Порядок работы

1. Познакомиться с конструкцией машин ИКМ - 5, КПИ - 4 и ИКС - 5М (по литературным источникам).

2. Научиться настраивать корнерезки на различную толщи­ну стружки:

для крупного рогатого скота - 10...15 мм, для телят - 8...10 мм, для свиней - 5...8 мм, для птицы - 3...4 мм (паста, мезга);

3. Провести теоретические исследования (вариант задается преподавателем):

1) снять размерные данные, необходимые для расчета (см. схему),

2) определить Q - производительность горизонтально-дискового измельчителя, кг/с, Q ·= Vnpk₁k₂, кг/с,

V- объем продукта, срезанного за один оборот диска, м³

η - частота вращения диска, с ^-1,

ρ - плотность корнеплодов в аппарате первичного измельчителя , кг/м·³

ρ = (450...500) кг/м³ (свекла),

k₁ конструктивный коэффициент использования ножей

k₁ = 0,4...0,9,

k₂ - коэффициент, учитывающий пустоты между клубнями

k₂ = 0,6… 0,7

V = [π (D² – d²) / 4]* b * z₁ ,м³ ;

3).рассчитать средний размер (толщину) частиц измель­ченного материала в аппарате вторичного измельчения На ножи аппарата вторичного измельчения части­цы продукта поступают под действием центробежной силы, поэтому

Q₂=π*D_P*l₂b₂*n*z₂*p*k₃k₄, кг/с.

Аппарат вторичного резания измельчаем столько про­дукта, сколько прошло его через аппарат первичного измельчения, т.е. Q – Q_Ц. Исходя из этого равенства и зная значение Q, определяем

b₂= Q / (π D₂ l₂ n z₂ ρ k₃ k₄, м) ,

где Q - производительность аппарата первичного ре­зания, кг/с,

l₂ - длина ножа аппарата вторичного резания, м,

z₂ - число ножей этого аппарата,

ρ - плотность корнеплодов в камере вторичного резания, кг/м³,

ρ = (500...600} кг/м³

k₃- конструктивный коэффициент использования ножей в камере вторичного резания, k₃ = 0,7..0,8 ,

k₄ - коэффициент заполнения камеры вторичного резания, k₄ = 0,35...0,34

4) рассчитать энергозатраты измельчителя Ν = Ν₁ + Ν₂, кВт.

где N - мощность, необходимая для работы измельчи­теля,

N₁=( N_р+N_ТР ) / η , кВт

где Np - мощность, необходимая для резания,

N_тр - мощность, необходимая для преодоления трения о диск,

η - механический кпд, η = 0,95,

N_p=Fzvk₅k₆, кВт,

где F - усилие резания, к Η, F=q₀l,

k₅ - конструктивный коэффициент, k₅ = 0,7...0,8,

k₆ - коэффициент заполнения, k₆ = 0,35...0,46

где q₀ - удельное давление ножа на измельчаемый ма­териал. кН м ^-1

q ₀ = (0,15...0,20) кН/м,

l - длина лезвия ножа (D - d), м

z - число ножей, ν - скорость резания, м/с

ν = 2π n 2/3 R , м/с,

где R - радиус ножевого диска, м,

N_тр =q₀mfvβ , кВт,

где f - сила трения, приложенная на 2/3 R от центра, Н,

m масса корнеплодов, постоянно находящаяся в приемном бункере накопителя, кг; примем m = 10 кг.

N₁ - мощность, необходимая для работы аппарата первичного измельчения,

N₂ - мощность, необходимая для работы аппарата вторичного измельчения

f - коэффициент трения корнеплодов о диск, f = 0,6

β - коэффициент, учитывающий уменьшение си­лы нормального давления за счет режущего и отталки­вающего действия ножей

β= 0,3-..0,4,

Ν₂=Νρ₂ + Ν_ТР2 + Ν¹_ТР2,κΒт,

N₂ - мощность, необходимая для работы аппара­та вторичного резания,

Np₂ - мощность, необходимая для доизмельчения предварительно измельченного продукта,

N_ТР2 - мощность, необходимая для преодоления сил трения продукта о диск аппарата вторичного реза­ния, кВт,

N'_ТР2 - мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения продукта о стенки корпуса камеры вторич­ного резания.

