МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ УКРАЇНИ

ТАВРІЙСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРОТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кафедра «Механізація тваринництва»

Експериментальне дослідження процесу подрібнення зерна Методичні вказівки до лабораторної роботи №3

з дисципліни «Механізація технологічних процесів»

2010

Розробив Н.І.Болтянська – доцент, к.т.н.

С.В.Дереза - асистент

Рецензенти; доцент, к.т.н. Скляр О.Г. кафедра МТ

Розглянуто на засіданні кафедри механізації тваринництва

Протокол № від 28 січня 2010 р.

Схвалено і рекомендовано до впровадження в навчальний процес методичною комісією механіко-технологічного факультету, протокол № 3 від 16 лютого 2010р.

Експериментальне дослідження процесу подрібнення зерна Методичні вказівки до лабораторної роботи № 3

Мета роботи

Закріпити знання теорії подрібнення кормів і засвоїти методику проведення експериментальних досліджень енергетичної оцінки процесу подрібнення і гранулометричного складу продукту подрібнення.

1 ВКАЗІВКИ З ПІДГОТОВКИ ДО РОБОТИ

1.1 Завдання для самостійної підготовки до роботи

Вивчити:

- основи теорії енергетичної оцінки процесу подрібнення зерна;

[1, с. 63...66; 2, с. 78...80];

- основи ситового аналізу [2, с. 83...86].

1.2 Питання для самопідготовки

1. Класифікація кормів

2. Способи подрібнення концентрованих кормів.

3. Основи теорії енергетичної оцінки процесу подрібнення зерна.

1.3 Рекомендована література

1 Механізація виробництва продукції тваринництва/ І.І. Ревенко, Г.М. Кукта, В.М. Манько та ін.; За ред. І.І. Ревенка.– К. : Урожай. 1994.– 264 с.

2 Мельников С.В. Механизация и автоматизация животноводчес-ких ферм. – Л.: Колос. Ленингр. отд-ние. 1978.–560 с.

2 вказівки до виконання роботи

2.1 Програма роботи

Виконуючи роботу, студенту необхідно вивчити:

- теорію енергетичної оцінки процесу подрібнення зерна.

Ознайомитись:

- з методикою проведення експерименту.

Скласти звіт і захистити роботу.

2.2 Теоретичні відомості

2.2.1 Основи теорії енергетичної оцінки процесу подрібнення зерна

В технології приготування кормів найбільш розповсюдженим є процес подрібнення. В інженерному відношенні подрібнення кормів є найбільш енергомісткою операцією. Подрібнення - це процес руйнування перероблюваного матеріалу з метою зменшення крупності його часток (кусків) до розмірів, необхідних для ефективного використання продуктів, що при цьому одержують, шляхом прикладення зовнішніх або внутрішніх сил, що переважають сили внутрішнього зчеплення. В результаті подрібнення зростає число часток, при цьому сумарна поверхня тіла різко зростає. З другого боку із зростанням кількості часток зростає об’єм тіла, що деформується зовнішніми силами. В зв’язку з цим, склалися три теорії, що дозволяють визначити витрати енергії на процес подрібнення матеріалів.

Поверхнева теорія (сформульована в 1867 році німецьким вченим П. Ріттингером) проголошує, що робота, яка витрачається на подрібнення, пропорційна прирощеній поверхні, тобто

A_s =  ( S), (1)

Об’ємна теорія розроблена в 1874 році російським вченим В. Л. Кірпичевим, а в 1875 році підтверджена Ф. Кіком. Суть її в тому, що робота, яка витрачається на подрібнення, пропорційна об’єму деформованої частини тіла

A_v = k ( V), (2)

Об’єднана теорія сформульована академіком П.П. Ребіндером в 1928 році

A₀ =  ( S) + k ( V), (3)

Робоче рівняння для визначення витрат енергії по цій теорії запропоновано проф. С.В.Мельніковим

A_{0 =} С₁ l_g ³ + С₂ ( -1) , (4)

де С₁ , С₂ – коефіцієнти, що визначаються за результатами досліду;

 – ступінь подрібнення, яка визначається :

, (5)

де D_e – еквівалентний діаметр;

M – модуль помелу.

Еквівалентний діаметр - це діаметр такої кулі, об’єм якої дорівнює об’єму зерна;

Оцінку якості продуктів подрібнення сипких кормів (наприклад фуражного зерна) здійснюють на основі просіювання їх наважки (100 г) на лабораторному решітному класифікаторі

Модуль помелу – це середньозважений розмір часток, який задається зоотехнічними вимогами і визначається шляхом обробки результатів ситового аналізу подрібненого корму:

_, (6)

де К₀ – половина діаметра отвору нижнього решета класифікатора, мм;

К_1, К₂...К_n – середній діаметр отворів двох суміжних решіт, мм.

, (7)

де d₁ – діаметр отвору решета, що знаходиться над решетом, з якого береться навіска, мм;

d₂ – діаметр отвору решета, з якого береться навіска, мм;

де Р₀ – маса залишку на дні коробки, г;

Р₁; Р₂; Р_n – маса навіски на решеті з отворами діаметрами d_1, d₂ …d_n,кг.

Для заданого варіанту набору решіт модуль помелу (М) визначається за рівнянням:

, (8)

де Р₀ – маса залишку на дні коробки, г;

Р₁; Р_1,5; Р_2,5 – маса фракцій на решетах з отворами, відповідно, 1; 1,5 2,5, 4 мм;

0,5; 1,25; 2,0; 3,25 – середній діаметр отворів двох суміжних решіт, мм. Визначаються як середня величина розміру отворів над і під відповідною фракцією;

P – загальна маса наважки, г.

2.2.2 Методика проведення експерименту.

Взяти з загальної маси навіску зерна 50 г. З тієї навіски виділити 100 зерен. Наповнити мірний циліндр до половини гасом і зафіксувати рівень гасу. Занурити в гас 100 відібраних раніше зерен і зафіксувати рівень рідини з зернами. Знайти об’єм витісненої рідини.

V = V_к –V_н, (9)

де V_к – кінцевий об’єм гасу з зерном, мл:

V_к – початковий об’єм гасу, мл.

Знайти об’єм одного зерна

, (10)

Знайти еквівалентний діаметр зерна

, (11)

де V₃ – об’єм одного зерна в мм³.

Зверніть увагу, об’єм зерна в мірному циліндрі визначено в мл, а у формулу (11) необхідно підставляти в мм³ .

В камеру подрібнення дробарки встановити решето з діаметром отворів 2 мм. Одважити зерна масою 1 кг і засипати в бункер дробарки, перед цим закривши заслінку, яка регулює подачу зерна.

Ввімкнути електродвигун привода дробарки і після досягнення номінальних обертів (через 20...30 с) заміряти витрати потужності на холостому ході

Подрібнений корм треба перемішати і відібрати навіску із різних місць у 100 г. Висипати відібраний корм на верхнє решето класифікатора і ввімкнути його в роботу. Через три хвилини вимкнути класифікатор. Зважити залишки корму на кожному решеті. При цьому сума всіх зважених залишків не повинна бути менше 97 г.

Встановити в дробарку решето з діаметром отворів 4 мм і повторити експеримент. Результати занести в таблицю 1.

Таблиця 1 – Результати ситового аналізу

Діаметр отвору решета в дробарці	Потужність на привід, кВт		Маса фракцій на решетах, г				Тривалість досліду, с
	Nx.x	Nр.x.ср	Р0	Р1	Р1,5	Р2,5
2
4