Файл: Вопросы конструирования и технологии производства сельскохозяйственных машин материалы городской конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 50-летию образования СССР сборник статей..pdf

Ю.А. Ч у р с и н о в

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ИЗМЕЛЬЧАЮЩЕГО И ТРАНСПОРТИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ КОРМОВ

В целях изучения протекания процесса транспортирова­ ния предварительно измельченной растительной массы (кукурузы, люцерны, подсолнечника) и измельчения ее в режущих парах системы подвижных и неподвижных ножей на экспериментальной установке по типу 'Волгарь' в ла­ боратории сельскохозяйственных машин для животновод­ ческих хозяйств РИСХМа нами проводилась скоростная ки­ носъемка (частота съемки 2500-3000 кадров в сек., каме­ ра СКС-1). Экспериментальные исследования технологи­ ческого процесса с помощью скоростной киносъемки разби­ вались на несколько этапов:

1) изучение процесса транспортирования предваритель­ но измельченной массы шнековым транспортером измельчи­ теля и влияние различного коэффициента заполнения межзна­ кового пространства на данный процесс в том числе:

определение наилучших условий транспортирования массыj

определение оптимальной зоны оборотов шнекового транспортера^

2) изучение процесса резания материала серийными ножами измельчителя 'Е-хлгарь' при синхронном вращения шнека и подвижных ножей ( зона l ) ‘v

19

3)изучение процесса измельчения и движения массы

взоне (IIj при раздельном и противоположном вращении пи­ тающего шнека и системы подвижных ножей (рисунок);

4)изучение процесса измельчения массы на выходе из шнека в зоне работы первых режуших пар с экспери - ментальными ножами при раздельном и противоположном

вращении шнека .и системы подвижных ножей (зона i Y );

5) влияние противоположного вращения шнека и сист мы подвижных ножей на качество измельчения.

Обработка результатов киносъемки показала следующее Вследствие высоких скоростей (вращения в транспорти­

рующем шнеке измельчителя "Волгарь" (1020 об/мин) создается значительное циркуляционное вращение массы ,

и она распределяется кольцевым слоем в цилиндрической камере. В зоне выхода из шнека наблюдается наибольшая скорость циркуляции. При неснятых неподвижных ножах скапливается масса в зоне l f а часть массы (15-20%) про­ должает циркуляционное вращение и переходит соответствен­

будет измельчаться в зоне 1. Оптимальная зона скоростей вращения шнека находится в пределах 450-650 об/мин. При этом коэффициент заполнения межвиткового пространства достигает величины 0,7 и скорость осевого перемещения массы увеличивается.

20

Процесс измельчения массы серийными ножами про­ исходит в наиболее тяжелых условиях в зоне 1 (рисунок, а), так как там отмечено интенсивное скопление массы вследст­ вие задержания ее неподвижными ножами. Кроме того, под действием центробежных сил и вследствие своеобразной формы лезвий в процессе сжатия происходит передвижение массы в крайщою левую часть зоны 1. Основная масса (80%) перерезается в наибольшем удалении от центра вра­ щения , т. е. при максимальном плече резания. Это связа­ но с дополнительным расходом энергии. В резании участи вует 20-40% длины режущих кромок периферийной части но­ жей.

Наблюдая процесс резания металла в зоне I Y (рисунок^б) мы видим, что вначале происходит сжатие слоя массы у периферийной части ножей, так как геометрия экспери - ментальных ножей позволяет при работе режущей пары об­ разовывать вершину угла раствора у периферийного конца И перемещать ее в процессе резания к центру вращения. По мере сжатия масса перемешается в сторону центра враще­ ния и равномерно распределяется по длине лезвия режущей

пары. Затем происходит само резание, в котором участвует 80-00% длины лезвия ножей. Наиболее интенсивное измель­ чение наблюдается в центральной части режущей пары, т. е.

плечо резания уменьшается по сравнению с ранее рассмот­ ренным случаем.

В зоне II (рисунок, в) отмечено циркуляционное враще—

22

ние массы с большой скоростью по часовой стрелке, вра­ щение же экспериментальных - ножей совершенно противопо­ ложно. Здесь наблюдается столкновение на больших скоро­ стях частиц материала и вращающихся навстречу ножей, в результате которого частицы разрушаются. Особенно хоро­ шо разрушаются, частицы, обладающие сравнительно большой массой.

В результате раздельного и противоположного вращения шнека и системы подвижных ножей вторичного , аппарата наблюдаются два встречных потока: а) создаваемый шнекомтрансДортером ,и б) создаваемый системой подвижных но - жей.

В зоне 1 происходит встреча подвижного ножа и встреч­ но движущегося кольцевого слоя материала, соше дшего с последнего витка шнека. Некоторый процент частиц массы разрушается, а основная масса перемещается из зоны 1 в зону IY , где в режущей паре (подвижный и неподвижный ножи) масса перерезается.

