Научно-технические аспекты повышения эффективности работы вибросмесителей

• Автор: Иванова, Анастасия Петровна
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Оренбург
• Количество страниц: 474 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ СМЕСИЛЬНЫХ

МЕХАНИЗМОВ

1Л Сыпучие кормовые смеси, данные передовой практики.

1.2Анализ методов подхода к рассмотрению поведения сыпучих сред при

вибровоздействии

ГЗТенденции развития и формирования конструктивного оформления вибросмеситслей сыпучих компонентов и их органов

1.3.1 Тенденции развития

1.3.2 Тенденции формирования

1.3.3 Анализ динамических систем, создающих колебания.

1.3.4 Анализ динамических систем, передающих колебания
1.4 Анализ подбора регулируемых параметров процесса смешивания.
1.5 Анализ используемых критериев подобия
1.6 Направление и структура исследований.
1.7 Выводы. Цель и задачи
ГЛАВА 2 КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА СМЕШИВАНИЯ И РАБО ТЫ ВИБРОСМЕСИТЕЛЕЙ
2.1 Пути создания однородной сыпучей кормовой массы в малом
фермерском хозяйстве.
2.2 Методология исследований.
2.3 Системный подход к проектированию и разработке смесильного оборудования с учетом особенностей технологического процесса создания однородных кормовых масс.
2.3.1 Системный анализ и параметрический синтез для нахождения оптимального конструктивнотехнологического решения.
2.4 Моделирование свойств обрабатываемого сыпучего материала под действием вибрации.
2.5 Разработка моделей режимов смесеприготовления
2.6 Математическое моделирование движения кормовой сыпучей массы в рабочем пространстве вибросмесителя
2.7 Методика формирования внутренней характеристики подсистемы ВХС, с использованием дрейфующих критериев.
2.8. Методика определения теоретической продолжительности цикла смесеприготовления.
2.9.Методика прогнозирования качества сыпучей кормовой массы .
2 Выводы по главе .
ГЛАВА 3 МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭФФЕКТА
3.1 Методика формирования структуры параметров эффекта.
3.2 Комплекс параметров эффекта процесса смесеприготовления
3.3 Методика расчета мощности, расходуемой на приготовление готовой продукции
3.4 Методика определения производительности вибросмесителя
3.5 Теоретическое обоснование расхода энергии на приготавливание корма
3.6 Выводы по главе
ГЛАВА 4 МЕТОДИКИ ОПТИМИЗАЦИИ СТРУКТУРНО
ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ
СМЕСЕПРИГОТОВЛЕНИЯ.
4.1 Выбор методики векторной оптимизации.
4.2 Построение энергетических характеристик процесса смешения сыпучих кормов.
4.3 Определение параметров эффекта и оптимизация процесса смешивания бинарной системы.
4.3.1 Методика определения оптимальной параметрической области по параметрам эффекта при приготовлении многокомпонентной кормовой массы для КРС
4.3.2 Оптимизация процесса приготовления многокомпонентной кормовой массы для птицы
4.3.3 Определение параметров эффекта для нахождения оптимальной параметрической области протекания процесса приготовления
многокомпонентной кормосмеси для свиней
4.4 Выводы по главе.
ГЛАВА 5 ИНЖЕНЕРНЫЕ ПУТИ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
КОРМОПРИГОТОВЛЕНИЯ
5.1 Формирование структуры обеспечения функционирования системы перемешивания сыпучих компонентов.
5.2 Инженерное проектирование лабораторно промышленной установки для смешивания сыпучих кормов.
5.2.1 Проектирование и обоснование имитирующих рабочих органов, передающих вибрацию приготавливаемой смеси
5.2.1.1 Проектирование блока создания формирования рабочего пространства вибросмесителя.
5.2.1.2 Разработка блока стимуляции процесса смешивания
5.2.2 Система демпфирования.
5.3 Методика определения режимных параметров работы
вибросмесителя
5.4 Методика вычислительного эксперимента.
5.5 Комплексный способ определения однородности приготавливаемой
кормовой массы
5.5.1 Характеристика кормовой смеси
5.5.2 Альтернативные технологии кормопроизводства
5.5.3 Ступенчатоиндивидуальный подход к компонентам с различным процентом влажности при качественной оценке корма
5.6 Методика испытания многокомпонентной смеси по реологическим и физико механическим свойствам
5.7 Методика определения сопротивления сыпучей кормовой массы
сдвигу.
5.8 Определения влажности смеси
5.9 Методика диагностики испытаний вибросмесителей.
5. Разработка конструкций вибросмесителей.
5. Выводы по главе.
ГЛАВА 6 ИНФОРМАЦИОННОПРОГРАММНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
6.1 Информационнопрограммное обеспечение обработки и прогноза результатов экспериментальных исследований.
ГЛАВА 7 ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СТИМУЛИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОЦЕССА СМЕСЕПРИГОТОВЛЕНИЯ
7.1 Экономическая эффективность процесса.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


