Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Гранулирование сброженного птичьего помета на шнековом прессе со сборной матрицей Гребенник Дмитрий Владимирович

Гранулирование сброженного птичьего помета на шнековом прессе со сборной матрицей
<
Гранулирование сброженного птичьего помета на шнековом прессе со сборной матрицей Гранулирование сброженного птичьего помета на шнековом прессе со сборной матрицей Гранулирование сброженного птичьего помета на шнековом прессе со сборной матрицей Гранулирование сброженного птичьего помета на шнековом прессе со сборной матрицей Гранулирование сброженного птичьего помета на шнековом прессе со сборной матрицей Гранулирование сброженного птичьего помета на шнековом прессе со сборной матрицей Гранулирование сброженного птичьего помета на шнековом прессе со сборной матрицей Гранулирование сброженного птичьего помета на шнековом прессе со сборной матрицей Гранулирование сброженного птичьего помета на шнековом прессе со сборной матрицей Гранулирование сброженного птичьего помета на шнековом прессе со сборной матрицей Гранулирование сброженного птичьего помета на шнековом прессе со сборной матрицей Гранулирование сброженного птичьего помета на шнековом прессе со сборной матрицей
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Гребенник Дмитрий Владимирович. Гранулирование сброженного птичьего помета на шнековом прессе со сборной матрицей : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.01.- Ставрополь, 2001.- 200 с.: ил. РГБ ОД, 61 02-5/1801-9

Содержание к диссертации

Введение

1. Состяние вопроса и задачи исследования 7

1.1. Анализ способов переработки птичьего помета в органическое удобрение 7

1.2. Использование анаэробного сбраживания для утилизации отходов сельскохозяйственных животных и птицы 16

1.3. Обоснование применения процесса гранулирования для приготовления органического удобрения на основе сброженного птичьего помета 19

1.4. Основные физико-механические свойства гранул органических удобрений 23

1.5. Анализ исследований по гранулированию органических удобрений 24

1.6. Цель и задачи исследования 31

2. Теоретическое исследование процесса гранулирования сброженного птичьего помета на шнековом прессе со сборной матрицей 32

2.1. Основные факторы, влияющие на процесс гранулирования 32

2.2. Теоретические основы процесса получения гранулы в сборной матрице 45

2.3. Задачи экспериментальных исследований 50

Выводы по главе 51

3. Программа и методики экспериментальных исследований 52

3.1. Программа исследований 52

3.2. Условия и место проведения экспериментов 52

3.3. Методика определения физико-механических свойств исходного материала и гранулированного удобрения 53

3.3.1. Методика изучения адгезионных свойств, коэффициентов трения и бокового распора исходного материала 57

3.4. Методика изучения поведения материала при его всесто

роннем сжатии 69

3.5. Методика исследования процесса гранулирования 73

3.6. Методика обработки экспериментальных данных 82

4. Результаты экспериментальных исследований и их анализ 85

4.1. Результаты исследования коэффициента внешнего трения 85

4.2. Результаты исследования адгезионного давления 90

4.3. Результаты исследования коэффициента бокового распора материала 95

4.4. Результаты исследований периода и предела релаксации сброженного помета 100

4.5. Результаты исследования плотности, прочности и кроши-мости монолитов полученных во фторопластовом канале 109

4.6. Результаты исследования процесса гранулирования 116

4.6.1. Исследование времени пребывания материала в сборной матрице 116

4.6.2. Результаты оптимизации длины релаксационной части сборной матрицы 119

Выводы по главе 125

5. Технико-экономическое обоснование процесса гранулирования сброженного птичьего помета 127

5.1. Лабораторно-производственные испытания 127

5.2. Технико-экономический расчет процесса гранулирования сброженного птичьего помета 131