В процессе перемещения из зоны 1 в зону 1Y наблю­ дается интенсивное перемешивание массы встречных пото­ ков. В этом случае ориентирование частиц в потоке и про­ скальзывание их между неподвижными ножами практически исключается, а вероятность попадания отдельно взятой частицы в режущую пару возрастает» и, вместе с тем, зна­ чительно улучшается степень измельчения растительной массы.

23

В.А. М и р о н о в , В.И. Ф о м и н

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЯЗКОСТИ СОКОВ ЗЕЛЕНЫХ КОРМОВ И КОМПОНЕНТОВ ИХ КОАГУЛЯТОВ

В процессе приготовления белково-витаминного концент­ рата из зеленых трав получается два продукта: зеленый творог, представляющий собой скоагулированные белки тра­ вяных соков, и коричневый сок, включающий гиберлиньц витаминыр^убильные и другие вещества.Для создания машин по транспортировке и переработке этих продуктов необходимо звать их физико-механические свойства,которые в настоящее время малоязучены. Одним из основных показателей, ока­ зывающим существенное влияние на протекание технологи­ ческих процессов, является вязкость. Настоящая работа посвящена экспериментальному изучению этого показателя.

Анализ существующих приборов для измерения вязкости показал, что наиболее подходящим является модификация капиллярного вискозиметра, в котором продукт подается под давлением в капиллярную трубку. Известно применение такого вискозиметра для исследования вязкости фруктовых соко&, пюре и паст j_\J. Схема вискозиметра, разработан­ ного в отделе агропромышленных комплексов РИСХМа, по­ казана на рир. 1. Конструкция включает герметичес1 ую камеру 1 объемом 3,5 л. Избыточное давление в камере

24

поддерживается воздухом из ресивера 2 объемом 5 л

камеры присоединяется сменный капилляр 3 диаметром-^ 2,8 мм и 4 мм, длиной 990 мм, в который, продукт посту­ пает через кран 4.

В другом варианте для устранения влияния крана на показания вискозиметра применяется непосредственное соединение трубки с камерой. В этом случае на конец капилляра одевается резиновая трубка с зажимом. Ниж­ няя часть камеры и капилляр погружаются в бак термо­ стата 5, в который заливается около 80 л воды, нагрева­ емой электронагревателем. Эксперименты проводятся в диапазоне температур от 20 С до 61 С. За время от 5 до 180 сек. на выходе из капилляра отбирается проба 150-700 г. Среднее гидростатическое давление жидкости в камере добавляется к давлению воздуха. Сок перед ко­

агуляцией тщательно фильтровался через двойной марлевый фильтр.

Поток простой ньютоновской жидкости описывается при течении через капилляр уравнением Пуаэейля

25

ного вискозиметра при допущении, что движение жидкости ламинарное и эффекты на входе и выходе незначительны.

Эксперименты по определению вискозиметрическнх параметров были проведены на соках свеклы, люцерны, коричневом соке и коагуляте люцерны. По замерянным

вались в логаридомической системе координат по оси ор­ динат и абсцисс соответственно. Угол наклона прямых дает величину коэффициента неньютоновского поведения жидкости П. На рис. 2 даны характерные виды графиков. Дальнейшая математическая обработка проводится по ме­ тодике, изложенной Уилкинсонам / У

Эксперименты позволяют сделать вывод с тем, что для зеленого творога с содержанием сухого вещества

26

згр

/гО3

Рис. 2. Зависимости объемной скорости в сечениях трубки и соответствующего продольного перепада давлений

на заданной длине

Результаты, полученные после математической обра­ ботки опытных данных сведены в таблицу.

На основании проведенных опытов также можно сделать вывод о том, что капиллярный вискозиметр горизонтально­ го типа с принудительной подачей продукта сжатым возду­ хом имеет ряд особенностей. Во-первых, волокнистые вклю­ чения длиной более 2-3 мм, забивающие капиллярную труб­ ку, ограничив^ют.егр рабочий..диапазон, во-вторых, при низких давлениях (до 1,6 атм) наблюдается явление 'гази­ рования*' жидких металлов, т. е. растворение в них возду­ ха, находящегося в камере, в-третьих, при прохождении коагулята через капилляр возможно возникновение нежела­ тельного эффекта синерезиса, также влияющего на резуль­ тат экспериментов.

27

К 4,155.709 7,07-70™ 5,05.7o~i3 1&7./0'3

„НИШ 599,2.ids /77,5-7o'S /66,2- /o~S 745-/o~s

Л и т е р а т у р а

\.Saxavacos Crt>.~Tu6e Vircometiy of?