Повышение эффективности функционирования дробилки зерна с пневматической загрузкой путем оптимизации её конструктивно-технологических параметров

• Автор: Сергеев, Александр Георгиевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Киров
• Количество страниц: 166 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ НАУЧНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Физикомеханические свойства зерна и зоотехнические

требования к качеству его измельчения

1.1.1. Физикомеханические свойства зерна

1.1.2. Зоотехнические требования к качеству измельчения зерна

1.2. Анализ конструкций дробилок зерна

1.3. Обзор научных работ по исследованиям процесса измельчения в

молотковых дробилках и способов повышения эффективности рабочего процесса

1.4. Влияние конструктивнотехнологических факторов на
эффективность рабочего процесса дробилки.
1.5. Задачи исследования
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ
КОНСТРУКЦИИ ДРОБИЛКИ ЗЕРНА С ВЕНТИЛЯТОРОМ
2.1. Влияние угла установки лопаток на аэродинамические
характеристики вентилятора.
2.2. Совершенствование проточной части лопаточного колеса
радиального вентилятора.
2.3. Влияние конструктивных параметров лопаточного колеса на
характеристики вентилятора дробилки зерна
3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ.
3.1. Программа экспериментальных исследований
3.2. Методика экспериментальных исследований
3.2.1. Методика исследования аэродинамических характеристик
дробилок
3.2.2. Методика определения основных показателей рабочего процесса
измельчения и технологических характеристик материала
3.2.3. Приборы и аппаратура.
3.2.4. Экспериментальные установки
3.2.5. Краткая методика планирования и проведения экспериментов,
статистической обработки экспериментальных данных и оптимизации рабочего процесса дробилки.
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ
ПРЕДПОСЫЛОК И ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКТИВНО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДРОБИЛКИ ЗЕРНА
4.1. Испытания исходного варианта дробилки ДКР 3
4.1.1. Исследование воздушного режима дробилки
4.1.2. Исследование процесса измельчения зерна
4.2. Исследования воздушного режима дробилки зерна с жалюзийным
сепаратором
4.2.1. Оценка влияния угла установки лопаток рабочего колеса
вентилятора и покрывающего диска.
4.2.2. Влияние диаметра входного окна вентилятора и длины лопаток
молоткового ротора
4.2.3. Исследование влияния диаметра диска вентилятора и зазора
между корпусом вентилятора и лопатками колеса
4.2.4. Влияние диаметра входного окна и количества
дополнительных лопаток колеса вентилятора
4.2.5. Влияние угла установки и длины дополнительных лопаток колеса
вентилятора
4.2.6. Исследование влияния живого сечения, длины створок жалюзи,
зазора между створками прямоточная и противоточная схема
4.3. Оптимизация рабочего процесса дробилки при измельчении
зерна в производственных условиях.
4.3.1.
4.3.2. 5.
5.2.
Исследование процесса измельчения зерна при работе дробилки
по прямоточной схеме
Исследование процесса измельчения зерна при работе дробилки
по противоточной схеме
РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ ДРОБИЛОК С ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ЗАГРУЗКОЙ С ЖАЛЮЗИЙНЫМИ СЕПАРАТОРАМИ И ОЦЕНКА
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИХ
Расчт энергетической эффективности.
Расчет экономической эффективности от внедрения в
производство дробилки зерна ДКРЗД
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Зерно можно представить состоящим из двух элементов: скелета, имеющего пространственную структуру, обладающего упругими и пластическими свойствами, и наполнителя, состоящего из множества ячеек, заполненных крахмальными зёрнами, обладающими вязкими свойствами []. При многократном ударном воздействии рабочих органов на материал процесс его разрушения можно представить аналогично разрушению материала вследствие циклического действия усталостных напряжений. Прочность единичных зёрен оценивается величиной разрушающего напряжения. С.В. Мельниковым [] были получены рабочие диаграммы сжатия для зёрен фуражных культур. Вид зависимости деформации,зерна от величины нагрузки аналогичен подобной зависимости, получаемой при испытании образцов металлов. Вначале наблюдается зависимость между деформацией и усилием, то есть происходит упругая деформация зерна. При достижении определённой величины усилия (напряжения) деформация зерна резко увеличивается, при снижении усилия - происходит пластическая деформация [6]. Площадь диаграммы сжатия характеризует вязкость материала, а показателем вязкости служит удельная работа разрушения. При общей изменчивости показателей прочности зерна, значения удельной работы для зёрен различных культур относительно стабильны (0,7. Наибольшей вязкостью обладает рожь, затем ячмень и овёс [,]. Из зерновых культур наибольшей прочностью обладает ячмень, который, будучи основной фуражной культурой, может быть принят за эталон для сравнительной оценки. Пользуясь статистическими методами, С. В. Мельников определил численные значения показателей прочности. Диапазон изменения разрушающих напряжений для ячменя 4,7. МПа. Ориентация зерен при испытаниях оказывает значительное влияние на разрушающие напряжения []. Применительно к технологии измельчения кормов наибольший интерес представляют показатели прочности, полученные в условиях динамических нагружений и с учетом скорости деформирования []. Осциллограммы удара зёрен ячменя о преграду имеет форму трапеции, наличие верхнего основания которой указывает на протекание пластических деформаций. В результате опытов проведённых на. А.В; Алёшкин рассматривает зерно как упруго-пластичный элемент переменной толщины [1]. Используя метод конечных элементов для расчёта ударного разрушения, он определил, что процесс измельчения становится возможен, в случае однократного центрального удара, при скорости соударения м/с, а при 0. Более эффективным для измельчения является поперечный центральный удар в плоскости меньшего продольного сечения. Я.Н. Куприц изучал механические свойства зерновой массы различных культур, сортов и влажности на ротационном электродинамометре. Кроме того, испытываются отдельные зёрна, а не масса, состоящая из зёрен с различными физико-механическими свойствами []. Температура измельчаемого зерна значительно влияет на механические свойства, с повышением температуры прочность зерна при измельчении возрастает. Это связано с тем, что при низких температурах оно становится более хрупким [6]. Влажность является важнейшим показателем качества зерна и продуктов его переработки, влияет на пищевую ценность зерна и сохранность. Влажность также имеет большое значение при переработке зерна. От содержания влаги зависит выход готовой продукции, её качество, затраты удельной энергии при переработке зерна [2]. Академиком П. А. Ребиндером предложена классификация форм связи воды в материалах на основе энергетического принципа. По этой классификации вода в различных материалах может быть в следующих, видах: химически связанная вода - входит в состав молекул- веществ, например, в состав белков, жиров, углеводов; физико-механически связанная вода, к этой форме связи относятся адсорбционно связанная, осмотически поглощённая и структурная влага; механически связанная (капиллярно связанная) размещается в микро и макрокапиллярах зерна. В зависимости от стойкости зерна при хранении, а также от возможности его переработки в ГОСТ на зерно установлены четыре состояния по влажности. Для пшеницы, ржи и ячменя эти состояния характеризуются следующим содержанием влаги: сухое зерно - до % включительно; средней сухости - свыше до ,5 % включительно; влажное - свыше ,5 до % включительно; сырое- свыше %.