Разработка и обоснование конструктивно-режимных параметров молочного насоса для доильных установок

• Автор: Урбан, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.20.01, 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Оренбург
• Количество страниц: 179 с. : ил.

Содержание
Введение.

1 Состояние вопроса, цель и задачи исследования.

Влияние молочного насоса на эффективность работы

доильной установки и качество молока

Классификация и анализ существующих молочных

насосов

Факторы, влияющие на эффективность работы

центробежного молочного насоса.

1.4 Выводы

Теоретическое исследование центробежного молочного насоса.

2.1 Исследование движения молока в молочном насосе
2.2 Определение основных размеров насосов.
2.3 Определение производительности насоса
2.4 Определение быстроходности колеса насоса
2.5 Определение расхода жидкости через торцевой зазор
2.6 Определение внешнего диаметра колеса
Определение элементов выходного скоростного
треугольника.
2.8 Определение диаметров колеса
2.9 Определение ширины колеса.
3 Выводы
Методика и результаты экспериментальных
исследований центробежного молочного насоса
Испытание центробежного молочного насоса в
лабораторных условиях
3.1.1 Описание лабораторной установки и методика измерений
3.2 Методика многофакторного планирования эксперимента.
3.2.1 Методика предварительных лабораторных исследований
Определение оптимальных параметров центробежного
молочного насоса методом БоксаУилсона
3.2.3 Количество опытов и их повторность.
3.3 Результаты экспериментальных исследований.
3.3.1 Результаты предварительных исследований
3.3.2 Результаты полнофакторного эксперимента
Определение оптимальных режимов центробежного
молочного насоса
3.4 Производственные испытания.
Выводы по результатам экспериментальных
исследований
4. Методика обработки результатов испытаний насосов
4.1 Методика расчета результатов испытаний юо
4.1.1 Результаты испытаний насосов НМУ6.
4.2 Результаты испытаний экспериментальных насосов
Расчет показателей безотказности серийных насосов
НМУ6.
4.4 Расчет показателей безотказности опытных насосов
4.5 Выводы.
Обоснование экономической эффективности внедрения
центробежного маточного насоса.
Выводы по результатам расчета экономической
эффективности.
6 Общие выводы.
Список использованной литературы


С одной стороны, механическая обработка должна в такой степени изменить первоначальную структурную систему сырого молока, чтобы быстрее изменялось состояние диспергирования, приводя к отделению молочного жира в виде сливок (это происходит при центрифугировании). С другой, при гомогенизации состояние диспергирования жира должно стабилизироваться так, чтобы оно оставалось по возможности постоянным в течение времени между обработкой молока и его реализацией, а также, при протекании молока через изгибы трубопроводов, усилий среза при ламинарном и турбулентном течениях [6]. Это вызывает заметные вторичные последствия механического воздействия: отстаивание свободного жира и признаки сбивания его в масло, липолиз под действием нативных липаз молока, а также обусловленный этим прогорклый и горький вкус молока и вырабатываемых из него продуктов, который нельзя устранить никакими технологическими приемами. В процессе общей обработки и переработки молоко подвергается сильным воздействиям, которые в современных крупных молочных хозяйствах начинаются уже при доении. Механическое воздействие неизбежно и в процессе перемешивания молока в молокохранительных танках, и при транспортировке его на молочные предприятия. Протекание молока через клапаны и изгибы трубопроводов, а также его перемешивание ведут к возникновению турбулентных течений, при которых действуют усилия сдвига, иногда довольно значительные у стенок трубопроводов в ламинарном пограничном слое. Усилия сдвига увеличиваются в зависимости от расположения и количества плоскостей и кромок, преломляющих течение, а также от крутизны изгибов труб и величины разности давлений. В поворотных участках трубопроводов к ним присоединяются центробежные силы, которые перекрывают энергию течения. Образуются вторичные течения и возникают области избыточного и низкого давления. Течение вязких жидкостей носит ламинарный характер. Для жировых шариков в молоке подобное течение образует течение сдвига, так как сила фения действует против направления движения. Шарообразные частицы вращаются вокруг собственной оси с угловой скоростью под влиянием характера распределения напряжения и давления вокруг них. При этом на одну и ту же точку частицы периодически действуют усилие сжатия и напряжение сдвига [7]. Эти силы трения молочной плазмы можно рассчитать. Рис. Распределение давления на поверхности жировой частицы в плоскости х -у. Если предположить, что частица обладает линейно-упругими характеристиками на том основании, что жировой шарик вследствие наличия у него оболочки и прилегающего к ней кристаллизационного триглицеридного слоя имеет стабильную форму, то величину чистого напряжения сдвига (рис. Рис. Напряжение сдвига, вызванное трением, на поверхности жировой частицы в плоскости х—у. Эти рассуждения о действующих на поверхности жировых шариков напряжениях сдвига показывают, что при течениях сдвига жировые шарики испытывают нагрузку со стороны окружающей их молочной плазмы. Однако на практике не существует чистых течений сдвига. Всякие препятствия и поворотные участки трубопроводов ведут к возникновению турбулентных течений [8,9]. При турбулентном характере течения на движение в основном направлении напластовываются поперечные движения, направленные перпендикулярно его оси, которые вызывают смешивание слоев протекающей жидкости (рис. Более подробное рассмотрение турбулентного течения показывает, что в заданной точке объема жидкости скорость и давление не постоянны во времени, а изменяются с частой повторяемостью. Вследствие незначительной разницы в плотности жира и воды, а также малого диаметра жировых шариков (1— ммк), они участвуют в пульсационных движениях турбулентного течения. Тв~ напряжение сдвига турбулентного течения. Рис. Схематически изображенное течения: и — ламинарное; б — турбулентное. Напряжения турбулентности в большинстве случаев преобладают над напряжениями ламинарного течения, поэтому при турбулентных течениях турбулентные напряжения сдвига, вызываемые трением, играют решающую роль в изменениях диспергированных частиц, вызываемых механической энергией.