Обоснование выбора частоты вращения рабочего колеса для оптимизации непрерывного режима смешивания в установке для приготовления жидких кормовых смесей

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Большая часть основной продукции животноводства в предстоящие годы будет производиться на фермах в условиях их коллективной аренды, а также в фермерских индивидуальных хозяйствах, что обеспечит интенсивное развитие отрасли.

Цель. Изучение процесса приготовления жидких кормовых смесей при различной частоте вращения рабочего колеса, разной температуре жидкости, с дальнейшей оптимизацией параметров.

Материалы и методы. Экспериментальная установка для приготовления жидких кормовых смесей представляет собой многофункциональное техническое устройство, способное выполнять 3 функции: дозирование материала (заменитель цельного молока), подача жидкости (функция нагнетания) и приготовление смеси (функция смесителя).

Результаты и применение. Исследование установок на базе лопастных насосов показало, что частота вращения n от 1750 до 3000 мин-1 не всегда является эффективной. Тем не менее, при указанных значениях показатели производительности или подачи смеси оказываются наибольшими. Таким образом, проведение эксперимента будем планировать исходя из синхронности частот вращения электродвигателя и рабочего колеса: n = 750, 1000, 1250, 1500 и 1750 мин-1. Использование асинхронного электродвигателя подразумевает учет скольжения s, составляющее 2–3%.

Выводы. Исследование смесительной установки при непрерывном режиме смешивания показывает, что при заданных конструктивных параметрах, не обязательно учитывать время смешивания, так как обработка смеси происходит мгновенно, т.е. за очень короткий промежуток времени Т = 0,02–0,006 с. Экспериментальные исследования, с учетом числа неподвижных лопаток, показывают, что частота вращения рабочего колеса при различной температуре жидкости будет влиять на степень однородности смеси. Так при непрерывном режиме смешивания степень однородности составляет Ѳ = 85,2%, а при частоте вращения n = 950–1490 мин-1, температура воды составляет t = 20–24 °С.

Об авторах

Павел Николаевич Солонщиков

Вятский государственный агротехнологический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: solon-pavel@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4695-7126
SPIN-код: 2559-6921

к.т.н., доцент кафедры технологического и энергетического оборудования

Россия, Киров

Список литературы

  1. Мохнаткин В.Г., Шулятьев В.Н., Филинков А.С. и др. Программа и методика испытаний устройства ввода и смешивания порошкообразных компонентов с жидкостью // Улучшение эксплуатационных показателей сельскохозяйственной энергетики. Материалы V Международной научно-практической конференции «Наука – Технология – Ресурсосбережение», посвящённой 60-летию инженерного факультета: Сборник научных трудов. Киров: Вятская ГСХА, 2012. Вып. 13. С. 96–100.
  2. Мохнаткин В.Г., Шулятьев В.Н., Филинков А.С. и др. Обзор устройств и установок для приготовления заменителей цельного молока и анализ их эффективности // Улучшение эксплуатационных показателей сельскохозяйственной энергетики. Материалы V Международной научно-практической конференции «Наука – Технология – Ресурсосбережение», посвящённой 60-летию инженерного факультета: Сборник научных трудов. Киров: Вятская ГСХА, 2012. Вып. 13. С. 101–105.
  3. Патент РФ на полезную модель № 104022 / 10.05.2011; Бюл. № 13. Мохнаткин В.Г., Шулятьев В.Н., Филинков А.С. и др. Устройство для приготовления смесей. Режим доступа: https://i.moscow/patents/RU2544953C1_20150320 Дата обращения: 16.05.2022.
  4. ГОСТ 6134-2007. Насосы динамические. Методы испытаний. М.: Издательство стандартов, 2008. 89 с. Режим доступа: https://files.stroyinf.ru/Data/441/44138.pdf Дата обращения: 16.05.2022.
  5. Мохнаткин В.Г., Филинков А.С., Солонщиков П.Н. Многоцелевые насосы для интенсификации смешивания // Сельский механизатор. 2013. № 8. С. 25.
  6. Филинков А.С., Солонщиков П.Н., Обласов А.Н. и др. Устройство для смешивания компонентов с жидкостью для приготовления питательных сред // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. 2013. № 10. С. 57–59.
  7. Булатов С.Ю., Семенов С.В. Анализ конструкций технических средств приготовления зерновой патоки // Актуальные направления развития техники и технологий в России и за рубежом – реалии, возможности, перспективы: Материалы и доклады, Княгинино, 25 марта 2021 года. Княгинино: Нижегородский государственный инженерно-экономический институт, 2021. С. 26–30.
  8. Булатов С.Ю., Семенов С.В. Причинно-следственная диаграмма с положительными и отрицательными обратными связями процесса производства зерновой патоки // Проблемы современной науки и общества: сохранение и развитие наследия Великой Победы, Княгинино, 08–13 мая 2021г. Княгинино: Нижегородский государственный инженерно-экономический институт, 2021. С. 105–112.
  9. Патент РФ № 146974/ 20.10.2014 Мохнаткин В.Г., Шулятьев В.Н., Филинков А.С., Солонщиков П.Н. и др. Установка для приготовления смесей. Режим доступа: https://i.moscow/patents/RU146974U1_20141020 Дата обращения: 16.05.2022.
  10. Solonshchikov P., Savinykh P., Ivanovs S. Determination and optimization of feeding device parameters in the plant for preparing liquid feed mixtures // RURAL sustainability research. Vol. 45, N. 340. P. 13–20. doi: 10.2478/plua-2021-0003
  11. Solonshchikov P., Barwicki J., Savinyh P., et al. Optimalization of design parameters of experimental installation concerning preparation of liquid feed mixtures // Processes. 2021. Vol. 9, N. 12. P. 2104. doi: 10.3390/pr9122104
  12. Горбунов Р.М. Повышение эффективности функционирования центробежного молочного насоса путем совершенствования рабочих органов и оптимизации параметров. дис. … канд. тех. наук. Киров, 2007.
  13. Булатов С.Ю. Разработка и совершенствование технологических линий и технических средств приготовления кормов в условиях малых форм хозяйствования. дис. … док. тех. наук. Княгинино, 2018.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. График зависимости степени однородности Ѳ, %, при различной частоте вращения n, мин-1 рабочего колеса, при разных температурах воды t, °С (Z = 12 шт.): 1 – температура t = 20 °C; 2 – температура t = 30 °C; 3 – температура t = 40 °C.

Скачать (259KB)
Метаданные
3. Рис. 2. График зависимости степени однородности Ѳ, %, при различной частоте вращения n, мин-1 рабочего колеса, при разных температурах воды t, °С (Z = 18 шт.): 1 – температура t = 20 °C; 2 – температура t = 30 °C; 3 – температура t = 40 °C.

Скачать (218KB)
Метаданные
4. Рис. 3. График зависимости степени однородности Ѳ, %, при различной частоте вращения n, мин-1 рабочего колеса, при разных температурах воды t, °С (Z = 24 шт.): 1 – температура t = 20 °C; 2 – температура t = 30 °C; 3 – температура t = 40 °C.

Скачать (252KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Двумерное сечение поверхности отклика степени однородности Ѳ, %, в зависимости от частоты вращения n, мин-1 и температуры воды t, °C.

Скачать (104KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).