Определение конструктивных параметров охлаждающего аппарата

Работы данного направления в нашей стране начались после выхода в свет книги [2]. Их проводили Керимов З.Г., Мамед-заде О.А.-А., Троценко Д.А., Сызранцев В.Н., Иванов Е.И., Розенберг А.Ю., Удовикин А.Ю., Маленков А. И., Голофаст С. Л. и др. Анализ и обобщение имеющихся результатов, дальнейшее развитие метода на основе анализа системы деталь-металлопокрытие и достижений теории усталости металлов, разработка метода синтеза новых металлопокрытий и способов их контроля выполнено в работе [1]. В частности показано, что чувствительность металлопокрытия определяется тем, насколько велики возникающие на поверхности детали деформации по отношению к деформациям, соответствующим пределу выносливости металла покрытия.

2. Новые возможности применения металлопокрытий. Следуя классификации, приведенной в работе [3], мы рассматриваем металлопокрытия как счетчики ресурса аналогового типа. Металлические покрытия являются чувствительными элементами, которые устанавливаются на объекте и подвергаются тем же воздействиям, что и исследуемый объект. Из-за возникающих в металлопокрытии необратимых повреждений его параметры изменяются. Измерив эти параметры, можно сделать некоторые выводы об истории нагружения, а на их основе (с учетом калибровочных зависимостей) - оценить степень повреждения соответствующего узла, агрегата или детали.

Существенной особенностью применения металлопокрытий является то, что контролируемая деталь должна испытывать переменные (циклические) деформации. Это несколько сужает область применения металлопокрытий при технической диагностике машинно-тракторного парка, тем не менее, она остается большой, поскольку в условиях переменных нагрузок и деформаций работает подавляющее большинство деталей машин и оборудования.

Контролировать состояние металлопокрытия можно по появлению скоплений дислокаций на его поверхности (для этого поверхность предварительно полируется, а осмотр производится с помощью микроскопа при увеличении около 100х) путем наблюдения за процессом образования макротрещин в зоне искусственно созданных концентраторов в металлопокрытии, токовихревым методом и др.

В частности, удобным для практики является применение перфорированной алюминиевой фольги, контроль за которой состоит в определении числа (доли) отверстий датчика с усталостными макротрещинами, что нетрудно выполнить с помощью увеличительного стекла [4].

Для расшифровки показаний металлопокрытий необходимо выполнить калибровочные испытания [2], в ходе которых устанавливается зависимость числа циклов нагружения до появления контролируемой реакции от амплитуды действующих напряжений. При проведении сравнительных испытаний можно использовать результаты контроля металлопокрытий, полученные на машинах, выбранных в качестве эталонных.

3. Основные пути распространения метода. Применение металлопокрытий для ресурсосбережения при использовании машинно-тракторного парка может идти по следующим направлениям.

1. Учет фактической продолжительности и интенсивности эксплуатации. Это позволит более рационально, более эффективно использовать средства, выделяемые на техническое обслуживание и ремонт, корректировать межремонтные сроки не только с учетом зональности, но и с учетом индивидуальной загруженности машин.

2. Проведение контроля качества ремонта и восста-

новления деталей и узлов по результатам их непродолжительной обкатки. Особенно это полезно на стадии отработки технологического процесса ремонта.

3. Текущее совершенствование конструкций на этапе эксплуатации и ремонта на основе информации о реальном уровне возникающих эксплуатационных напряжений.

4. Ввиду малозатратности данного метода контроля (годится даже алюминиевая фольга для домашней выпечки и хранения продуктов), он пригоден для применения на предприятиях малых форм хозяйствования, которые обычно не располагают достаточными средствами на приобретение диагностических и контрольно-измерительных приборов.

Заключение. Таким образом, применение металлических покрытий в качестве средств технической диагностики расширяет возможности ресурсосбережения при эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте машинно-тракторного парка и тем самым способствует повышению экологического уровня ведения производственной деятельности.

Список литературы

1. Тютрин С.Г. Техническая диагностика металлическими покрытиями:

Монография. - Курган: Изд-во Курганского гос. ун-та, 2007.- 143 с.

2. Окубо Хадзимэ. Определение напряжений гальваническим меднением/

Пер. с японск. - М.: Машиностроение, 1968. - 152 с.

3. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. - М.:

Машиностроение, 1984. - 312 с.

4. Тютрин С.Г., Тютрина Л.Н. Инновационные технологии в диагностике

и обслуживании оборудования пищевых производств: Учебное пособие.- Курган: Изд-во Курганского гос. ун-та, 2009.- 80 с.

