Разработка и исследование спирально-винтового устройства открытого типа для механизированных технологий в сельскохозяйственном производстве

• Автор: Гайсин, Роберт Мударисович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 146 с. : ил.

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ОБОСНОВАНИЕ ТЕМЫ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Характеристики свиного навоза .

1.2. Обзор существующих конструкций устройств удаления навоза

1.2.1. Гидравлические способы удаления.

1.2.2. Транспортировка навоза пневматическими средствами.

2.3. Механические способы удаления навоза

1.3. Анализ существующих средств удаления и исследований спиральновинтовых устройств.

1.4. Обоснование темы. Цель и задачи исследований

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ НЕНЬЮТОНОВСКИХ ЖИДКОСТЕЙ В СПИРАЛЬНОВИНТОВЫХ УСТРОЙСТВАХ ОТКРЫТОГО ТИПА
2.1. Обоснование конструкции технического средства для удаления жидкого и полужидкого свиного навоза.

2.2. Классификация жидкостей

2.3. Основные характеристики неньютоновских жидкостей.
2.3.1. Предельное напряжения сдвига предел текучести, коэффициент вязкости и их определение
2.4. Нестационарное движение неньютоновской жидкости
2.5. Стационарное установившееся движение жидкости
2.6. Активный слой в спиральновинтовом устройстве открытого типа
2.7. Распределение скоростей
2.7.1. Распределение скоростей внутри спиральновинтового устройства
2.7.2. Распределение скоростей в активном слое
2.8. Подача спиральновинтового устройства открытого типа.
2.9 Выводы
3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Программа исследований.
3.2.Методика определения физикомеханических параметров свиного навоза предельного напряжения сдвига ту, динамической вязкости ц, влажности плотности р
3.2.1. Определение предельного напряжения сдвига навоза в зависимости от его влажности и плотности навоза р
3.2.2. Определение динамической вязкости 1у
З.З.Методика исследования влияния конструктивных и режимных параметров, физикомеханических свойств на подачу спиральновинтового устройства открытого типа.
3.3.1. Методика исследования подачи устройства
3.3.2. Методика исследования влияния активной зоны
3.3.3. Методика определения влияния длины забора
3.4. Методика определения энергетических показателей спиральновинтового устройства открытого типа при транспортировке свиного навоза с различными физикомеханическими свойствами
3.5 Алгоритм и программа расчета подачи спиральновинтового устройств
открытого типа на ЭВМ.
3.6. Методика проведения производственных испытаний.
3.7. Методика обработки результатов экспериментальных исследований и погрешность измерений
3.8. Выводы
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ.
4.1. Результаты исследования физикомеханических свойств свиной жижи.
4.2. Сравнение экспериментальных данных с теоретической моделью
4.3. Затраты энергии на транспортирование свиной жижи.
4.4. Результаты экспериментальных исследований и анализ конструктивных параметров спиральновинтового устройства открытого типа
4.5. Результаты производственных испытаний
5. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЙ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


При использовании на фермах КРС в качестве подстилочного материала опилок средневзвешенная длина их составляет 7,9 мм, длина наибольших включений не превышает мм. Длинностебельные включения снижают эксплуатационную надежность навозоуборочных машин. Среднее число компонентов длиной свыше мм в 1 дм3 жидкого навоза КРС в навозохранилищах составляет , а в каналах шт. В свинарниках число таких компонентов составляет 6 шт. Компонентов длиной более 0 мм, которые в основном засоряют средства удаления жидкого навоза, в навозе КРС содержится , в навозе свиней около 8 от общего числа длинных компонентов . Влажность навоза. Основной характеристикой навоза является влажность. От содержания влаги зависит большинства показателей, характеризующих физикомеханические свойства навоза. В свою очередь влажность навоза зависит от первоначальной влажности экскрементов, вида и количества применяемой подстилки, от ее первоначальной влажности, принятой системы уборки навоза и других факторов. У УЭ 0,Р УЭУ0. Рв содержание в навозе воды, добавляемой в процессе очистки животноводческих помещений, . Для жидкого бесподстилочного навоза среднюю влажность можно определить по формуле, предложенную И. Н. Бащановым и И. ВСм масса воды, затрачиваемой на смыв навоза из каналов, кг. Таблица 1. КРС . Свиньи . Овцы . Лошади ,5 . При расчете по этой формуле влажности свиного навоза предлагается на 1 откормочную свинью весом кг принимать следующие средние данные 5 кг УЭ В 5 кг Всм . Навоз в зависимости от условий содержания животных подразделяется на бссподстилочный и с подстилочным материалом. В соответствии с выбранной задачей в основном будем рассматривать бесподстилочный навоз. В состав бссподстилочного навоза, кроме кала и мочи животных, входят остатки кормов и технологическая вода. Выход экскрементов у свиней при стабильной структуре стада и кормлении по зоотехническим нормам определяют по нормативам, приведенным в таблице 1. Таблица 1. Животные Выход, кгсут. Выход экскрементов можно определить и по количеству сухого вещества корма, расходуемого за год. Массу экскрементов определяют по формуле В. П 5 для КРС. Выход экскрементов зависит от массы и вида животных. В среднем суточный выход экскрементов у КРС 8, у свиней 5 живой массы. Массу навоза или навозных стоков определяют по формуле
Р ЭЬ
Р годовой выход жидкого навоза или стоков, Т Э годовой выход экскрементов, Т Св. Св сухое вещество навоза или стоков, . При удалении навоза из животноводческих помещений в жидком виде к нему почти всегда добавляется вода. Количество добавляемой воды зависит от выбранной системы удаления навоза прямой смыв, рециркуляционная, отстойнолотковая или самотечная, срока накопления навоза под щелевым полом, способа транспортировки его в навозохранилище самотеком, по трубам сжатым воздухом или насосом и других факторов. Обычно стремятся снизить количество добавляемой воды, чтобы уменьшить емкость навозохранилища. При бесподстилочном содержании скота с ежедневной уборкой и совместным удалением твердых и жидких экскрементов животных стационарными средствами механизации влажность навоза достигает и выше. При бесподстилочном содержании свиней навоз, как правило, незначительно разбавляется водой, поскольку выход мочи у свиней в 1, раза превышает выход кала. Таким образом, выход навоза при гидравлическом способе удаления увеличивается за счет добавления воды. Плотность навоза. Плотность навоза зависит от величины частиц и соотношения различных фракций, влажности, вида, количества и качества подстилочного материала, от степени разложения навоза и многих других факторов. Плотность твердых экскрементов свиней составляет . КРС . Плотность сухого вещества свиного навоза равен . Плотность навоза колеблется в довольно широких пределах от 0 до кгм3 . Наибольшей плотностью обладает бесподстилочный навоз. В таблице 1. Таблица 1. Коэффициенты трения скольжения и покоя. Значительное влияние на коэффициент трения скольжения оказывает качество и шероховатость подстилки. Независимо от типа подстилки наименьший коэффициент трения наблюдается при трении о гладкие поверхности винипласт, фторопласт и т.