Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Машины и средства механизации сельскохозяйственного производства

Диссертационная работа:

Колдин Михаил Сергеевич. Разработка и обоснование параметров устройства разгрузки бункерных установок для переработки отходов на фермах КРС : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.01 / Колдин Михаил Сергеевич; [Место защиты: Мичурин. гос. аграр. ун-т].- Мичуринск, 2009.- 187 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/2059

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 6

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ 11

1.1 Анализ современного состояния технологий и технических

средств по переработке отходов животноводства 11

  1. Анализ устройств разгрузки бункерных установок для переработки отходов животноводства в органические удобрения 22

  2. Анализ исследований процессов выгрузки трудносыпучих материалов из установок бункерного типа 30

  3. Состав и физико-механические свойства компостируемых смесей

и их компонентов 37

1.5 Проведение поисковых экспериментальных исследований 43
ВЫВОДЫ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ 50

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВЫГРУЗКИ
КОМПОСТИРУЕМОГО МАТЕРИАЛА 52

  1. Исследование процесса сводообразования при разгрузке бункерной установки со щелевым выгрузным отверстием 52

  2. Определение конструктивных параметров рабочих органов устройства разгрузки 60

  3. Кинематический анализ работы дисковых фрез при их взаимодействии с выгружаемым материалом 64

  4. Определение затрат мощности и производительности при

работе устройства разгрузки 69

ВЫВОДЫ 75

3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ 77

  1. Программа экспериментальных исследований 77

  2. Методика исследования физико-механических свойств 78 компостируемых материалов

3.3 Исследование процесса сводообразования при выгрузке
компостируемого материала из экспериментальной установки
бункерного типа 81

  1. Описание конструкции экспериментальной установки 81

  2. Определение основных характеристик свода, образующегося

при выгрузке 84

3.4 Методика исследования технологических свойств компостируемых
смесей, влияющих на процесс выгрузки 87

  1. Методика определения коэффициентов внешнего и внутреннего трения, начального сопротивления сдвигу 87

  2. Определение напряжений разрушения компостируемого материала

с заданными свойствами 90

  1. Экспериментальные исследования мощности, затрачиваемой устройством разгрузки 92

  2. Методика обработки экспериментальных данных 97

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

И ИХ АНАЛИЗ 102

  1. Результаты экспериментальных исследований процесса сводообразования при выгрузке компостируемых смесей 102

  2. Результаты исследований физико-механических свойств компостируемых материалов 105

  3. Результаты исследований технологических свойств компостируемых смесей 107

  4. Проверка модели, полученной по результатам регрессионного анализа экспериментальных данных 111

  5. Результаты экспериментальных исследований процесса выгрузки

и обоснование оптимальных параметров устройства разгрузки 116

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЙ 126

5.1 Опытно-производственная проверка установки для

компостирования с разработанным устройством разгрузки 126

5.2 Расчет экономической эффективности применения устройства

разгрузки 129

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 13 6

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 138

ПРИЛОЖЕНИЯ 153

Введение к работе:

Одна из важнейших задач современности - рациональное использование природных ресурсов, которую во многом можно решить за счет разумной утилизации отходов животноводства с последующим производством ликвидной продукции [1, 12, 23]. Непременным условием выполнения задачи является наличие высокоэффективных технологий. Однако, кроме технологий, необходимо достижение экономического и экологического соответствия, что особенно важно для нашей страны, оказавшейся в начале ХХТ столетия в крайне сложной экономической ситуации [3,4].

В настоящее время наиболее предпочтительными тенденциями к развитию обладают два вида технологий:

малозатратные традиционные технологии с достаточно низкой себестоимостью продукции переработки отходного сырья. При этом зачастую наблюдается нарушение экологических норм, как в процессе переработки, так и при использовании конечного продукта с себестоимостью 300...500 руб/т;

высокотехнологичные технологии с использованием дорогостоящего оборудования, результатом которых является производство качественной продукции в виде органических удобрений с себестоимостью от 1000 руб/т. Применяемое оборудование технологических линий характеризуется высокой материалоемкостью и энергопотреблением. Область применения таких технологий - специализированные производства. Однако наблюдается тенденция применения данных технологий и в прогрессивных хозяйствах с развитым животноводством и птицеводством. Поэтому задача получения качественных удобрений с низкой себестоимостью является актуальной и востребованной современными потребностями самих производств.

Основным звеном технологической цепочки производства являются установки ускоренного компостирования — стационарные ферментаторы, медленно вращающиеся установки барабанного типа, вертикальные установки

бункерного типа и др. Тенденции технического прогресса данных установок сводятся к механизированной загрузке, разгрузке, автоматизации устройств подачи воздуха при сохранении поточности и непрерывности процесса.

Основным недостатком существующих установок является система выгрузки высоко связных (трудно сыпучих) компостируемых материалов из установок бункерного типа. Применяемые устройства, выполненные в виде горизонтальных шнеков, не обеспечивают требуемой структуры готового продукта, что снижает его агротехнические и товарные качества, недостаточно обоснованные параметры установок уменьшают эффективность процесса компостирования, увеличивая при этом затраты на производство.