УДК 631.365 А.В. Савельев

Курганский государственный университет

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ОХЛАЖДАЮЩЕГО АППАРАТА

Аннотация

В статье приведены результаты экспериментальных исследований конструкции устройства для охлаждения экструдированной сои.

Ключевые слова: экструдирование, соя, охладитель, скорость витания частиц.

A.V. Saveliev Kurgan State University

DETERMINATION OF COOLING DEVICE DESIGN PARAMETERS

Annotation

In article the experimental researches results of a device design for cooling extruded soya-bean are presented

Key words: extrusion, soya, cooling device, speed of particle rising.

Наиболее прогрессивным способом производства кормов из сои является её экструдирование. После выброса сои через сопло экструдера в атмосферу температура снижается в основном за счёт испарения свободной воды. Дальнейшее охлаждение производится в специ-

12

ВЕСТНИК КГУ, 2010. №1

альных теплообменниках - охладителях [1].

По конструкции аппараты для охлаждения кормовых продуктов разделяют на барабанные и шахтные [2]. Основное преимущество охладителей барабанного типа - охлаждение при интенсивном перемешивании. Но охладители барабанного типа обладают рядом недостатков: большими энергозатратами и площадями, занимаемыми оборудованием; трудоёмкостью очистки и обеззараживания рабочих поверхностей; наличием вращающихся частей большой массы.

Шахтная схема охладителя (рис.1) с вертикальным движением продукта сверху вниз и поперечной продувкой слоя воздухом лишена многих недостатков, присущих охладителям барабанного типа.

Движение продукта

б =

х и

я £ Л

ж

3 н а>

о.

к

я

к г

ю Й Л н

о

где V - объём воздуха, м3; т - время, с.

Скорость воздуха, проходящего через слой продукта, была определена по формуле:

б

V =

V

где б - расход воздуха, м3/с:

SЦ - площадь поперечного сечения цилиндра.

Рис. 1. Схема шахтного охладителя полножирной экструдированной сои

Однако определение конструктивных и технологических параметров конструкции требует специальных исследований. Для этого была разработана экспериментальная установка, имитирующая продувку слоя продукта воздухом (рис.2).

Испытательный лабораторный стенд представляет собой вертикальный прозрачный цилиндр 7, установленный на штативе 6, к которому подсоединяется дросселирующее устройство 5, расходомер охлаждающего воздуха 4 и вентилятор 2.

Испытываемый слой продукта 8, загружаемый в прозрачный цилиндр, может изменяться по высоте, а количество подаваемого воздуха регулируется дросселирующим устройством и контролируется расходомером.

Целью проведения исследований являлась оптимизация высоты слоя продуваемого продукта и скорости воздуха, проходящего через слой, которая должна быть меньше скорости витания (скорость воздуха, при которой мелкие фракции продукта поднимаются с поверхности слоя продукта).

Методика проведения эксперимента заключалась в заполнении цилиндра заданным по высоте слоем сои и продувке его воздухом. Проводились серии испытаний с нагнетанием и вытяжной продувкой слоя экструдирован-ной сои.

При испытаниях контролировалось время проведения опыта, объём проходящего воздуха определялся по показаниям счётчика расходомера, расход воздуха рассчитывался по формуле [3]:

Рис.2.Схема лабораторной установки: 1 - стол; 2 - вентилятор; 3 - трубопровод; 4 - расходомер воздуха; 5 - дросселирующее устройство; 6 - штатив; 7 - прозрачный цилиндр; 8 - слой продукта

Витание частиц продукта определялось визуально. Высота слоя продукта определялась по шкале, нанесённой на поверхность цилиндра.

При проведении экспериментов выяснилось, что скорость воздуха больше 0,5 м/с приводит к захвату воздухом мельчайших частиц продукта, и в этом случае потребуется дополнительно вводить операцию отделения продукта от воздуха.

Увеличение толщины слоя более 0,4 м требует резкого увеличения мощности вентилятора. При толщине слоя менее 0,2 м охладитель будет иметь большие габаритные размеры. Рациональная толщина слоя будет в пределах 0,2...0,4 м.

Список литературы

1. Бортников С. Эффективность использования полножирной экструди-

рованной сои // Комбикорма. - 2005. - №1. - С.51 - 52.

2. Механизация и технология производства продукции животноводства /

В.Г. Коба [и др.]. - М.: Колос, 1999. 528 с.

3. Чугаев Р.Р. Гидравлика: Учебник для вузов. - Л.: Энергоиздат,

Ленингр. отд-ние, 1982. - 672 с.

СЕРИЯ «ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ», ВЫПУСК 5

13