Общие выводы 136

Литература 138

Приложения 154

Введение к работе

В зависимости от почвенно-климатических условий местности расположения птицеводческого предприятия, предельная численность поголовья на 1 га сельскохозяйственных угодий для естественной утилизации влажного помета составляет 100...133 гол./га [80, 163]. Высокая концентрация птицы на ограниченных площадях не позволяет использовать помет в качестве удобрения в местах его получения без значительных материальных затрат на дополнительную переработку и транспортировку влажного помета [5, 137, 170]. Это приводит к накоплению больших неиспользуемых объемов помета на территориях птицеводческих хозяйств, оврагах, вблизи рек и населенных пунктов, создавая серьезную опасность для людей, животного и растительного мира [81, 85]. Таким образом, решение задачи эффективной переработки птичьего помета является одной из актуальных проблем птицеводства России в настоящее время.

Отечественный и мировой опыт доказывает [13, 20, 110, 152], что экономически эффективным и энергорентабельным способом переработки помета в высококачественное органическое удобрение, биогаз и белковый концентрат является анаэробное сбраживание. Использование прогрессивных технологий и новейшего оборудования для анаэробного сбраживания показало, что помет становиться ценным и дешевым сырьем для получения продукции дающей значительную прибыль. При этом одновременно решаются задачи охраны окружающей среды.

Анаэробное сбраживание, несмотря на многочисленные положительные стороны, оставляет нерешенным вопрос рационального использования твердой фракции сброженного птичьего помета. Сухой сброженный помет является ценным органическим удобрением с высоким содержанием питательных веществ и биологически активных стимуляторов роста растений [61, 67, 99]. Однако внесение сброженного помета в рассыпном виде без предварительной подготовки не позволяет полностью использовать его удобрительный потенциал, ведет к необоснованно высоким нормам внесения, невозможности его использования в интенсивных агротехноло-гиях, потерям питательных веществ и значительным затратам [23, 86, 116, 117].

Анализ методов и средств подготовки к внесению рассыпных органических удобрений [28, 54, 98, 127, 128], показывает, что наиболее рациональным способом для этой цели является гранулирование. Однако высокая стоимость и энергоемкость применяемого способа сухого прессования и достаточно низкие физико-механические свойства получаемых гранул, а также существенные отличия физико-механических свойств сброженного птичьего помета от органических удобрений, на которых ранее проводились исследования процесса гранулирования, не позволяет воспользоваться известными данными.

В связи с этим в качестве объекта исследования выбран технологический процесс гранулирования сброженного птичьего помета способом влажного прессования на шнековом прессе со сборной матрицей. Целью настоящей работы является обоснование параметров и конструкции сборной матрицы, режимов гранулирования сброженного птичьего помета способом влажного прессования, обеспечивающие требуемые физико-механические свойства гранул при минимизации затрат.

Теоретический анализ явлений происходящих в канале сборной матрицы позволил обосновать допущения и методы проведения исследований на различных этапах.

На первом этапе, основываясь на физико-механических основах формирования гранулы, обоснована конструкция сборной матрицы состоящей из двух частей: прессующей, изготовленной из стали, и релаксационной, изготовленной из фторопласта. Получены зависимости для определения основных физико-механических свойств сброженного птичьего помета. Результатами экспериментальных исследований проверенна и подтверждена достоверность аналитических уравнений.

Учитывая наличие в сборной матрице прессующей и релаксационной частей, на втором этапе исследования было проведена оптимизация параметров сборной матрицы. Получены зависимости для определения основных физико-механических свойств получаемых гранул.

Третий этап решал задачу исследования технологического процесса гранулирования сброженного птичьего помета на шнековом прессе со сборной матрицей. В результате установлены режимы работы шнекового гранулятора, обеспечивающие получение гранул с требуемыми физико-механическими свойствами

Полученные результаты на четвертом этапе были проверены в производственных условиях. Реализацией исследований является внедрение участка гранулирования органических удобрений в технологическую линию по безотходной переработке птичьего помета на птицефабрике "Шпа-ковская" Ставропольского края.

На защиту выносятся следующие основные положения.

1. Параметры и конструкция сборной матрицы шнекового пресса.