Np₂ = F₂ z₂ R 2 π n k₅ k₆, кВт,

где F₂ - усилие резания, кН,

q₀- удельное давление ножа на измельчаемый ма­териал

q₀ = (0,15...0,20) кН/м,

2 - длина наружного участка лезвия ножа, м,

z₂ - число ножей аппарата вторичного резания.

N_ТР2 = 0,1 Np₂ , кВт.

Мощность, необходимая на преодоление сил тре­ния продукта о диск аппарата вторичного резания, со­ставляет 10% мощности, расходуемой на резание.

N'_ТР2 = М ω / 10³ = М 2 π n / 10³ , кВт

где Μ - момент силы трения, Нм

Μ = 2,56 R f β 9,8·m

2,56- коэффициент, учитывающий характер взаимодействия измельчаемого продукта о стенки корпуса камеры измельчителя на аппарате вторичного резания.

D,d - диаметры диска по концам измельчающего ножа, рас­положенного на диске аппарата первичного измель­чителя, м,

b - просвет между кромкой ножа и поверхностью диска(равен Толщине стружки), м,

n - частота вращения диска, с^-1,

D_р- диаметр камеры вторичного резания,

Z_i - число ножей аппарата первичного измельчения,

Ζ₂ - число ножей аппарата вторичного измельчения,

1₂ - длина ножа аппарата вторичного измельчения

рис. 1 Схема режущего аппарата.

1 - нож горизонтальный, 2 - диск аппарата первичного измельчения, 3 - нож аппарата вторичного измельчения, 4-дека, 5 - выгрузные лопатки.

Вопросы для самопроверки

1. Как настроить КПИ-4 на стружку различной толщины (10 мм, 7...10 мм,

3...5 мм, 1 ...2 мм),

2. Как настроить ИКМ-5 на стружку различной толщины.

3. Как происходит отделение камней на ИКМ-5,0.

4. В каких условиях выгоднее использовать КПИ-4, ИКМ-5, ИКВ-5М.

5.Как определяется производительность горизонтально - дискового измельчителя корнеплодов.

6. Как определяется производительность измельчителя кор­неплодов с центробежной подачей материала.

Работа № 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА СМЕШИВАНИЯ

Цель работы: освоить методику определения качества смешивания.

Приборы и оборудование:

1. Смеситель шнековый и лопастной.

2. Воздушная колонка.

3. Тара.

4. Зерновой материал.

5. Весы.

Сельскохозяйственных животных и птиц в большинстве случаев откармливают кормовыми смесями, которые полу­чают из двух, трех и более компонентов.

Смешивание позволяет использовать отдельные корма более эффективно, получая полнорационные корма в задан­ном соотношении компонентов. Кормление такими сбалансированными смесями увеличивает продуктивность живот­ных, снижает себестоимость производимой продукции.

Качество кормовой смеси определяется ее однородно­стью.

Смесь считается однородной, если процентное отноше­ние компонентов в любых количествах смеси равно между собой и равно процентному отношению их в смеси.

ε = Ао/Во,

где ε - процентное отношение компонентов в исходной (заданной) смеси,

а₀ - процент компонента А в смеси, Во - процент компонента В в смеси, принимая что Ао+В₀ = 100%,

А₀ = ( 100Ма ) / ( Ма + Мв )%

В₀ = (100 Мв ) / ( Мв + Ма ) где Ма, Мв - масса компонентов в смеси.

После смешивания, взятия проб и их распределения по­лучают массы компонентов m_а1, m_a2,..., m_an; m _b1 ,m _b2,…, m _bn.

