книги из ГПНТБ / Механизация процессов добычи и переработки торфа

вающему факелу (см. рис. 3, линия а) и по характеристикам вентилятора и сети (см. рис. 3, линия б), то в пересечении этих кривых получим точку х, определяющую действитель­ ные величины концентрации и скорости воздуха на входе в сопло для данной пневмосистемы. Для определенной пнев­ мосистемы (при постоянном положении дроссельной заслон­ ки) и заданной характеристики вентилятора (число оборотов постоянное) значения р и vc, определяемые точкой пересе­ чения кривых ис = ф(ц), будут постоянными. Назовем эту точку характеристической точкой данной пневмосистемы.

о м

Рис. 4. Графики зависимости скорости потока от концентрации при различных положениях дроссельной заслонки

Если теперь изменить первоначальное положение заслон­ ки и далее изменять концентрацию (например, изменением подачи торфа в систему), то получим новую кривую зависи­ мости ис = ф(|х). Очевидно, чем больше будет открыта дрос­ сельная заслонка, тем выше будет располагаться кривая за­ висимости ус= ф (ц ), т. е. мы получим семейство кривых функции ос = ф(р) (рис. 4). Наибольшему открытию дрос­ сельной заслонки соответствует кривая 4, а наименьшему— кривая 1. Каждая кривая соответствует определенному поло­ жению дроссельной заслонки. Аналогичное изменение поло­ жения кривой ус= ф (ц) мы получим при изменении числа оборотов вентилятора.

На каждой из этих кривых есть характеристическая точ­ ка, определяющая значения скорости vc и соответствующей ей концентрации р аэросмеси, которые устанавливаются для данной пневмосистемы.

Если теперь эти точки, соответствующие кривым, полу­

30

ченным при различных положениях дроссельной заслонки и подаче торфа всасывающим факелом сопла, соединить меж­ ду собой, то получим кривую, определяющую изменение кон­ центрации в зависимости от скорости воздуха.

Если при постоянном положении дроссельной заслонки и постоянном числе оборотов рабочего колеса вентилятора принудительно увеличить подачу торфа в систему, то, оче­ видно, зависимость ц= <р(ус) (см. рис. 3), полученная регу­ лированием скорости воздуха на входе в сопло одним из рассмотренных выше способов, не будет определять кон­ центрацию аэросмеси в системе, так как при этом подача торфа будет зависеть уже не только от всасывающего фа­ кела сопла, но и от активизатора, способствующего увеличе­

активизатором, подается непосредственно в систему всасы­ вающим факелом сопла, то всасывающий факел должен иметь какую-то минимальную скорость, которая была бы достаточной для транспортирования определенного количе­ ства торфа. Очевидно, в этом случае максимальная концен­ трация аэросмеси будет определяться той минимальной ско­ ростью воздуха на входе в сопло и в системе, которая обес­ печивает транспортирование данного количества торфа.

Как показывают исследования пневматического транс­ портирования фрезерного торфа, частицы его, находящиеся во извещенном состоянии, легко подхватываются и увлека­ ются воздушным потоком при скорости меньшей, чем части­ цы неподвижно лежащие в слое расстила. При этом не нуж­ но преодолевать инерцию покоя, а также сцепление между частицами в слое расстила. Кроме того, возникающая при взвешенном состоянии частиц циркуляция позволяет создать подъемную силу, поддерживающую частицу во взвешенном состоянии, при меньших значениях скорости. Если учесть, что при активизации частицам ' сообщается некоторая на­ чальная скорость в направлении к всасывающему отверстию сопла, то для засасывания частиц всасывающий факел мо­ жет иметь сравнительно небольшую скорость. Как показы­ вают наблюдения минимальная скорость воздушного потока, при которой частицы торфа захватываются во взвешенном состоянии, составляет 3-^8 м/с.

Следовательно, если воспользоваться полученной ранее зависимостью для определения концентрации (1), то значе­ ние минимальной скорости при активизации может быть при­ нято исо = 7—8 м/с, т. е.

Очевидно, значения коэффициента k^ также будут не­ сколько иными (вследствие влияния активизирующего пото-

31

ка на сопротивления всасывающего сопла и условия всасы­ вания), однако изменения kp. будут незначительными и ими можно будет пренебречь. В результате расчета по формуле

(3) получим при активизации 'более высокие концентрации азросмеси, значения которых близки по своей величине опытным.