2. Результаты исследования физико-механических свойств сбреженного птичьего помета.

3. Математические модели процесса прессования сбреженного птичьего помета в сборной матрице, состоящей из двух частей - прессую щей и релаксационной.

4. Режимы гранулирования сброженного птичьего помета на шнековой прессе со сборной матрицей. 

Анализ способов переработки птичьего помета в органическое удобрение

В процессе эксплуатации современных промышленных птицеводческих комплексов возникла необходимость решения двух взаимосвязанных проблем: эффективной, экономически оправданной утилизации больших объемов жидкого помета и охраны окружающей среды.

Из общего количества получаемого на птицефабриках помета, около 80 % составляет бесподстилочный влажностью 75...90 % и выше [5, 163]. В нашей стране ежегодный выход жидкого помета достигает 15 млн. т., в США - 50 млн. т., в странах ЕЭС - 35 млн. т., в КНР - 24 млн. т., в Индии - 13 млн. т., причем эти показатели стабильно возрастают на 3...7 % в год [ПО, 163, 170]. В среднем от одной птицефабрики мощностью 500 тысяч кур-несушек или 2,5 млн. бройлеров ежесуточно поступает 250...275 тонн жидкого птичьего помета [107, 163].

Сырой птичий помет представляет собой полидисперсную массу, состоящую из воды, твердых включений и газов. В пересчете на абсолютно сухое вещество (АСВ) в свежем помете содержится 30,2...35,6 % сырого протеина, 12,3...14,3 % сырой клетчатки, 30,0...37,6 % без азотистых экстрактивных веществ (БЭВ), 3,4..5,0 % жира и 11,5...16,6 % золы [107].

Наиболее эффективным способом утилизации помета является его использование в качестве удобрения [80, 107]. Внесение органических удобрений обеспечивает: повышение плодородия почвы; поддержание благоприятного баланса гумуса и энергетического потенциала почвы; доведение запасов доступных элементов питания до оптимального уровня и увеличение мощности корнеобитаемого слоя; создание благоприятной реакции почвенного раствора и устранение излишней кислотности; увеличение содержания подвижных форм азота, фосфора, калия и микроэлементов; поддержание и развитие почвенной микрофлоры [3, 80, 108, 119].

Наличие в сыром птичьем помете высокой концентрации питательных веществ (табл. 1), причем большей частью (до 70%) в форме органических соединений, делает его наиболее ценным удобрением по сравнению с навозом других сельскохозяйственных животных [107, 108]. Птичий помет является быстродействующим удобрением и по своему влияния на урожай сельскохозяйственных культур близок к действию минеральных удобрений [80, 107]. Однако при непосредственном внесении в почву сырого помета с птицеводческих комплексов возникает ряд проблем: - использование удобрительного потенциала сырого помета растениями недостаточное из-за того, что питательные вещества в нем содержатся в труднодоступных формах химических соединений. Основная часть азота (60...70 %) в помете представлена мочевой кислотой, т. е. наименее доступной для растений формой азотистого соединения. Усвоение фосфора из солей ортофосфорной кислоты помета также затруднено из-за их малой степени растворимости в первый год внесения удобрения, не превышающей 30 % [80]. В тоже время мочевая кислота под действием фермента уреазы выделяемого естественно присутствующими в помете уробактериями, расщепляется до аммиака (NH3) и углекислоты (СОг), что приводит к потерям азота в виде NH3 [107]. В зависимости от сроков внесения потери азота составляют 30...60 %, что существенно снижает ценность помета как удобрения [139]; - в 1 тонне свежего помета содержится до 10 тыс. семян сорняков, которые, пройдя через желудочно-кишечный тракт птицы, не теряют способности к прорастанию. Семена сорняков, внесенные с сырым пометом, сохраняют всхожесть в течение 10 и более лет. Использование такого помета приводит к обильному посеву и всходам семян сорняков в течение нескольких лет [20]. При внесении сырого птичьего помета засоренность полей в первый год увеличивается на 35...68 %, на второй год на 52...75 % [80]. При такой засоренности полей сорняки потребляют на 1 га до 140 кг азота, 120 кг калия и 30 кг фосфора, в результате потери урожайности от засоренности могут достигать: зерновых культур - 0,06...0,56 т/га, картофеля 0,2...10,0 т/га, свеклы -0,24...12,3 т/га [80, 139]. Кроме прямых потерь значительно ухудшаются посевные, товарные и пищевые качества продукции растениеводства; - птичий помет является бактериологическим инфекционным материалом и обладает выраженной санитарной эпидемической опасностью. В 1 тонне свежего помета содержится 104...3630 экземпляров яиц различных гельминтов при их 90...95 процентной жизнеспособности [35, 85]. По данным Шаробаро И.Д. в 90 % исследованных пробах присутствовала кишечная палочка; патогенные бактерии кишечной группы обнаружены в 16,7 % пробах; в 21,5 % пробах встречались шигеллы, сальмонеллы, возбудители туберкулеза и различные вирусы. Внесение сырого помета ведет к заражению земельных площадей и водоемов, что увеличивает ве оятность вспышек инфекционных заболеваний животных и людей [63,137,150]:

