Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ОСНОВНЫЕ
НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ СМЕСИЛЬНЫХ
МЕХАНИЗМОВ 7
Сыпучие кормовые смеси, данные передовой практики. 7
Смесеприготавливающее оборудование, применяемое в
кормопроизводстве 11
Анализ современных методов моделирования процесса смешивания сыпучих компонентов 22
Анализ методов достижения и определения степени однородности...25
1.5 Надежность, основные показатели, используемые при ее
оценке 31
Цель и задачи исследования 35
ГЛАВА 2 АНАЛИТИЧЕСКАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ПРОЦЕССА
СМЕШИВАНИЯ 36
Разработка математической модели процесса смешивания 36
Аналитическое определение параметрического комплекса входящего в структуру математической модели 39
Формирование выходных качественно-энергетических параметров..48
ГЛАВА 3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ.49
База экспериментальных исследований 49
Основные конструктивно-технологические и режимные методы обеспечения эффективности функционирования вибросмесителей 53
Методы определения физико-механических показателей смешивания компонентов 63
3.4 Методы оценки эффективности протекания процесса в рабочем
пространстве вибросмесителя 75
ГЛАВА 4 МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ
СМЕШИВАЮЩИХ АППАРАТОВ ВИБРАЦИОННОГО ДЕЙСТВИЯ 82
Показатели надежности вибросмесителей 82
Модель расчета надежности 96
ГЛАВА 5 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ' 105
Вычислительный эксперимент 105
Обработка результатов экспериментальных исследований 107
Определение выходного качественно-энергетического комплекса.. 117
Оптимизация процесса протекающего в вибросмесителе 118
ГЛАВА 6 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОТ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРЕДЛАГАЕМОЙ КОНСТРУКЦИИ
ВИБРОСМЕСИТЕЛЯ 129
6.1 Расчет экономической эффективности от внедрения
вибросмесителя 129
Общие выводы 136
Список использованных литературных источников 138
Приложения 149
Введение к работе
Актуальность проблемы. Практикой доказано, что комбикормовая промышленность играет важную роль в улучшении животноводческой продукции, так как корма высокого качества смешивания и содержащие сбалансированное количество витаминов, ферментов, микроэлементов, минералов оказывают существенное влияние на продуктивность животных.
Корм должен быть питательным, легкоусвояемым, не содержать веществ, оказывающих отрицательное воздействие на организм животного [64].
Приготовление комбикорма производится в соответствии с требуемым качеством и является столь же ответственной операцией как приготовление продуктов для людей [7], допускаемое отклонение от заданных стандартов составляет 15-18%, что не оказывает значительного влияния на процесс обмена веществ у животных. С 1990 объемы производства комбикормов в России имеют тенденцию к снижению, при одновременном ухудшении качества [73].
Одним из направлений достижения заданной однородности кормосмеси считается процесс смешивания, который характеризуется большим расходом энергии и сложностью получения необходимого качества. Наиболее часто в комбикормовой промышленности используют лопастные смесители [113], но для приготовления небольших партий продукции, с часто меняющимся ингредиентным составом, они недостаточно эффективны.
Отсутствие единого практико-теоретического подхода при решении проблемы смесеприготовления, позволяет интерпретировать и искать рациональные пути, учитывающие разнообразие начальных условий, а также конструктивно-геометрические, физико-механические, режимные показатели процесса.
На современном этапе технического прогресса вибросмесители рассматриваются, как наиболее эффективные, которые позволяют добиться
нужного результата, т.е. высокого качества приготовляемой продукции при низких энергозатратах. Проектирование вибросмесителей нового поколения, отличающихся простотой конструкции, а также поиски путей научного прогнозирования результатов являются возможностью продвижения в решении стоящих перед исследователями задач по улучшению качественно-энергетичнских показателей процесса. Цель исследования.
Улучшение ресурсосберегающих показателей процесса смешивания за счет повышения эффективности функционирования аппаратов вибрационного действия.
Объект исследования. Процесс смешивания компонентов высокой степени влажности в аппаратах вибрационного действия. Предмет исследования. Взаимосвязи и закономерности процесса смешивания в аппаратах вибрационного действия. Задачи исследования.
Провести анализ возможностей обеспечения функционирования смесильных аппаратов вибрационного действия.
Выполнить теоретические исследования процесса смешивания с выделением доминирующих конструктивно-технологических параметров.
Разработать математическую модель процесса вибросмешивания кормосмесей с высокой степенью влажности.
4. Определить комплекс показателей надёжности смесителей
вибрационного действия.
Эмпирически определить и оптимизировать выходные качественно-энергетические показатели.
Предложить новые конструктивные составляющие, повышающие эффективность функционирования смесильных аппаратов вибрационного действия и дать экономическую оценку.
Научная новизна работы: - по специальности 05.20.01
Математическая модель процесса вибросмешивания кормосмесей с высокой степенью влажности.
Закономерности влияние режимных, конструктивно-технологических и физико-механических параметров процесса на выходные качественно-энергетические показатели.
Параметрическая область оптимальных решений, позволяющая прогнозировать результаты процесса смешивания в аппаратах вибрационного действия.
по специальности 05.20.03
- Комплекс показателей надёжности смесителей.
Практическую ценность работы имеют:
по специальности 05.20.01
Результаты экспериментальных и теоретических исследований по обоснованию параметров процесса приготовления кормосмесей высокой степени влажности.
Новое техническое решение устройства для перемешивания - Патент № 2225748.
Программа для управления качественными характеристиками процесса вибросмешивания - Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ № 2006610422 2006г.
по специальности 05.20.03
Программа для определения комплекса показателей надежности смесителей - Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ № 2007611645 2007г.
Апробация
Основные результаты исследований доложены и одобрены на:
Всероссийской НПК «Вызовы XXI века в образовании», 2005г, г. Оренбург;
II Международной НТК «Проблемы исследования и проектирования машин».- Пенза, 2006;
10-й Международной НТК ГНУ ВНИИМЖ, Подольск. 2007г;
научных конференциях Оренбургского государственного аграрного университета (2005-2007гг).
Реализация результатов исследований.
Разработанная конструкция устройства для смешивания внедрена в ООО «Бородино» - Оренбург, частном предприятии «Фермерстройсервис». Результаты исследований используются в учебном процессе факультета механизации животноводства ОГАУ. Аналитические исследования с технической реализацией результатов удостоены наград:
сертификата областного конкурса «Изобретатель-2003»;
диплома и бронзовой медали «YII Московского международного салона инноваций и инвестиций», Москва, ВВЦ, 2007г.
На защиту выносятся:
Математическая модель процесса смешивания компонентов при приготовлении кормосмесей высокой степени влажности;
Модель расчета надежности смесильных аппаратов вибрационного действия;
Новое техническое решение по устройству для смешивания;
Результаты оптимизации процесса;
Программы: по управлению качественными характеристиками процесса вибросмешивания и определению комплекса показателей надежности смесителей.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 12 научных и учебно-методических трудах. Получен патент и 2 свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, общих выводов, списка использованной литературы, приложений. Изложена на 171 странице, содержит 49 рисунков, 12 таблиц, 6 приложений. Список литературных источников содержит 127 наименований, в т.ч. 3 на иностранном языке.