1. Определяют процентное содержание масс компонентов в каждой пробе

100m_а1 100m_a2

Α₁ = ———; А₂ = --------------- и т.д.

m_a1⁺m_bl m_a2⁺m_b2

100 m _b1 100 m _b2

Βι=-------------------; В₂ = ------------------- и т.д.

m_b1⁺m_al m_a2⁺m_b2

Однородность смеси характеризуется:

ε ₁= Α₁/Β₁, ε ₂ = А2/В2,

Идеальная смесь ε ₀ = ε ₁ = ε₂ = ...

Практическое достижение идеальной смеси невозможно, поэтому качество смеси характеризуется наиболее близ­кими значениями ε ₀ ; ε ₁ ; ε₂;...

2. Определение однородности смеси возможно по одному компоненту.

М_а - масса компонента в смеси,

m_a1 m_а2, m_а3 - масса этого компонента в пробах,

Μ - масса смеси,

m₁ m₂,..., m_n - массы проб,

тогда: А₀ = М_а / М * 100% ; а ₁ = m _a1 /m ₁ * 100% ;

a ₂ = m _a2 /m ₂ * 100%; …

В идеальной смеси А₀ = a₁ = a₂ = ...

Однородность смеси характеризуется: ε₁= a₁/Ao, ε ₂ = a ₂ /Ао,...

Смесь более качественная при наиболее близких значени­ях ε, ε₁, ε₂,...

3. Качество многокомпонентной смеси лучше характеризо­вать среднеквадратичным отклонением σ и коэффициен­том вариации V. В этом случае для анализа выбирается одна из наиболее ценных составляющих смеси, берутся η количество проб m₁ m₂,..., m_n, выделяется компонент А, т.е. m_a1 , m _a2 ,... ,m_an. m_cp = (m _a1 + m _a2 + ... + m_an)/n ;

и определяется среднеквадратичное отклонение: σ = √ ∑ ( m _ср – m_i )² / (n – 1)

Определяется коэффициент вариации: V = σ / m _ср *100

Порядок работы

I. Работа с лопастными смесителями.

1) приготовить навески компонентов,

2) засыпать в смеситель,

3) включить смеситель на 2 мин.,

4) отобрать пробы,

5) определить их массу m₁, m ₂,..., m_n,

6) выделить на воздушной колонке один из компонентов и определить его массу

m _a1, m _a2 , … , m _an

7) определить массу другого компонента m _b1, m _b2 , …,

8) определить однородность смеси.

II. Работа со шнековым смесителем.

1.Шнековый смеситель позволяет проверить качество сме­шивания в зависимости от длины шнека и угла его наклона.

1) приготовить навески компонентов,

2) засыпать в приемный ковш смесителя,

3) включить шнек, освободить смеситель от остатков ма­териала,

4) закрыть окна выгрузных отверстий,

5) открыть дальнее выгрузное окно,

6) открыть заслонку приемного ковша,

7) взять пробы из каждого окна,

8) определить массу проб,

9) выделить один из компонентов и определить его массу,

10) определить однородность смеси ε ₁ , ε ₂ , ...,

11) построить график ε = f(l), где l - путь смешивания, т.е. длина шнека до соответствующего выгрузного окна.

2.Провести опыты при различном угле наклона шнека.

3. Взять n -ное количество проб (работа проводится на лю­бом смесителе) m ₁ , m _{2 ,}..., m_n

1) выделить компонент А m _a1 , m _a2 , … , m _an

2) определить среднеквадратичное отклонение σ и коэффициент вариации V.

ПРИМЕЧАНИЕ

1. Выполняются две работы по указанию преподавателя.

2. Количество проб в работе определяется преподавателем

среднеквадратичное отклонение σ и коэф­фициент вариации V.

3. Масса исходных компонентов задается преподавателем

Содержание отчета

1. Представить результаты опытов в виде таблицы или в ви­де графика.

2. Ответить на контрольные вопросы:

1) цель смешивания кормов;

2) пять видов смешивания, когда они применяются;

3) идеальная смесь - что это такое

4) как определить однородность смешивания многоком­понентной смеси.