- высокая влажность помета и как следствие низкая концентрация питательных веществ в нем обуславливает необходимость транспортировки больших объемов жидкого помета на дальние расстояния при его использовании в качестве органического удобрения. Затраты, идущие на транспортировку жидкого помета, составляют 45... 55 % в грузообороте предприятия [5, 163].

Для сохранения питательных веществ, подавления всхожести семян сорных растений, обеззараживания, обезвоживания и утилизации птичьего помета в качестве удобрения известно много различных способов (рис. 1.1) [87].

Из физических способов обработки помета наиболее распространенными являются обезвоживание помета тепловыми (искусственная сушка) и механическими (отстаивание, центрифугирование) способами. Среди термических методов обезвоживания помета наибольшее применение получил способ искусственной сушки в барабанных и распылительных устройствах. Термическая сушка позволяет получать помет влажностью 10... 15 %, полностью лишенный неприятного запаха, уничтожать возбудителей болезней и подавлять всхожесть семян сорных растений [86].

Основные факторы, влияющие на процесс гранулирования

Анализ физической сущности уравнения (2.2) свидетельствует о том, что Максвелл, рассматривая релаксацию напряжений в теле после деформации, утверждал, что в течение определенного времени напряжения ре-лаксируют до нуля.

Экспоненциальный закон релаксации напряжений, предложенный Максвеллом, экспериментально подтверждается лишь по отношению к некоторым твердым, аморфным и жидким телам [33, 92, 145]. Так СМ. Леви [78] было установлено, что значение модуля упругости и периода релаксации клейковины пшеничной муки, определяемых опытным путем, совпадают с данными, полученными при использовании уравнения Максвелла.

