Оптимизация ударно-истирающего процесса измельчения зерна

• Автор: Зайцева, Наталья Вячеславовна
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Оренбург
• Количество страниц: 186 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯ 1ИЕ И ПУТИ РАЗВИТИЯ

ЗЕРНОВЫХ МОЛОТКОВЫХ ДРОБИЛОК.

1.1 Роль измельчения зернопродуктов в приготовлении кормов.

1.2 Основные закономерности измельчения кусковых

материалов и зернопродуктов

1.3 Исследогания физико механических свойств зерна при измельчении

1.4 Принципы классификации машин для измельчения

кусковых материалов и зернопродуктов.

1.5 Оборудование для измельчения зерна и кормовых добавок.

1.5.1 Структура парка комбикормовых дробилок и
направления их совершенствования.
1.5.2 Влияние основных конструктивных параметров дробилки
на процесс измельчения.
1.5.3 Современное представление о параметрах процесса измельчения продукта в молотковых дробилках
1.5.4 Процесс разрушения материала в рабочей камере дробилки
1.6 Современное представление о системном синтезе технологических объектов АПК.
1.7 Цель и задачи исследования
2 1ЮСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ РОЦЕССА
УДАРНО ИСТИРАЮЩЕГО ИЗМЕЛЬЧИ 1ИЯ.
2.1 Аналитическое исследование процесса взаимодействия рабочих органов ударно истирающего измельчителя
с продуктом
2.1.1 Движение продукта и воздуха в рабочем пространстве измельчителя.
2.1.2 Исследование силового взаимодействия продукта
с рабочими органами измельчителя
2.2 Комплекс параметров эффекта процесса
ударно истирающего измельчения .
2.2.1 Производительность измельчителя ударно истирающего действия.
2.2.2 Мощность процесса измельчения.
2.2.3 Время измельчения.
2.2.4 Путь измельчения
2.2.5 Коэффициент полезного действия процесса измельчения.
2.3 Алгоритм реализации математической модели молотковой
дробилки.
2.4 Выводы по второй главе.
3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕ1ГГАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Назначение экспериментальных исследований
3.2 Характеристики объекта исследования
3.3 Описание лабораторной установки
3.4 Методика определения внешних величин модели
3.4.1 Определение параметров воздушно продуктового слоя
3.4.2 Методика определения корреляционной зависимости
между параметрами воздушно продуктового слоя
3.4.3 Определение констант гидравлических сопротивлений
3.5 Верификация математической модели .
3.6 Программное обеспечение для обработки экспериментальных данных
3.7 Выводы по третьей главе
4 ЭКСПЕРИМЕ1 ГГ АЛЫ 1ЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РОЦЕССА УДАРНОИСТИРАЮЩЕГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ
4.1 Программа экспериментальных исследований.
4.2 Настройка лабораторного стенда.
4.3 Экспериментальное определение внешних величин математической модели измельчителя ударно
истирающего действия
4.3.1 Определение параметров воздушно продуктового слоя
4.3.2 Корреляционная зависимость между параметрами
воздушно продуктового слоя
4.3.3 Константы гидравлических сопротивлений
4.3.4 Энергия, затрачиваемая на измельчение продукта
4.4 Верификация математической модели.
4.5 Выводы по четвертой главе.
5 РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.
5.1 араметрический синтез измельчающего механизма
5.1.1 Технология оптимизации механизма измельчителя.
5.1.2 Оптимизация измельчителя
5.2 Совершенствование конструкций зерновых дробилок.
5.3 Расчет экономической эффективности внедрения
результатов научных исследований.
5.4 Выводы по пятой главе.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В основном, экспериментальные исследования процесса измельчения применительно к технологии кормов сводились к определению показателей прочности зерна в условиях статических и динамических нагружений, а также динамических нагружений с учетом скорости деформирования /, , 1 , 6, 0/. П.А. Афанасьев //, исследуя прочность зерна, установил, что относительное сжатие зерна пропорционально силе раздавливания, и что предел пропорциональности изменяется в зависимости от влажности зерна. Известны работы И. А. Наумова и В. П. Малаховцева /, / по определению модуля упругости пшеницы и некоторых других зерновых культур. Экспериментально доказано, что модуль упругости пшеницы зависит от влажности, времени отволаживания, структуры эндосперма и температуры нагрева зерна. Значение модуля упругости определяли при статическом нагружении зерновки в прессе, имеющем малую скорость перемещения сжимающих пластин. При этом недостаточно точно определялись значения напряжений и условно - мгновенной деформации из-за сложной конфигурации зерновки. В ударных дробилках разрушение зерна в условиях мгновенных ударных нагрузок отлично от разрушения при статическом нагружении. Механические свойства зерна изучались Я. Н. Куприцем /-/, который впервые исследовал механические свойства не отдельных зерен, а зерновой массы в совокупности. Он предложил характеризовать твердость зерна средней величиной крутящего момента разрушения при измельчении массы 0 см' зерна, значение которого получал при помощи лабораторного электродинамометра с автоматической записью крутящего момента. Исследованию подвергалось зерно различных культур, сортов и влажности. Ф.Г. Плохов /1/ проводил опыты, в которых использовался широкоизвестный в физике опыт Б. Гопкинса, сводимый к определению скорости распространения волн напряжений с помощью горизонтально подвешенного “мерного” стального стержня. Замерялась скорость соударения зерна. Полученные результаты исследования указывают на протекание пластических деформаций и разрушение структуры зерновки, которая как бы “прилипает” к плоскости и лишь затем отскакивает от нее. С.В. JI. Л. Глебов // доказал, что на скорость отскока частиц существенное влияние оказывает образование в них трещин и разрушение частиц коэффициент восстановления скорости. Определение коэффициента восстановления скорости проводилось у различных зерновых культур и минерального сырья при разных скоростях удара (от 5 до м/с). Время контакта частиц и минерального сырья комбикормов при ударе о стальную поверхность определяли с помощью скоростной киносъемки процесса удара. Анализ материалов скоростной киносъемки показал, что при незначительных скоростях удара зерна находились в контакте с плоскостью деки в течении ‘ 5 - ‘4 с, а затем отскакивали от ее плоскости со скоростью, меньшей, чем скорость перед ударом. При этом время контакта не разрушенных зерен с декой зависело от размеров и положения зерен при ударе. Скорость не оказывала существенного влияния на его продолжительность. B.Р. Алешкин / экспериментально исследовал кинетику процесса измельчения зерна. Им изучалось время пребывания (обработки) материала в рабочей камере дробилки или “время жизни” частиц заданных размеров. В.Р. Алешкиным при установившемся режиме работы дробилки аналогом “времени жизни” принято число ударов, полученных частицей за весь процесс измельчения. C.В. Антимоновым /6/ разработан лабораторный стенд для исследования процесса измельчения. Особенностями конструкции этого стенда являются корпус измельчителя, установленный с возможностью осевого вращения и измерения вращающею момента на нем, возможность измерения давления воздушно - продуктового слоя и воздушной среды на внутреннюю поверхность корпуса, а также наличие прозрачной верхней стенки, позволяющей наблюдать за движением продукта. Классификации измельчающих машин предложены П. М. Сидеико, В. И. Акуновым, М. Л. Моргулисом, Гийо Роже, В. П. Ромадиным, Г. С.Е. Андреевым и многими другими учеными. Один из вариантов систематизации помольных машин разработал Г. С. Ходаков /3/. Помольная камера на . Широкое применение получили в производстве строительных материалов. Для измельчения зернопродуктов применения не нашли из-за больших габаритных размеров/, 3/.