В связи с этим остро встает вопрос разработки рациональной системы и технических средств по переработке навоза, наиболее полно отражающих как экономические, так и экологические требования.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Повышение эффективности работы установки для компостирования бункерного типа путем совершенствования процесса ее разгрузки.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИИ. Технологический процесс выгрузки продукта переработки отходов животноводства из установки для компостирования бункерного типа.

ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИИ. Установление закономерностей взаимодействия рабочих органов устройства разгрузки с компостируемым материалом в процессе его выгрузки.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ. В процессе выполнения диссертационной работы были использованы следующие методики: логический метод научных исследований, методика системных исследований, теория планріро-вания многофакторных экспериментов, методы физического и математического моделирования, математического анализа, теории подобия и размерностей. На их основе были разработаны частные методики лабораторных экспериментальных исследований физико-механических и технологических свойств выгружаемых компостируемых материалов, влияющих на энергоем-

8 кость процесса разгрузки установки для компостирования бункерного типа с применением разработанного устройства выгрузки. . НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Научную новизну составляют:

обоснование процесса разгрузки установки для компостирования бункерного типа за счет использования рабочих органов, выполненных в виде набора дисковых фрез и расположенных на вращающихся валах внутри корпуса установки;

математическое описание процессов сводообразования с определением мест расположения рабочих органов устройства разгрузки;

закономерности изменения затрачиваемой мощности и производительности в процессе выгрузки компостируемых материалов в зависимости от параметров устройства разгрузки.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Практическую значимость имеют:

устройство разгрузки установки для компостирования органических отходов на фермах КРС, защищенное патентом РФ на полезную модель №71116;

методика расчета основных параметров устройства разгрузки в зависимости от физико-механических и технологических свойств выгружаемых материалов;

результаты исследований, которые обеспечивают высокую эффективность устройства разгрузки с точки зрения энергоемкости процесса выгрузки.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Разработанное устройство разгрузки установок для компостирования прошло опытно-производственную проверку при переработке навоза на ферме 600 голов КРС ФГУП учхоз-племзавод «Комсомолец» ФГОУ ВПО Мичуринский ГАУ (Приложение Д).

Результаты исследований процесса выгрузки компостируемых материалов из установок бункерного типа приняты к внедрению в НТЦ «Агроферм-машпроект» ГНУ ГОСНИТИ с целью совершенствования работы устройств

9 -разгрузки установок экспресс-компостирования при переработке органического сырья (Приложение Е).

Предложенная конструкция разработанного устройства разгрузки принята к внедрению в научно-производственной фирме ООО «Мичуринское плодородие», специализирующейся на производстве фасованных высокоэффективных органических удобрений «Гумус-Плодовые» (ТУ 9816-001-71254916-2006), награжденных «Золотой медалью» Всероссийской выставки «День садовода - 2008» (Приложение Ж).

Методические материалы по определению характеристик работы фрезерного выгрузного устройства компостируемых материалов используются в учебном процессе Тамбовского ГТУ и Мичуринского ГАУ (Приложение К).

АПРОБАЦИЯ. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены: на научно-практических конференциях ФГОУ ВПО Мичуринский ГАУ (2005...2007 гг.); на международной научно-практической конференции, посвященной 160-летию со дня рождения профессора П.А. Костычева и 55-летию инженерного факультета ФГОУ ВПО РГСХА (г. Рязань, 2005 г.); на международной научно-практической конференции «Новые технологии и техника для ресурсосбережения и повышения производительности труда в с/х производстве» ГНУ ВИИТиН (г. Тамбов, 2005 г); на международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию со дня рождения профессора В.Г. Кобы ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ (г. Саратов, 2006 г.); на международной научно-практической конференции «Современные проблемы технологий производства, хранения, переработки и экспертизы качества с/х продукции» ФГОУ ВПО Мичуринский ГАУ (г. Мичуринск, 2007 г.); на научно-практической конференции «Научно-технический прогресс в животноводстве — машинно-технологическая модернизация отрасли» ГНУ ВНИИМЖ (г. Подольск, 2007 г.).

ПУБЛИКАЦИИ. Материалы диссертации отражены в 21 печатной работе, в том числе 3 работы в изданиях рекомендованных ВАК РФ. Общий объем публикаций составляет 8,4 п.л., из которых 2,63 п.л. принадлежит лично

10 соискателю. Новизна разработанных технических средств подтверждена наличием 1 патента РФ на изобретение и 2 патентов РФ на полезную модель. НА ЗАЩИТУ выносятся следующие ПОЛОЖЕНИЯ:

конструктивно-технологическая схема устройства разгрузки установки для компостирования отходов ферм КРС;

теоретические положения по обоснованию конструктивно-режимных параметров устройства разгрузки с учетом влияния физико-механических и технологических свойств на процесс сводообразования и взаимодействия режущих элементов рабочих органов с выгружаемым материалом;

результаты экспериментальных исследований и испытаний в производственных условиях, позволяющие определить оптимальные конструктивно-режимные параметры устройства.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net