Исследуя явления пластичности упругих жидкостей, в частности, релаксацию напряжений во времени в колоидно-структурированном водном растворе желатина, русский ученый Ф. Н. Шведов заметил, что напряжение релаксирует не полностью, а до определенного предела, после которого процесс релаксации не происходит [92]. На основе полученных данных им была дана следующая функциональная зависимость где S - напряжения в момент времени t, Па; 50,5к - соответственно начальное и конечное напряжение, Па; Т - период релаксации, с. В отличие от Максвелла, принимавшего, что напряжения в теле ре-лаксируют до нуля, Шведов показал, что в пластических материалах напряжения релаксирует не до нуля, а только до определенного предела 5к, являющимся пределом упругости или пределом текучести, ниже которого релаксация напряжений не протекает. Так, Воларович М.П. [33] изучая релаксацию напряжений в пшеничном хлебопекарном тесте, также показал, что напряжения после деформации во времени падают не до нуля, а до определенной величины. В дальнейшем Мачихин Ю.А. [90] использовал уравнение (2.3) для описания процесса релаксации напряжений в макаронном тесте. Особовым В.И. [109] при исследовании последействия уплотненных волокнистых растительных материалов была использована математическая модель процесса в виде где Р( - осевое давление (напряжение) в монолите, выдержанном в канале промежуток времени t, Па; Р„ - начальное осевое давление при t=0, Па; T - время, в течение которого осевое давление уменьшается в е раз (период релаксации), с; А - остаточное осевое давление (предел релаксации), которое не ре-лаксирует, Па. Этим же уравнением пользовались Вашкявичюс А.Ю. [24, 25] при описании последействия при прессовании травяной резки и Варшавский В.М. [22] для исследования процесса релаксации при влажном гранулировании кормосмесей для рыб. Сброженный птичий помет по данным [66, 67, 68, 128] относиться к дисперсным вязкопластическим материалам, в отношении которых уравнение Максвела, описывающие процесс релаксации, не подтверждается. В общем случае структура получаемого монолита и, как следствие, его качественные характеристики, как показывают работы [22, 24, 28, 54, 62,70,90, 103, 118, 130, 131], зависят от распространения деформации при прессовании, гранулометрического состава материала и характера протекания процесса релаксации внутренних напряжений. Характер течения уплотняемого материала по каналам прессующего органа определяется как силами внутреннего трения, так и силами сцепления с поверхностью контакта, то есть адгезионными свойствами материала [36, 58]. Необходимо отметить, что сброженный птичий помет содержит большое количество белков, увеличивающих его адгезионные свойства [128]. Лукьянов В.В. [82], изучая пластические явления при прессовании макаронных изделий отмечал, что при их формировании в каналах металлической прессовой матрицы силы внутреннего сцепления частиц теста меньше сил сцепления (адгезии) теста с поверхностью формующих каналов, что является основной причиной изменения структуры плотности периферийного слоя изделия. Варшавский В.М. [22] при исследовании процесса гранулирования кормосмесей для рыб, также отмечал зависимость изменения плотности и качества периферийного слоя гранулы от адгезионных свойств материала. Парфенов В.Н. [111], изучая изменения плотности гранул, указывал, что плотность гранулы по поперечному сечению возрастает от центра к периферии, а затем у поверхности монолита снижается за счет действия, как сил трения, так и сил адгезии. Дерягиным Б.В. [57], была предложена следующая двухчленная формула, выражающая зависимость силы полного внешнего трения от нормальной нагрузки .По данным [58, 91, 92], на формирование адгезионной связи большое влияние оказывают реологические свойства адгезива, чистота поверхности подложки и ее топография, продолжительность контакта, давление при контакте, температура адгезива, скорость отрыва и технологическая подготовка материла.

Так Калугина В.П. [70] с целью уменьшения сопротивления при прессовании макаронного теста в матрице предложила использовать фторопласт - 4. Из всех известных пластических масс он обладает наименьшей адгезией и коэффициентом трения к различным материалам, наиболее химически стоек по отношению к крепким кислотам и щелочам, не смачивается водой и не набухает в ней. Однако установлено, что изделия, изготовленные из фторопласта - 4 и работающие при температуре 80... 90 С, не следует нагружать выше 3,0 МПа, так как при больших нагрузках становятся заметными остаточные деформации. Ввиду низкой механической прочности в матрице при изготовлении макарон, фторопласт - 4 применяется в виде вставок, закрепленных в металлическом корпусе [70].

Методика определения физико-механических свойств исходного материала и гранулированного удобрения

Данное исследование проводилось с целью изучения зависимости величины адгезионного давления Ра сброженного птичьего помета от совместного влияния осевого давления Р и влажности материала W, применительно к таким конструкционным материалам как сталь и фторопласт.

