Оптимизация конструктивно-режимных параметров цилиндрических винтовых барабанов для приготовления комбикормов

• Автор: Марченко, Алексей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 183 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОМБИКОРМОВ

1.1. Анализ конструкций смесителей для приготовления комбикормов

1.2. Анализ современного состояния исследований и методов расчета смесителей.

1.3. Цель работы и задачи исследования.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПЕРЕМЕЩЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ КОМБИКОРМОВ ЗА СЧЕТ ИХ ДВИЖЕ

НИЯ В ВИНТОВОМ ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ БАРАБАНЕ

2.1. Классификация и исследование конструктивных особенностей цилиндрических винтовых барабанов.

2.2. Исследование процесса движения частиц компонентов комбикормов в

сечениях винтового барабана

2.3. Аналитическое исследование конструктивнорежимных параметров винтовых барабанов.
2.4. Выводы
3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Описание модельной экспериментальной установки
3.2. Методика экспериментальных исследований но качеству смешивания
компонентов кормов и определения однородности смеси в винтовых барабанах
3.3. Методика планирования экстремального эксперимента.
3.4. Выводы
4 АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБОБЩЕНИЕ ТЕОРИИ РАСЧЕТА ВИНТОВЫХ БАРАБАНОВ
4.1. Зависимость для определения скорости продольного
перемещения частиц компонентов комбикормов в винтовых барабанах с учетом констант экспериментального характера.
4.2. Исследование скорости продольного перемещения частиц
компонентов комбикормов и результаты оптимизации процесса смешивания в винтовых барабанах.
4.3. Выводы.
5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И МЕТОДИКА ИНЖЕНЕРНОГО РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ВИНТОВЫХ БАРАБАНОВ
5.1. Экономическая эффективность предлагаемого смесителя комбикормов.
5.2. Методика инженерного расчета оборудования для смешивания компонентов комбикормов на базе винтового барабана.
5.3. Компьютерное моделирование пространственных форм винтовых барабанов.
5.4. Выводы.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ


Таким образом, проведенный анализ существующих смесителей кормов показывает, что из всего многообразия смесительных машин одним из наиболее перспективных для приготовления комбикормов является барабанный смеситель [1]. Так как частицы комбикормов это сыпучие материалы, то рассмотрим опыт приготовления смесей в других отраслях, например в промышленности. В промышленности широкое распространение получили различные барабанные, шнековые и некоторые лопастные смесители []. В производствах, для которых требуются более высокая однородность получаемого материала и степень усреднения сырья, широкое распространение получили барабанные смесители периодического действия. К ним относятся смесители с горизонтальным цилиндрическим корпусом, который загружен шарами и ершевидными смешивающими телами, смесители конструкции Гипрометиза и биконические. Смеситель конструкции Гипрометиза (рисунок 1. Па внутренней поверхности барабана установлены лопатки, предназначенные для смешивания и перемещения материала в осевом направлении. I обратный ход и материал посредствам шнека, установленного в разгрузочной цапфе 5, выгружается. Разгрузка длится около трех минут. При описанном способе разгрузки готовая смесь существенно сегрегирует но плотности. Поэтому биконический смеситель (рисунок, 1. В описанных смеси -ЛЯХ неоднородность получаемой смеси характеризуется коэффициентом вариации 3% , что также не отвечает современным требованиям производства. Конструкции смесителей рассмотрим в соответствии с их классификацией [1. Как и технология смесеприготовления, смесительные аппараты деля гея на устройства периодического и непрерывного действия. По механизму процесса они могут быть с конвективным, диффузионным и конвективно-диффузионным смешиванием [,,]. Рисунок 1. При конвективном смешивании происходит групповое перемещение частиц из одного места смеси в другое. Способ указанного перемещения определяется конструктивными особенностями смесительного аппарата. По конструктивному признаку смесители подразделяются на барабанные, лопастные, шнековые, центробежные, циркуляционные, пневматические и вибрационные. Барабанные смесители имеют корпус с горизонтальной осью вращения Они относятся к наиболее распространенным в настоящее время аппаратам, которые применяются для смешивания сыпучих материалов. Могут быть периодического и непрерывного действия. Различаются по форме корпуса и его расположению относительно оси вращения [,,1]. Существуют смесители с горизонтальным и вертикальным (рисунок 1. У-образным) корпусом и другими корпусами. К этой группе относится и ранее описанный смеситель конструкции Гипрометиза (рисунок 1 1, а). Широкое распространение получил биконический. При несколько худшем качестве получаемой смеси его форма корпуса удобна в обращении, технологична в изготовлении и позволяет осуществлять разгрузку с минимальным остатком материала в камере. Технологический процесс в барабанных смесителях основан на гравитационном пересыпании материала во вращающейся емкости. Смешивание происходит лишь на границе раздела движущегося и покоящегося материала. Конвективный обмен материалом между разными компонентами смеси осуществляется за счет изменения ширины пересыпающегося потока, что обеспечивается конфигурацией корпуса. Низкая интенсивность протекающего процесса и локализация его в ограниченной зоне приводит к большей длительности смешивания и высокому уровню неоднородности получаемой смеси. Даже установка различных перегородок и ворошителей для расширения зоны смешивания не позволяет значительно улучшить показатели работы барабанных смесителей. Лопастные смесители представляют собой одну из многочисленных 1рупп аппаратов, используемых для обработки сыпучих, пастообразных и высоковязкич продуктов. Как правило, лопастной смеситель имеет горизонтальный цилиндрический или и-образный корпус, в котором расположены один или несколько вращающихся валов (обычно два), снабженных лопастями различной конфигурации [2,,,2,5,0]. В развитии конструкций лопастных смесителей помимо создания их новых типов можно отметить тенденцию к увеличению рабочих объемов существующих аппаратов, а также попытки усовершенствования конструкций рабочих органов.