CC BY
23
532.516
ОГО
вых
■ш§нием ироний, который Наибольший Ся в том же ен нулю (ка-ие (сірі/йг)/ е и градиент И соотно-
Р\mjdz),
Ж-
(2)
1 с коэффи-“ть течения I, X, 6) (энер-[е, деленная тощими фор-
Здоееб (Л—у)
Щ -я| | (3)
ельной энер-)ВОМ прессе, ^ай полного аемыми шне-с имеет ка-сопрягаемых риала имеет ть вращаю-1ета). В реканал разни с фикси-равен 2тН. ход каждой пределяется . При этом ий градиент
ользовались о величины ции Ё(2у X 6)
Формулы (4) описывают скорость течения и диссипацию энергии при условии прилипания материала к движущейся стенке и скольжения по неподвижной. В двухшнековохм прессе с полным перекрытием каналов сопряженных шнеков нет необходимости делать внутреннюю поверхность корпуса «заершенной» и устанавливать ножи [2, 3]. Масличный материал все равно будет идеально вытесняться пером сопряженного шнека [5, 6]. Поэтому представляет определенный интерес рассмотрение удельной энергии диссипации в прессе с гладкой внутренней поверхностью корпуса. В модели канала этому соответствует скольжение как по нижней, так и по верхней стенкам. Ввиду возможного различного состояния поверхностей стенок в этом случае следует ввести коэффициенты скольжения Х|, Хг для волокущего течения на верхней и нижней стенках и соответственные коэффициенты 6| и 62 для напорного течения. Далее, поступая вполне аналогично предыдущим случаям для градиента йр2т\йг, скорости У22 и удельной диссипации энергии Ё (2, Х\, Х2, бь 62), получим следующие выражения:
^Р2т „ 24\хх£) 1—Х/2 л- ^1+^2 ^ 61+62
ИГ ~ /г2 1+36/2’ А ~ ~~2 ’ “ 2
1+36/2
^■12 = А|—Я.2, 612 = 61
-62.
- .../о } \ т I (С , , к~У а'л2 У
и2г - (2-Я.,) Т + (2-Я.г) ~^Т
62/г2 с1р2т /г—у \_ 1ірігг ,
8|л, йг !г 2ц йг ^
Ё (2, Я.,, Я2, б,, 62) = }Аі8 (к=Ы1 )2 +
/г3 і V 1+36/2 '
+36/2
п
Для иллюстрации полученных результатов положим в формулах (3) и (4) к=6, а в формулах (5) — Х=1 — 6, Л-12=0, 6,2=0. Последний выбор объясняется тем, что при скольжении по обеим стенкам с очень малым сцеплением с материалом движущаяся стенка плохо увлекает материал. При этом сопротивление напорному течению, напротив, очень малое. Графики зависимостей величин удельной энергии диссипации от коэффициента X и перепада давлений приведены на рис. 2. Удельная диссипация в одношнековом прессе с уменьшением расхода, естественно, возрастает. Оценки показывают, что одношнековые маслоотжимные прессы работают при значениях величины е, заключенной в пределах
(5)
Рис. 2.1, 2, 3 — £(1Дб); 4 - Ё (2Д, б); 5- Ё 2, Л,, Ш 6,, б2); 1-е = 0,7; 2-е = 0,5; 3 —е = 0
(0,5+0,7), причем е, как правило, уменьшается по мере продвижения материала к выходу из пресса (конусу). Для таких значений е, как видно из рис. 2, существуют режимы работы двухшнековых маслоотжимных прессов с такими же или большими давлениями (см. формулы (3), (4), (5)), но с меньшими энергетическими затратами.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бернхардт Э. Переработка термопластичных материалов.— М.: Химия, 1965.— 747 с.
2. М а с л и к о в В. А. Технологическое оборудование производства растительных масел.— М.: Пищ. пром-сть, 1974,— 440 с.
3. Прессы пищевых и кормовых производств/Под ред. А. Я. Соколова.— М.: Машиностроение, 1973.— 288 с.
4. Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа.— М.: Наука, ГРФМЛ, 1973.— 847 с.
5. Шенкель Г. Шнековые прессы для пластмасс.— Л.: ГНТИ хим. лит., 1962.— 468 с.
6. Смешение полимеров/Богданов В. В., Торнер Р. В., Красовский В. Н., Регер Э. О.— Л.: Химия, 1979.— 192 с.
Кафедра общей химической технологии,
процессов и аппаратов
Поступила 20.06.і
664.84.002.5
ЭМПИРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАБОТЫ ПЛОСКОГО НОЖА В РОТОРНОЙ ОВОЩЕРЕЗКЕ
Р /г )'
А. К. ГЛАДУШНЯК, И. Ю. ДАВИДОВИЧ, Е. Э. МИЛЯНОВСКИ, Н. И. ШИРИН
Одесский технологический институт пищевой промышленности им. М. В. Ломоносова
Могилевский технологический институт
Кошалинская высшая инженерная школа (ПНР)
В работе плоских рубящих ножей современных могут влиять четыре фактора; угол заточки ножа
овощерезок, как известно из литературных источни- у=6—20°, угол атаки ножа (3=0—10°, скорость
ков, на связанные с этой работой энергозатраты резания и== 1,7—4,3 м/с и толщина отрезаемого слоя
й=5—8 мм. Очень узкий диапазон изменения толщины и одновременно ее колебания по длине пласта превращают этот фактор в случайную помеху и позволяют пренебречь его влиянием в исследованиях.