Исследование адгезионного давления материала велось в интервалах осевого давления Р 2,0... 10,0 МПа и влажности W 22...34 %. Результаты исследования и статистическая обработка экспериментальных данных представлены в приложениях 1, 2, 5, 6. Полученные, регрессионные уравнения имеют следующий вид где Рае - адгезионное давление материала по стали, кПа; Раф - адгезионное давление материала по фторопласту, кПа. На основе полученных уравнений построены графики (рис. 4.4-4.6), Возрастание осевого давления Р и влажности материла W, приводит к повышению адгезионного давления по стали и фторопласту (рис. 4.4), характер изменения адгезионного давления интенсивнее по стали. Адгезионное давление Ра с увеличением осевого давления Р с 2,0 МПа до 10,0 МПа и влажности W с 22 до 34 % изменяется следующим образом: по стали Рас от 6,59 кПа до 45,59 кПа; по фторопласту от 1,08 кПа до 6,33 кПа. В данных исследованиях время взаимодействия конструкционного материала и сброженного птичьего помета равнялось 5 секундам. Выбор принятой величины продолжительности контакта обоснован тем, что в основном процесс релаксации напряжений внутри спрессованного монолита осуществляется в течение указанного времени. Повышение адгезионного давления при увеличении осевого давления и влажности материала объясняется следующим образом. В настоящее время сущность адгезионных явлений наиболее часто объясняют на основе адсорбционной, диффузионной и химической теорий.

По адсорбционной теории адгезия материалов происходит в результате межмолекулярного взаимного притяжения молекул. В следствии макробро-уновского движения при контакте двух тел возникает адгезионная связь. Повышение влажности, давления и как следствие температуры материалов способствует установлению более прочной связи.

Диффузионная теория основана на том, что при контакте двух тел происходит взаимная диффузия длинноцепных молекул с образованием связей. Адгезия возникает вследствие диффузии макромолекул материала в поры и трещины, а также в аморфный слой рыхлой гидроокиси, всегда образующейся на поверхности метала. Поэтому, чем больше контактное напряжение и влажность материала, тем больше адгезионная связь.

Химическая теория объясняет адгезию, тем, что в результате химического взаимодействия двух материалов на поверхности метала, образуется молекулярный слой другого вещества, продукта реакции взаимодействия двух тел. Прослойка этого материала связана с одним и другим телом и является связующим звеном между ними. Таким образом, адгезия зависит от химической активности контактирующих тел. Естественно с увеличением влажности материала и давления, химическая активность материалов возрастает. Сказанное выше объясняет также тот факт, что адгезионное давление Рас материала по стали в 6.7 раз выше адгезионного давления Раф по фторопласту.

Таким образом, приведенные данные результатов экспериментальных исследований коэффициента трения f и адгезионного давления Ра сброженного птичьего помета дают возможность сделать вывод, что полная сила внешнего трения согласно Дерягина Б.В. [57], возникающая при относительном смещении соприкасающихся поверхностей двух тел имеет минимальную величину применительно к фторопласту. Следовательно, для максимального снижения энергоемкости процесса гранулирования и получения более прочных гранул с качественной поверхностью, необходимо свести до минимума время пребывания материала в прессующем канале, изготовленном из стали.

Исследование совместного влияния осевого давления Р и влажности материала W, на коэффициент бокового распора д, проводилось нами при сжатии сброженного птичьего помета в стальном и фторопластовом каналах.

Изучение коэффициента бокового распора осуществлялось в интервалах осевого давления 2,0... 10,0 МПа и влажности материала 22...34 %, Результаты исследования и статистическая обработка экспериментальных данных представлены в приложениях 1, 2, 7, 8. На их основе построены графики (рис. 4.7-4.9).

Результаты исследования коэффициента внешнего трения

Характер изменения величины периода релаксации имеет следующий вид: при сжатии материала в стальном канале Тс увеличивается от 0,98 с. (Р = 2,0 МПа, W= 22 %) до 6,01 с. (Р = 10,0 МПа, W= 34 %); при сжатии материала во фторопластовом канале Тф возрастает от 1,41 с. до 9,91 с. соответственно. Значение периода релаксации материла Тф во фторопластовом канале больше значения периода релаксации Тс в стальном канале при начальных условиях Р = 2,0 МПа, W= 22 % в 1,43 раза и в 1,65 раза - при конечных условиях Р - 10,0 МПа, W= 34 %.

