CC BY
25
З, і 997
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 2-3, 1997
69
ержа-
<ания
(6)
зе от-в па-:учен-
етров
іТИЛЯ-
ксуса ых с зла в
'КЦИИ
здуха
сусле
?ржа-
юсти
'ЧЄНИЯ
в Б.И. щевая
1Р- // - С.
ІТИМИ-
:шлен-
' ; [635.085.002.5:621.979].001.5
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ВЕКТОРНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ДЛЯ АНАЛИТИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПРЕССУЮЩЕГО МЕХАНИЗМА ГРАНУЛЯТОРА КОРМОВ
В.Ю. ПОЛИЩУК, и.г. чмых
Оренбургский государственный технический университет
При решении задачи выбора угловой скорости кольцевой матрицы прессующего механизма гранулятора кормов основными параметрами эффекта приняты производительность прессующего механизма Ои мощность сил полезного сопротивления N [1]. В качестве параметра, характеризующего процесс взаимодействия прессуемого материала с рабочими органами прессующего механизма, принято заполнение рабочей камеры прессующего механизма прессуемым материалом в виде относительной высоты свободного контакта с прессующими роликами слоя прессуемого материала X, которая связывает высоту свободного от воздействия рабочих органов слоя прессуемого материала /г0 с радиусом контактной цилиндрической поверхности прессующего ролика г2 и минимальной высотой слоя материала между рабочими органами /га:
X =
(О
(3)
где
напряжение сжатия материала в фильере, зависящее от положения слоя прессуемого материала геометрической формы канала фильеры;
у I — время нахождения слоя материала >• в фильере;
— время прессования одного слоя материала в фильере.
Условие качественной консолидации прессуемого материала в фильере можно представить как требование обеспечить импульс нормальных напряжений сжатия 6’, сообщаемый прессуемому материалу, не менее допустимого по крошимости готового продукта 55 и не более допустимого по твердости готового продукта 5,, т.е. удовлетворять выражению
.... 5Г > 5 >5К. .. ,. (4)
Важным параметром эффекта процесса гранулирования является коэффициент полезного дейст-
вия прессующего механизма быть представлен в виде [3]
ц =
Т], который может
(5)
Другим параметром эффекта, характеризующим взаимодействие прессуемого материала с рабочими органами прессующего механизма, принято среднее напряжение прессуемого материала в фильере [2].
Силы, возникающие при взаимодействии рабочих органов с прессуемым материалом Я [1], являются параметром, характеризующим основную нагрузку деталей рабочих органов, определяющую прочность и долговечность, и могут иметь двойную ограниченность в виде
л < (2)
где и Яы — допускаемые силы Я по условиям прочности и условиям деинтенсификации процесса для увеличения долговечности деталей рабочих органов.
В качестве параметра эффекта также принята ’’свертка” двух основных параметров — энергоемкость процесса гранулирования АТ/ Параметром эффекта, определяющим механическое качество продукта — гранул, брикетов, — принят импульс напряжений сжатия материала гранулы 5. Он определяет степень консолидации прессуемого материала в гранулу и может быть выражен в виде [21
и является ’’сверткой” двух параметров эффекта: среднего напряжения прессуемого материала агср и удельной энергоемкости процесса гранулирования N / с?.
Процесс оптимизации удобно производить графоаналитическим методом рабочих характеристик
[4].
Для исследования влияния угловой скорости кольцевой матрицы на процесс гранулирования рассмотрим прессующий механизм гранулятора Е8-ДГБ-01, в котором все конструктивные параметры при исследовании остаются неизменными и реологические свойства прессуемого материала постоянны. Менялись лишь два параметра: угловая скорость кольцевой матрицы ю и относительная высота свободного от давления прессующего ролика слоя прессуемого материала X.
Как следует из анализа аналитических выражений, силовая нагрузка на рабочие органы прессующего механизма, его КПД и энергоемкость процесса гранулирования не зависят от угловой скорости со, а определяются относительной высотой слоя прессуемого материала перед прессующим роликом.
В то же время производительность прессующего механизма и импульс сжимающих напряжений, действующий на гранулу в фильере, зависят от со.
Для изображения оптимальной поверхности параметров эффекта была использована система декартовых координат г]00.
