Обоснование конструктивно-кинематических параметров водокольцевого вакуумного насоса двойного действия для доильных установок

• Автор: Матвеев, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 149 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Существующие конструкции механических вакуумных

насосов, их классификация.

1.2. Основные требования, предъявляемые к вакуумным

насосам на доильных установках при машинном доении ю

коров
1.3. Краткий исторический обзор развития вакуумных насосов
для доильных установок
1.3.1. Поршневые вакуумные насосы
1.3.2. Ротационные вакуумные насосы 19 ] .3.3. Водокольцевые вакуумные насосы
1.4. Существующие методы расчета водокольцевых вакуумных
насосов.
Выводы. Цель и задачи исследования
2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНО-КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВОДОКОЛЬЦЕВОГО ВАКУУМНОГО НАСОСА ДВОЙНОГО ДЕЙСТВИЯ
2.1. Процесс сжатия воздуха и модель движения потока жидкости
2.2. Быстрота действия и геометрия рабочего колеса
2.3. Параметры вакуум-насоса и основные конструктивные соотношения
2.3.1. Расчет объема ячейки,расположенной за окном всасывания
2.3.2. Расчет объема ячейки, расположенной перед окном нагнетания
2.3.3. Выбор формы лопаток колеса

2.3.4. Определение относительного эксцентриситета насоса
2.4. Эффективная мощность
Выводы
3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
3.1. Цель экспериментальных исследований
3.2. Описание экспериментальной установки и обоснование ее параметров
3.3. Преобразование факторного пространства методами теории
размерности при разработке математической модели
3.4. Методика планирования эксперимента
3.5. Тарировка измерителей расхода
4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА
4.1 Углы расположения всасывающих и нагнетательных окон
4.2 Энергоемкость рабочего процесса
4.3 Быстрота действия вакуум-насоса
4.4 Решение оптимизационной задачи
5. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Совершенствование механизированных технологий производства молока и говядины является основополагающим моментом в интенсивном развитии животноводства. Состояние механизации и автоматизации производственных процессов приобретает особую актуальность, в связи с повышением предъявляемых к нему требований [18, 68, 82].
Одним из основных путей увеличения продуктивности животных и повышения эффективности производства животноводческой продукции является внедрение новых типов машин, в том числе доильных установок и доильного оборудования. Разрабатываемые и внедряемые технологии в животноводстве должны учитывать не только требования машинного производства, но индивидуальные и физиологические особенности животных [8, 60]. Нарушение режимов работы доильных установок приводит к снижению продуктивности коров и преждевременной выбраковке, а также может вызвать заболевание коров [8, 42]. Все это отрицательно сказывается на эффективности отрасли.
С целью поддержания стабильного вакуумного режима в молочной и вакуумной линиях независимо от величины расхода воздуха такие фирмы, как "Альфа-лаваль" (Швеция), "Сак-Комбина" (Дания), "Фулвуд" (Англия) выпускают вакуумные регуляторы специальной конструкции, а также уделяют большое внимание совершенствованию вакуумных насосов [68].
Важное место в работе зарубежных фирм и исследовательских центров занимают работы по стандартизации параметров и конструктивных элементов доильных систем.
Проблемы машинного доения сводятся к необходимости создания физиологически безопасной высокопроизводительной машины, требующей минимальных затрат ручного труда. Важным является научное обоснование зооветеринарных и технических требований к доильным машинам и оборудованию, а также обобщение существующих норм, сложившихся в

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНОКИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВОДОКОЛЬЦЕВОГО ВАКУУМНОГО НАСОСА ДВОЙНОГО ДЕЙСТВИЯ
2.1. Процесс сжатия воздуха и модель движения потока жидкости в насосе
Сжатие газа в водокольцевом вакуум-насосе двойного действия происходит посредством действия водяного кольца.
Процесс объемной откачки включает [62]:
1) всасывание газа за счет увеличения рабочей ячейки насоса;
2) уменьшение объема рабочей ячейки и сжатие находящегося в ней газа;
3) удаление сжатого газа из рабочей ячейки в атмосферу.
Диаграмма работы насосов объемного действия показана на рис. 2.1.
Рис.2.1 Диаграмма работы насосов объемного действия
За время І, осуществляется всасывание газа (область а), в промежутке от р до ї2 - сжатие газа (область б) и выхлоп (область в) от г2 до р, а затем цикл повторяется вновь. Кривая 1 показывает зависимость объема от времени, а кривая 2- зависимость давления.
Для обоснования теоретического рабочего процесса в водокольцевом вакуум-насосе двойного действия необходимо выполнение следующих