Возможность изменения у, р и и в вышеуказанных диапазонах учтена при построении экспериментальной роторной установки. Установка состоит из рамы, корпуса с ножевым блоком, внутри которого вертикально размещен ротор с лопастями. Лопасти ротора выполнены с возможностью изменения угла заклинивания от 90 до 60°. Корпус шарнирно связан с рамой и соединен тягой с жестко-закрепленным на неподвижной плите тензодатчи-ком, который передает сигнал через тензометриче-ский усилитель УТ-4 на быстродействующий самопишущий прибор Н3381П. Привод установки состоит из электродвигателя постоянного тока, червячного редуктора и двух ременных передач.
В качестве продукта использовались клубни картофеля диаметром 60 мм.
Эмпирическая модель может быть удобно использована для нахождения оптимальных значений факторов, если она представлена в виде функции всех факторов. Такую функцию можно получить, используя многофакторный эксперимент. Для проведения эксперимента с ограниченным числом опытов в сравнении с полным многофакторным экспериментом, с одной стороны, и возможностью точного отражения нелинейностей в модели — с другой, предполагаем пользоваться многофакторным экспериментом, построенным методом греко-латинского квадрата ГЛК■ Используем рандомизированный план для четырех факторов, рассматриваемых на четырех уровнях.
В начале данной работы, как истинные, определены три фактора: у, р, V. Для того, чтобы сделать возможным использование метода ГЛК, в качестве четвертого фактора для многофакторного эксперимента на лабораторной роторной установке принят угол заклинивания сырья а, о котором известно, что он не влияет на удельную работу.
В эксперименте была исследована зависимость удельной работы резания для следующих значений факторов: у (6, 10, 15, 20), р (0, 4, 7, 10), V (1,7; 2,6; 3,2; 4,3), а (90, 80, 70, 60).
План эксперимента вместе с вычисленными по известной методике ГЛК значениями удельной работы А д приведены в таблице.
Таблица
Номер опыта V, м/с а У Р н/м
град.
1 1,7 60 6 0 176,17
2 2,6 60 10 7 210,87
3 3,42 60 15 10 287,5
4 4,29 60 20 4 240,25
5 1,7 70 20 10 326,5
6 2,6 70 15 4 240,53
7 3,42 70 10 0 199,7
.8 4,29 70 6 7 160,15
9 1,7 80 10 4 209,9
10 2,6 80 6 10 276,5
11 3,42 80 • 20 7 269,2
12 4,29 80 15 0 160,16
13 1,7 90 15 7 304,8
14 2,6 90 20 0 210,2
15 3,42 90 6 4 145,6
16 4,29 90 10 10 274,6
Графики и соответствующие им аппроксимацион
ные функции Ауд[, Аудг, Аудз, Ауг}< (рис. 2), определенные методом наименьших квадратов, описы-
вают зависимости удельной работы Ауд от усредненных статистически значений факторов.
Постоянная зависимость Ауд от а свидетельствует о правильности результатов (А д,как уже было сказано выше, не зависит от а).
Согласно требованиям метода ГЛК [2—4] предположено, что общую эмпирическую модель можно представить в мультипликативном виде:
Ауд ^ ^уд^уд^уд^уд*' П)
Правильность этого предположения подтверждена при построении теоретической модели.
После учета в зависимости (1) аппроксимацион-ных функций:
1 =§274,01 -16,59 и); 2 - а (А,д = 1,01 а!
+224,15); 3 — у{Ауд] = 285,41-10,78/т);
4-3 (Ауд< =-. 1/(0,0054-0,0035 |3—0,043 р2))
Рис. 1
(рис. 1) и проведения преобразований получена следующая эмпирическая модель: .
1,007 (16,52—V) (26,46 ■_'-)
д —_____________________________1_ (о»
(1,51 —р—12,01 р2.
Фактор а в этой модели не выступает, посколыЯ он не влияет на изменение Ауд.
Для нахождения на основе полученной модели оптимальных, в смысле А д — пип значений факторов, осуществлена оптимизация с использованием компьютера 1ВМ-РС. Эта модель в виде двух отдельных пространственных чертежей, учитывающих соответственно влияние скорости, угла заточки и угла атаки на удельную работу, представлена на рис. 2, где видно, что эмпирическая модель не имеет экстремумов. Минимальные энергозатраты для принятых диапазонов факторов находятся на верхней границе скорости резания и нижних границах угла заточки и угла атаки.