Характеристика влияния на КПД прессующего механизма гранулятора угловой скорости кольцевой матрицы представлена на рисунке, где основными линиями изображено влияние угловой скорости со при ее постоянных значениях, указанных
70
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 2-3, 1997
в диаграмме в 1/с. Тонкими сплошными линиями изображены диаграммы изменения КПД при постоянных значениях сил давления Я, указанных на каждой диаграмме в кН. Пунктиром изображены диаграммы изменения КПД при постоянных значениях импульса сжимающих напряжений в гранулах за время прессования, указанных на каждой диаграмме в МПа-с.
Для обеспечения заданной крошимости импульс сжимающих напряжений 5К> 1,15 МПа'С. Для
того, чтобы не превысить заданную твердость гранул 5Т < 1,5 МПа-с, оптимальная поверхность допустимых значений угловой скорости со, в которой выполняются требования обеспечения заданного механического качества для исследуемого механизма, сокращается до узкой полосы, вмещающей полностью диаграмму изменения КПД исследуемого прессующего механизма при со = 20 1 /с и части диаграмм при угловых скоростях 22,3 и 25
1/с, причем а) - 22,3 1/с соответствует реальной угловой скорости пресса Е8-ДГБ-01. Следовательно, угловые скорости 10 и 30 1 / с не могут использоваться в данном прессующем механизме при гранулировании исследуемого материала, так как при этом не обеспечивается механическое качество продукта.
Поверхность оптимальных значений КПД существенно сокращается границей допустимых по прочности деталей рабочих органов нагрузок Rd < 100 кН. Если же по условиям деинтенсификации процесса гранулирования ограничить силовую нагрузку на рабочие органы величиной Ям < 80 кН, то область допустимых значений КПД еще более сужается, что, однако, не ведет к сокращению отрезка допустимых угловых скоростей, но снижает производительность прессующего механизма при одновременном увеличении КПД и уменьшении энергоемкости процесса гранулирования.
Таким образом, предлагаемый метод может быть использован для уточнения угловой скорости матрицы гранулятора или брикетировщика кормов на этапе его эскизного проектирования.
ЛИТЕРАТУРА
1. Полищук В.Ю. Основы теории взаимодействия прессующего механизма гранулятора с комбикормом / Технологическое оборудование предприятий по хранению и переработке зерна / Под ред. А.Я. Соколова. — М.: Колос, 1984,— С. 356-366.
2. Полищук В.Ю. Выбор угловой скорости кольцевой матрицы пресса-гранулятора // Механизация и электрификация сельского хозяйства. — 1986. — № 10. — С. 52-55.
3. Полищук В.Ю. Рациональное расходование энергии в прессующем механизме гранулятора // Тракторы и с.-х. машины. — 1991. — А1» 3. — С. 38-39.
4. Формирование технических объектов на основе системного анализа / В.В. Руднев, В.В. Володин, K.M. Лучаиский и др. — М.: Машиностроение, 1991. — 320 с.
Кафедра машин и аппаратов пищевых производств Поступила 15,06.95
665.1.067.73.003
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ ДЕЗОДОРАЦИОННЫХ УСТАНОВОК
М.Л. КОНОВАЛОВ, С.Г. ЕНЮТИНА
Красноярский коммерческий институт
Путем анализа расхода энергии на непрерывный и периодический процессы дезодорации получены математические модели энергопотребления дезодорационных установок [1]: непрерывный процесс
Ре lf"c
q-CJT-Ti)E+ тх;
- 0,0015 Р+ 11,35); периодический процесс
1
DA
(1 -
q = CJT - Г,) Е + -0,0019 Р+ 11,7),
133/
1(1 -(2)
где
(1)
д — удельный (на 1 кг жира) расход энергии в дезодорационной установке, Дж/кг;
С — теплоемкость жира, Дж/(кг-К);
7 — температура процесса, К;
Т1 — начальная температура жира, К;
Е = 1-е’; е'— коэффициент регенерации;
Р — остаточное давление в дезодораторе, Па;
В, С — коэффициенты, .¡характериризую-щие отгоняемый компонент;
Хя, Хк — начальная и конечная концентрация компонента в жире, кг/кг;
X" = ШИ/Хх);
Хв' — начальная молярная концентрация отгоняемого компонента в жире, кмоль/кмоль;
/ — коэффициент насыщения паровой фазы отгоняемым компонентом;