Предел релаксации материала Рк с увеличением осевого давления Р с 2,0 МПа до 10,0 МПа и влажности W от 22 до 34 % изменяется следующим образом: по стали Ркс от 0,393366 МПа до 2,359631 МПа; по фторопласту Ркф от 0,629714 МПа до 3,339091 МПа. В тоже время величина предела релаксации материала по фторопласту РКф больше величины предела релаксации материала по стали Рке в 1,6 раза при начальных значениях давления сжатия и влажности ив 1,41 раза при конечных значениях давления сжатия и влажности.

Увеличение значений как периода релаксации, так и предела релаксации материала в стальном и во фторопластовом каналах при возрастании осевого давления Р и влажности материала W связано с тем, что период и предел релаксации материала характеризуют "качество" сжатия монолита в целом. Совокупность причин описанных выше, вызывающих изменение значащих факторов (коэффициентов трения и бокового распора материала, адгезионного давления материала) объясняют как общее возрастание величин периода и предела релаксации материала, так и превышение значений периода и предела релаксации материала во фторопластовом канале над значениями периода и предела релаксации материала в стальном канале.

На основании полученных экспериментальных данных: коэффициентов трения и бокового распора, адгезионного давления, периода и предела релаксации материала, была проверена достоверность полученных теорети-ческих моделей описывающих зависимость изменения осевого давления по длине стального и фторопластового каналах.

Задаваясь экспериментальными значениями fe и f$, гс и Гф, Рас и Раф, Тс и Ркс и РКф5 подставляли их в уравнения (2.18) и (2.19) и определяли теоре тическое значение осевого давления Рост в стальном и фторопластовом каналах при их длине L 0...140 мм с шагом 35 мм и интервале времени t от 0 с. до 20 с. с шагом 4 секунды. Полученные результаты представлены в приложениях 13-14.

Сравнение множеств значений осевого давления Рост полученных расчетным путем на основании теоретических зависимостей (2.18) и (2.19) и экспериментальных значений этого давления Р0Сэкс показало для стального канала: коэффициент корреляции - 0,99996, t - тест - 0,963363, F - тест (распределение вероятности (степень отклонения) дисперсий для двух множеств данных) - 0,988204; для фторопластового канала: t - тест - 0,998443, коэффициент корреляции - 0,999508, F - тест - 0,999590.

Значения коэффициентов множественной корреляции и F - теста весьма близки к 1, что свидетельствует о высокой достоверности результатов и позволяет сделать вывод о высокой точности теоретических зависимостей (2.18) и (2.19) описывающих изменение осевого давления в стальном и фторопластовом каналах при длине канала 0... 140 мм и времени пребывания материала в нем 0...20с.Результаты исследования всестороннего поведения материала в сталь ном и фторопластовом каналах проведенных при изучении коэффициентов трения и бокового распора, адгезионного давления, периода и предела релаксации материала, показали необходимость изготовления релаксационной части матрицы из фторопласта и использования стали в качестве разгрузочной части матрицы предотвращающей возможные деформационные явления фторопласта. С целью снижения энергозатрат и получения гранул с необходимыми физико-механическими свойствами длина стальной части матрицы должна быть минимальной и рассчитываться исходя только из прочностных характеристик.

Для определения пределов возможных значений осевого давления прессования Р и влажности материала W при дальнейшей оптимизации процесса гранулирования на шнековом грануляторе со сборным прессующим органом были проведены исследования плотности, прочности и крошимости монолитов, получаемых во фторопластовом канале.

Данные исследования велись также в интервалах осевого давления 2,0... 10,0 МПа и влажности материала 22... 34 %. Результаты исследования и статистическая обработка экспериментальных данных представлены в приложениях 15-18.

Похожие диссертации на Гранулирование сброженного птичьего помета на шнековом прессе со сборной матрицей