При выборе типа смесителя необходимо учитывать основные и дополнительные условия, которые можно отразить в виде схемы рисунок 1. Множество смесителей периодического и непрерывного действия позволяет сделать выбор оптимальной модели, после анализа их достоинств и недостатков . Наиболее известными смесителями непрерывного действия являются конструкции, разработанные в Чел ГАУ П. С.В. Евсеенковым , , А. Сражитдиновым 6, выполненные в виде желоба с установленными в нем зубчатыми гребенками или цилиндрическими лопатками. Компоненты, проходя по желобу через гребенки или лопатки, перемешиваются. Рисунок 1. Условия выбора типа смесителя
Вибрационный смеситель для сыпучих кормов с двумя самосинхронизирующимися вибровозбудителями, вращающимися с одинаковыми частотами, цилиндрическим корпусом, опирающимся на пружины, имеющий такие примущества, как отсутствие в смесильной камере дебалансов и вала, а также имеющий возможность использования в качестве смесителя непрерывного действия 5, имеет существенный недостаток, заключающийся в отсутствии внутренних виброактивных поверхностей, создающих условия эффективности процесса. Рисунок 1. В.Ф. Вибросмесители, выполненные на базе вибромельниц и бетономешалок , имеют достаточно простую конструкцию и возможность легкой модернизации. Недостаткиюбразование локальных зон неоднородности, малые объемы производства. Мозговым И. Н. 1 и Коном И. И. 9 сконструированы однотипные вибросмесители корытообразного типа с виброожиженной насадкой в виде беличьего колеса, совершающей внутри корпуса возвратно поступательные движения, приводящие к созданию дополнительных колебательных колебаний, способствующих улучшенной гомогенизации смеси. Недостаток износ внутреннего эластичного слоя, металлоемкость и неравномерная передача вибрации периферийной зоне смесителя. Федоров А. Н. 1 предложил модель вибросмесителя в форме горизонтального цилиндра с встроенными параллельно образующим пятью стержнями, жестко закрепленными в торцевых стенках и способствующих увеличению числа вихревых центров. Достоинством является улучшение однородности смеси, которая снижается при более низком дебалансном моменте и амплитудах. Карташов С. Г., Клычев Е. М. 8 занимались разработкой вертикальных смесителей, которые не всегда целесообразно использовать для зерновых компонентов, легко комкующихся и создающих дополнительные проблемы при движении вдоль рабочей камеры. Торообразный вибрационный смеситель , 6, 0, совершающий сложные колебания, в результате которых смесь, совершая движения, перемешивается. Недостатки возникновение сегрегации, то есть разделение частиц по крупности и удельному весу, при отсутствии дополнительных внутренних рабочих органов. Зарубежные фирмы типа Уде г. Хаген выпускают смесители трубного типа с самоочищающимся действием и имеющие высокую скорость смешения, но в то же время не лишенные недостатков их конструкции требуют тяжелых поддерживающих устройств и применение ограничено сухими и полусухими материалами 1. Анализ вибрационных смесителей показывает, что при определенных достоинствах и недостатках многие задачи по перемешиванию кормовых масс могут быть решены на том или ином смесителе с учетом экономических возможностей. Часто гомогенизация исходных ингредиентов создает готовую кормовую массу, причем происходит перемешивание сухих твердых частиц отличающихся друг от друга геометрическими размерами и физико механическими характеристиками. Приготовление рассыпных комбикормов может осуществляться на различных типах смесителей. При выборе смесителя, по определению 3. Следует иметь в виду, что форма и размеры смесителей могут быть различными, причем они подразделяются на смесители с подвижной рабочей камерой и стационарно установленной. Неотъемлемым элементом данных устройств является наличие внутренних рабочих органов. Отечественные и зарубежные фирмы, такие, как , v vi, I , v , , , i , , i i, i , , i со iv, i, , i i со, , , , выпускают разнообразные смесители с ленточными, винтовыми, червячно лопастными и другими рабочими органами, принципиально не отличающимися от аналогичных машин для смешивания пастообразных, тестообразных и жидких материалов.