Обгрунтування параметрів процесу і розробка гравітаційного змішувача концентрованих кормів з жиророзчинними вітамінами : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук : 05.05.11 - Машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва

Abstract

У дисертації вирішено наукове завдання, яке направлене на підвищення ефективності процесу змішування концентрованих кормів з жиророзчинними вітамінами, шляхом обґрунтування параметрів процесу та розробки нового гравітаційного змішувача. Створені математичні моделі процесу нелінійної динаміки струменя рідини і шару сипких матеріалів, який зрошується краплинним потоком рідини. Одержані залежності швидкостей руху краплин, їх план швидкостей та траєкторії руху краплин рідини в псевдорозрідженому шарі сипких матеріалів. Визначені оптимальні конструктивнотехнологічні параметри гравітаційного змішувача, встановлені механіко-технологічні властивості концентрованих кормів та жиророзчинних вітамінів.

В диссертации решено научное задание, которое направлено на повышение эффективности процесса смешивания концентрированных кормов с жирорастворимыми витаминами путем обоснования параметров процесса и разработки нового гравитационного смесителя, который обеспечивает увеличение поверхностей межфазового контакта сыпучего материала и жидкости. В результате аналитических исследований способов смешивания сыпучих материалов с малыми количествами жидкости и конструкций смесителей установлены основные причины, которые препятствуют качественному выполнению процесса смешивания: смешиваемые компоненты находятся в разных агрегатных состояниях «твердое тело - жидкость»; попадание жидкости на рабочие органы смесителя; свойство сыпучих материалов мгновенно поглощать жидкость. Созданы математические модели нелинейной динамики струи жидкости и слоя концентрированных кормов, который орошается капельным потоком жидкости. Получены зависимости скорости движения капель жидкости, их план скоростей от расходов и вязкости жидкости, траектории движения капель жидкости в разреженном слое сыпучих материалов, определено качество их распределения в зависимости от конструктивно-технологических параметров смесителя. Реализацией факторного эксперимента определены оптимальные значения факторов, которые влияют на процесс смешивания. Производственными испытаниями разработанного гравитационного смесителя при смешивании концентрированных кормов с жирорастворимыми витаминами в условиях ПСП «Нива» Коропського района Черниговской области на свиноферме с поголовьем 100 свиноматок установлено, что эффективность процесса смешивания отвечает зоотехническим требованиям,  =97%. Удельные энергоемкость и металлоемкость процесса смешивания снижены с 3,34 кВт ч/т до 0,56 кВт ч/т (в 6 раз); из 332,2 кг/(кг/час до 51,1 кг/(кг/час). (в 7 раз), соответственно, а эксплуатационные расходы из 81,86 грн./т до 25,9 грн./т (в 3,2 раз). Годовой экономический эффект от использования разработанного смесителя по сравнению с серийным составил: от снижения эксплуатационных затрат – более 12 тыс. грн.; за счет увеличения привесов животных – более 143 тыс. грн.

A scientific task, which is directed on the increase of efficiency of process of enriching of the concentrated forage with fat-soluble vitamins by the ground of parameters of process and development of new gravity mixer which will provide the increase of surfaces of line-toline contact of friable material and liquid, is decided in dissertation. The mathematical models of process of disintegration of stream of liquid and dynamics of diphasic layer of the concentrated forage, which is irrigated by a drop stream, are created. Got dependences of rate of movement of centre-of-mass drops of liquid, their plan of speeds from charges, pressure and viscidity of liquid and trajectory of motion of drops of liquid, in the dispersed layer of friable materials and certain quality of their distributing depending on structurally technological parameters of mixer. Optimum values of structural and technological parameters of the gravity mixer are defined.