Определение рациональных режимов работы вертикального измельчителя-смесителя для получения однородных по составу комбикормов, разработка и обоснование его конструкции. Закономерности процессов измельчения материалов и смешивания их сыпучих компонентов.
Аннотация к работе
Разработка и обоснование конструктивно-режимных параметров измельчителя-смесителя для приготовления комбикормов Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйстваРабота выполнена в ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет» на кафедре мобильные энергетические средства Научный руководитель заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Карташов Лев Петрович Защита диссертации состоится «09» декабря 2011 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д. 220.051.02 при ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет» по адресу: 460014, г. Объявление о защите и автореферат размещены на сайте ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет» http: www.orensau.ru и на сайте Федеральной службы по надзору в сфере образования и науки Минобразования и науки РФ http: www.vak.ed.gov.ruВ работе использовались аналитические, графические и экспериментальные методы исследования, направленные на получение зависимостей, позволяющих установить оптимальные параметры работы измельчителя-смесителя для приготовления комбикормов. Научная новизна исследований: - в результате теоретических и экспериментальных исследований определены аналитические зависимости затрат мощности на перемешивание компонентов от геометрических параметров рабочего органа и физических свойств перемешиваемого зернового материала; Результаты диссертационной работы были представлены на конкурсах и выставках: Всероссийский инновационный форум аграрной молодежи и выставка-демонстрация лучших инновационных проектов в сфере АПК (Орел, 2010), отмечены дипломом и грантом РАД; областная выставка научно-технического творчества молодежи НТТМ - 2010 (Оренбург), отмечены дипломом; Всероссийская выставка научно-технического творчества молодежи НТТМ - 2010 (Москва); Всероссийский молодежный образовательный форум «Инновации и техническое творчество» (Селигер, 2010); Программа-конкурс «Innovations for investments» (New-York, 2010); «Инновации для инвестиций в будущее» (Нью-Йорк, 2010), отмечены дипломом и медалью; конкурс научно-технических инновационных проектов «Прорыв» (Оренбург, 2011), получен грант Оренбургского ГАУ. Величина коэффициента гидравлического сопротивления рабочего органа зависит от критерия Рейнольдса: , (2) где - коэффициента сопротивления рабочего органа; - критерий Рейнольдса; м/с; - характерный размер рабочего органа, м, - эквивалентная динамическая вязкость зернового материала, Пз. В соответствии с уравнением (7) сумма моментов, приложенных к рабочему органу, может быть выражена как: , Н м (9) где - радиус вала, м; - разность окружных скоростей рабочего органа и зернового материала на радиусе , м/с: , (10) где - угловая скорость рабочего органа, рад/с.В результате проведенного анализа теоретических особенностей процессов измельчения, смешивания и основных направлений конструктивно-режимного совершенствования для производства комбикормов обоснована необходимость создания измельчителей-смесителей для относительно небольших производств, включая фермерские хозяйства. Для объединения процессов измельчения и смешивания в малогабаритной установке разработан измельчитель-смеситель: измельчитель - однороторный, с жестко закрепленным молотком, вертикальный; смеситель - с неподвижной камерой, роторный, вертикальный, лопастной, с одним валом. Проведенные теоретические исследования процесса перемешивания зернового материала, основанные на определении моментов гидравлического сопротивления при обтекании рабочего органа потоком зернового материала, позволяют определить и прогнозировать энергетические и качественные параметры (потребляемая мощность на перемешивание при оптимальных значениях частоты вращения вала ротора ? (рад/с) и массы разовой загрузки m (кг) составила 0,4КВТ). На основании выбранных методик, проведены эксперименты по нахождению: гранулометрического состава исходного и измельченного продукта; степени однородности смеси; эквивалентной динамической вязкости зернового материала, которые позволяют в любых условиях быстро и точно определить диапазон задаваемых параметров, обеспечивающих приготовление комбикормов конкретно для коллективных хозяйств и на частных подворьях. Проведенные экспериментальные исследования процессов измельчения и смешивания в разработанной конструкции измельчителя-смесителя для приготовления комбикормов (патент РФ № 68630) с рабочим органом (патент РФ № 2371252) позволили оптимизировать его конструктивно-режимные параметры.