г
0,348
I 'г'мпкрн’
.ЮИЯПЯ Л.ЛЯ I
С-И..І «шратиз ОІ.ІІОГ.Г КІІ-/Г
Iі .-7 К ».■ I <Н\ -
VII., «.чир: ч,и
.ИІ^к' ії II 411 ■1(411 И' I I
в
П.їи ху<;нс;
В.ЭН1 4-1
ЛОК.І.- -.1 Ми -п
койої. и і а-л-:: ■. г с я »| і. мо?:.!; СВоЛо і II ч л пр
Т ч!Л 1:1 ;ч • и;-;о
□озтучл . УЛ
І ІЗГіїЧ'.. і: ц| КСПО.П>,:і.| ,;і ц = (,-<:ОЕОі :гі' •• •: Ч'ДС Л І: :| І І|і НИХ
ЇГС С: пі*- ч;.і
індп.:ьку:<- м ..Ііг.і і : іі. ц.і;^
мСилиі . /П(
и ГНіГіі ї ■ дукгп II .Чі н:4 іопч-.И|: >4 ^•ІЛІГІІГ І *г ■Ї'КІТ І .і |Н ІІН ТСМГСрЗІ *:|: І
ЗСЛ С і |-;і: п. МчТІГ' Ці' їм. -
М ■: ... *11:—»
ы Ауд от усред-кторов.
а. свидетельству, как уже было
ПК [2—4] пред-10 модель можно виде:
(и
шя подтвержде-одели.
алпроксимацион-
4,00, '3,50 3,00$'
і.оЬ60^
*.<г
а
ВЫВОДЫ
Рис. 2
ЛИТЕРАТУРА
1. Эмпирическая модель (2) может быть использована для вычислений удельной работы, а также сил сопротивления и мощности привода.
2. Предлагаемая методика построения модели на основе многофакторного эксперимента и метода ГЛК может быть широко использована в практике моделирования при изучении процессов, осуществляемых в машинах и аппаратах пищевой промышленности.
1. Даурский А. Н., Мачихин Ю. А. Резание пищевых материалов: Теория процесса, машины, интенсификация.— М.: Пищ. пром-сть, 1980.— 240 с.
2. М а р к о в а Е. В., Л и сен ко в А. Н. Планирование эксперимента в условиях неоднородностей.— М.: Наука, 1973,— С. 220.
3. Н а л и м о в В. В. Теория эксперимента.— М.: Наука, 1971,— С. 208.
4. Ш е н к X. Теория инженерного эксперимента.— М.: Мир, 1972,— С. 151.
Кафедра технологического оборудования
пищевых производств Поступила 25.10.88
641.4:631.243.5
ОСОБЕННОСТИ ХРАНЕНИЯ ПЛОДОВ В КРУПНОГАБАРИТНЫХ ШТАБЕЛЯХ С УКРЫТИЯМИ
[к получена сле-
г
(2)
дает, посколькш
гченной модели начений факто-использованием (де двух отдель-учитывающих ?гла заточки и редставлена на л одел ь не имеет траты для при-[гся на верхней границах угла
В. 3. ЖАДАН, Н. Н. ДИДЫК, С. В. КОШОЛАП, Г. И. ЛАЗАРЕВ
Одесский институт низкотемпературной техники и энергетики
При хранении плодов и овощей в модифицированной газовой среде МГС реализуется принцип локального кондиционирования воздуха: внутри упаковок из селективного пленочного материала создается микроклимат, обусловленный биофизическими свойствами продукта — теплотой дыхания и испарительной способностью, не зависящий от влажности воздуха в холодильной камере.
Наблюдавшаяся в опытах высокая эффективность использования МГС для хранения плодов и овощей объясняется сочетанием двух факторов: снижением удельной теплоты дыхания продукта при уменьшении содержания кислорода и частичной защитой его от внешних теплопритоков, проникающих в холодильную камеру. Последнее обусловлено некоторым повышением температуры продукта по срав-нЯпо с температурой воздуха в камере.
В любом случае применяемые при хранении продуктов в МГС воздухонепроницаемые оболочки из полимерных материалов способствуют стабилизации температурного режима внутри упаковок за счет гашения амплитуды неизбежного колебания температуры воздуха хранилища. На рис. 1 приведен график изменения температуры внутри герметичной упаковки емкостью 5 кг из полиэтилено-13 ?:.чаз 0345
(,°с
-і
А 4\Ч і// \\ 2 Х'-л \» V.
7 \ V] \/\/ уд V 7\^
10
го
зо
и
50 Т,сут
Рие. 1. Изменение температуры при хранении яблок в полиэтиленовом пакете: 1 — изменение температуры в холодильной камере; 2 — изменение температуры внутри упаковки
вой пленки толщиной 50 мкм в зависимости от температуры воздуха холодильной камеры, полученный авторами при хранении яблок в холодильной камере марки КХ-12М.
Перспективным для широкого внедрения методом хранения плодов и овощей в модифицированной газовой среде является применение большегрузных штабелей с укрытиями их газоселективным пленочным материалом. По сравнению с существую-
0,348 ^рад
* Инд. — 1,01 ОС —(— ,043 р2))
оС,ра&
1,57
0,00 0,15 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 Угол атаки, pt.fi
