МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ ВНУТРИШНЕКОВОГО ДАВЛЕНИЯ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ С УЧЕТОМ ВЛИЯНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОТИВОВРАЩЕНИЯ. Статья Пеленко-Scopus-Мурм-05.03.2019. Математическая модель процесса формирования внутришнекового давления измельчителя с учетом влияния элементов противовращения
 Скачать 3.01 Mb.
|
|
Рисунок 1 - Фотография экспериментального стенда Экспериментальная установка оснащена электродвигателем (9) мощностью 1 кВт с преобразователем частоты LGSY 004ic5. Производительность серийной мясорубки 8ММ по мясу с применением решетки диаметром 82 мм и отверстиями 5 мм – 300 кг/час. Установка оснащена компьютером (5), на котором через измерительный блок (4) и (7) в процессе измельчения регистрируются показания датчиков давления (3). Сырье (1) из бункера (10) подается толкателем (8) в корпус волчка и винтовой канал шнека (11). На корпусе (11), по ходу продукта, закреплены датчики давления (3) и температуры. Включение привода и его реверс осуществляется переключателем (6). В экспериментальной установке применены датчики давления Р401, которые используются для измерения относительного давления в корпусе шнека. Диапазон измеряемых давлений до 2,5 Мпа с возможным превышением 1,5 Мпа. Датчик работает в комплекте с измерительным блоком и персональным компьютером. Работа осуществляется при температуре окружающей среды от +10ºС до +35ºС. Основная приведенная погрешность, не более 2%, диапазон температур исследуемого сырья от +1ºС до +30ºС. При проведении экспериментов используется как натуральное рыбное сырье, так и заменитель. При проведении экспериментов, требующих значительного количества сырья, с целью снижения затрат, могут быть использованы заменители, но так как реологические свойства заменителя полностью не могут соответствовать реальному сырью, то для получения достоверных данных, необходима в конечном счете проверка на натуральном продукте. Заключение Проблема повышения эффективности техники, особенно для арктического региона [9], вызвала необходимость проведения новых исследований [10-13] в этом направлении. К такому ряду работ относится и данное изыскание, учитывающее конструктивные особенности шнековых измельчительно-режущих машин и позволяющее оптимизировать их конструктивно-технологические параметры в направлении снижения энергоемкости. В результате теоретических исследований и проведенной серии натурных испытаний получены аналитическое уравнение (18) и графики зависимости давления рыбного продукта по длине винтовой линии шнека. По материалам экспериментальных измерений максимальное значение давления на выходе волчка составило Pmax = 1,91 МПа. На рисунке 2 приведены графики теоретической и экспериментальной кривых распределения давления в пищевом сырье по длине шнека.  Рисунок 2 - Теоретическая и экспериментальная зависимость давления от длины винтовой линии шнека Статистическая обработка результатов экспериментов показала, что с доверительной вероятностью 95 % (квантиль стандартного нормального распределения 1,645 на уровне 0,05) отклонение опытных данных от расчетных составляет около 12,6 %. Таким образом, разработанная математическая модель закона распределения давления пищевого сырья по длине шнекового канала измельчителя, в зависимости от параметров волчка, учитывающая влияние ребер противовращения, является адекватной. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Горбань М.В., Светлов В.В., Груздев И.Э. Исследование шнековыхнагнетателей формующих машин // Интенсификация процессов и оборудования пищевых производств: Сб. Статей / Ленинградский технологический ин-т холодильной пром-сти, Ленинград, 1975. 2. Берман Г.К., Ворожцов Л.А., Мачихин Ю.А. Течение вязкопластических масс в шнеке. - Известия ВУЗов. Пищевая технология.1970 - №3.- С. 160-161. 3. Арет В.А., Мачихин Ю.А. Формование конфетных масс выдавливанием. - М.: МТИПП. - 1969. - 35с. 4. Мачихин Ю.А., Берман Г.К., Клаповский Ю.В. Формование пищевых масс. - М.: Колос, 1992. - 272с. 5. Теоретическая гидромеханика: учебник ч.1 / Под ред. И.А.Кибеля. М.: Гос. Изд-во физико-математической лит-ры, 1963. 6. Эспиро Захи. Совершенствование рабочих органов машин для производства мясных полуфабрикатов: : автореф. дис. … канд. техн. наук: Эспиро Захи; КТИПП. - Киев, 1993. 7. Силин В. А. Исследование и расчет основных параметров шнековых машин для переработки пластических масс (торфа, керамических масс и пластмасс): автореф. дис. … д-ра техн. наук: Калининский политехнический институт. - Калинин-Киев, 1969. - 48 с. 8. Сидоряк А.Н., Бесидский А.В., Юрков С.Г., Якушев О.И. Разработка математической модели волчка // Мясная индустрия, 2003 г. №1 - с.37-40. Dobretsov, R., Porshnev, G., Uvakina, D.Performance improvement of Arctic tracked vehicles (2018) MATEC Web of Conferences, 245, статья № 17001 https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85058491877&doi=10.1051%2fmatecconf%2f201824517001&partnerID=40&md5=7e6924e2447f44a03fa0a951d2d89652 DOI: 10.1051/matecconf/201824517001 Ivanov, N., Ris, V., Tschur, N., Zasimova, M. Numerical simulation of conjugate heat transfer in a tube bank of a subsea cooler based on buoyancy effects(2016) Journal of Physics: Conference Series, 745 (3), статья № 032058, . https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-84995378061&doi=10.1088%2f1742-6596%2f745%2f3%2f032058&partnerID=40&md5=80f396c1ddd0387692b19be4391afafa DOI: 10.1088/1742-6596/745/3/032058 11. Kaikko, J., Mankonen, A., Vakkilainen, E., Sergeev, V. Core-annulus model development and simulation of a CFB boiler furnace(2017) Energy Procedia, 120, pp. 572-579. DOI: 10.1016/j.egypro.2017.07.172 12. Sirotkina, A., Fedorovich, E., Sergeev, V. Model of formation and roughness calculation of the porous layer on the heated surface during nanofluids boiling(2017) Psychology of Learning and Motivation - Advances in Research and Theory, 67, pp. 101-106. DOI: 10.1016/j.jppr.2017.01.007 13. Nagorny, A., Nagorny, V., Tisenko, V. Improved-accruacy innovative comensatory flowmeters of variable pressure differential applied in oil gas industry(2018) 2018 International Russian Automation Conference, RusAutoCon 2018, статья № 8501824, . https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85057034401&doi=10.1109%2fRUSAUTOCON.2018.8501824&partnerID=40&md5=7c2639388d1ab5116b2b39fad0615dde DOI: 10.1109/RUSAUTOCON.2018.8501824 |