, турникетов, передвижных уплотняющих стенок, сужающихся расколов, устройств "бегущая волна" и т.п.);
Теоретические основы затопленной струи
Экспериментальная лабораторная установка и её оснащение
Параметры затопленной струи достаточно хорошо изучены и изложены в литературе / 2,3,10,23,52,53,58,60 /, мы приведем только основные положения и характеристики.
По длине струю можно разделить на три участка: начальный, переходный и основной. Начальным называется участок, в пределах которого скорость на оси струи равна скорости истечения Uo из сопла; длина этого участка определяется точкой пересечения внутренней границы пограничного слоя струи с ее осью. За начальным участком скорость струи на ее оси Um уже меньше, чем скорость истечения, а на основном участке струи, начиная с конца переходного участка, распределение осевой составляющей скорости является автомоде льным(2.1.).
В приближенных расчетах длину переходного участка принимают равной нулю, а переходным сечением называют сечение, в котором стыкуются начальный и основной участки . В дальнейшем рассматривается такая упрощенная схема: 0 - полюс (точка пересечения границы струи с ее осью), Хо- полюсное расстояние, А- - угол полураскрытия струи.
Автомодельность профиля осевой скорости на основном участке струи означает следующее. Пусть Ві и &г- полуширина струи в каком-либо из двух сечений ее основного участка, а Іітіи 11тг скорости на оси струи в тех же сечениях. Тогда
За масштаб линейного размера при построении безразмерного профиля скорости можно принять не полуширину струи, а любое расстояние U от оси струи, на котором скорость составляет некоторую, в общем случае произвольную, но вполне определенную долю осевой скорости
Действительно, вследствие универсальности профиля скорости для двух произвольных сечений струи из условия Уі/Di—Уг/иг следует способ (2.1), так как точное определение границ струи экспериментально затруднительно. За масштаб линейных размеров обычно принимают расстояние от оси струи до той точки, в которой скорость струи равна 0,5 Um .
Граница основного участка затопленной струи, как показывает опыт, близка к прямой.
Изотахи безразмерной скорости, т.е. линии, соединяющие точки с равными значениями 11/Ц»,в различных сечениях струи, являются прямыми, выходящими из ее полюса. Действительно, для двух сечений Поскольку значения безразмерной скорости ІіДЬняа одинаковых безразмерных расстояниях отгоси струи равны У/В , то Лч = 2»
В качестве теоретической модели основного участка круглой струи будем рассматривать пограничный слой, создаваемый точечным источника количества движения Jo , расположенным в полюсе основного участка струи.
Влияние скорости проплыва овцы и гидродинамических параметров затопленной струи на интенсивность прохождения жидкости сквозь шерсть
Продолжительность промачивания шерстного покрова без обработки затопленными струями и без движения составила 290 с. При движений образцов со скоростями 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,3 м/с время промачивания "UP изменялось с 65 с до 58 с. Среднему значению скорости проплыва овцы 0,2 м/с соответствовало "UP= 62с Полученные результаты свидетельствуют о том, что при появлений даже небольшого гидродинамического напора, создаваемого плывущей овцой, резко сокращается время полного промачивания шерсти (почти в 5 раз).
Эффективность воздействия активного гидродинамического напора, создаваемого затопленной струей, была установлена при Нет =0,1 м, (Г =0,06 Н/м, йо =10 мм изменении скорости истечения Uo от 1,6 до 8,3 м/с и расстояниях до объекта обработки о = 100...500 мм. Результаты исследований приведены в таблицах 4.1...4.5 и на рис. 4.1, из которых видно, что с увеличением скорости истечения жидкости из сопел время полного промачивания шерсти уменьшается, а при некоторых условиях, например, при Uo = 8,3 м/с и Uo =5,9 м/с, шерсть промачивается по всей глубине практически мгновенно. При увеличении расстояния от сопла до объекта обработки возрастает время промачивания шерсти. Это связано с энергетическими способностями затопленной струи, которая по мере продвижения от сопла быстро затухает.
По полученным данным были построены кривые нормального распределения продолжительности промачивания на различных режимах
Анализ этих кривых показал, что существует четкая тенденция уменьшения времени полного промачйвания шерстного покрова овец с увеличением скорости истечения затопленной струи и уменьшением расстояния от сопла до овцы, что свидетельствует о хорошей воспроизводимости опытов и достаточной точности полученных данных. Характерно, что для режимов обработки, где время промачйвания мало, разброс значений небольшой - кривые имеют пи-кообразную форму. Когда время промачйвания более 150 с, значення более разбросаны, кривые ПОЛОГИЙ И даже налегают друг на друга.
Разработка установки для купания овец затопленными струями
Установка для водокупания овец перед стрижкой была изготовлена совместно ВИЭСХом с Клыз-Ординской МИС.
Установка состоит из следующих основных частей (рис.5.1): металлической ванны I, насоса с электроприводом 3, коллектора 4 с соплами 2 и двумя кранами - регулировочным 6 и сливным 7, манометр. Установка смонтирована рядом со стригальным пунктом - 8, 9 - электростанция.
Металлическая ванна в сечении имеет трапецеидальную форму. Выход у ванны пологий со ступеньками.
Насос марки ЗК9 установлен рядом с ванной ниже уровня дна. Коллектор состоит из двух частей: подводной и надводной. Подводная часть размещается с двух противоположных сторон ванны и имеет по 5 сопел с каждой стороны.
Диаметр выходного отверстия сопла 10 мм. Сопла могут изменять углы воздействия в горизонтальной и вертикальной плоскостях на З0...60с помощью шаровых соединений.
Надводная часть коллектора расположена над ванной на высоте 0,3...0,4 м (поперек ванны) и имеет 3 сопла. Диаметр выходного отверстия сопла 6 мм. Сопла могут изменять угол воздействия в вертикальной плоскости на 30...60.
Установка для профилактической обработки овец затопленными струями была изготовлена на Семипалатинском опытно-экспериментальном заводе по промышленным овцекомпленсам.
Для проведения испытаний была использована стандартная бетонированная ванна длиной 16 м и шириной 0,75 м, предназначенная для профилактического купания овец со специальным и вспомогательным оборудованием: с предкупочным загоном для необработанных овец, отстойным загоном для обработанных овец, оборудованием для подогрева и приготовления раствора.
Установка (рис. 5.2) включает в себя струйный аппарат, устанавливаемый на пути проплыва овец. В состав установки входят: насосный агрегат К45/55А, сопла-сменные диаметрами 10; 20; 40 мм (по одному с каждой стороны); верхнее щелевое сопло для обработки голов - сменное (30x10 мм ; 75x5 мм); напорный коллектор с манометром; всасывающий шланг с фильтром очистки раствора с клапаном; система контрольных датчиков для определения качества