В. С. ЕГОРОВ, 10. М. РОМАНОВ

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ КОНСТАНТ ПЛАСТИЧЕСКОГО ПОТОКА ПРИМЕНИТЕЛЬНО

КПРОЦЕССУ ЭКСТРУЗИИ ТОРФЯНЫХ МАСС

Внастоящее время наряду с энергетическим использова­ нием торф находит все более широкое применение в различ­ ных областях народного хозяйства в качестве органо-мине­ ральных удобрений, различных адсорбентов, восстановите­ лей и наполнителей при производстве пористых бетонов.

Наиболее целесообразно применять торфяные гранулы диаметром 3—7 мм, полученные экструзионным способом. При расчете и проектировании оборудования для производ­

ства указанных гранул торфа необходимо знание основ­ ных реологических констант формуемой массы для установ­ ления оптимальных геометрических и скоростных характе­ ристик.

Процесс экструзии дисперсных материалов происходит при напряжениях сдвига, вызывающих значительные разрушения

козиметра [1], истечение из которого моделирует движение формуемой массы через фильеру шнекового экструдера, можно получить выражения для определения пластической вязкости:

где г и / —радиус и длина капилляра; Q — секундный расход массы.

32

Последним членом уравнения (2) можно пренебречь, ввиду его малости. Тогда наименьшая пластическая вязкость мо­ жет быть вычислена по формуле:

При достаточно большом избытке давления Р кривая исте­ чения Q=f(P) имеет прямолинейный участок, который, как ассимнтоты уравнения (2), может быть экстраполирован до пересечения с осью абсцисс. Точка его пересечения дает на оси Р отрезок Pd, равный 4/з Рк, откуда может быть вычис­ лен условный динамический предел текучести

тами (т)пл И Рц2).

Для определения указанных констант был сконструирован и изготовлен капиллярный вискозиметр (рисунок). Привод

ч-

€

I I

КулЧ

LJ

Схема капиллярного вискозиметра:

/ — цилиндр; 2 — поршень; 3 — насадка; 4 — тензобалка

вискозиметра состоит из электродвигателя, шестеренного наcoca, гидрораспределителя, дросселя и гидроцилиндра. Дрос­ сель гидросистемы позволяет изменять скорость перемеще­ ния штока гидроцилиндра от 0 до 15 см/с, что соответствует изменению скорости истечения торфяной массы от 0 до

60см/с.

Вискозиметр снабжен двумя насадками со следующими

основными размерами: первая (г=2,5 мм, 1= 15 мм)\ вто­ рая (г=2,5 мм, 1 = 40 мм). Во избежание скольжения массы по стенкам в отверстиях насадок нарезана резьба.

Перед началом опыта масса торфа помещается в цилиндр вискозиметра и устанавливается насадка, которая поджи­

мается винтом, расположенным на тензобалке. Затем вклю­ чается привод гидроцилиндра, и торфяная масса продавли­ вается через насадку вискозиметра. При этом на ленте са­ мопишущего прибора фиксируется скорость истечения мате­ риала и противодавление, оказываемое насадкой вискози­ метра. Чтобы исключить потери давления на входе в насад­ ку применяют два капилляра одного диаметра, но разной длины.

Обработка результатов экспериментов производится сле­ дующим образом. На один график в координатах давление — производительность наносят две кривые, соответствующие характеристикам этих капилляров. При этом каждому уста­ новившемуся значению производительности будут соответ­ ствовать два значения противодавления. Принимая разность противодавлений за перепад давления, а разность длин за расчетную длину, получают основную кривую истечения ис­ следованного материала, на основании которой по форму­ лам (3, 4) можно определить наименьшую вязкость тщл и условный динамический предел текучести РК2.

В. С. ЕГОРОВ, Ю. М. РОМАНОВ

РОЛЬ ОТДЕЛЬНЫХ КОМПОНЕНТОВ В ФОРМИРОВАНИИ ПРОЧНОЙ СТРУКТУРЫ

КОМПЛЕКСНОГО ОРГАНО-МИНЕРАЛЬНОГО ГРАНУЛИРОВАННОГО УДОБРЕНИЯ - ГЕКСАТОРФА

Преимущества гранулированных удобрений по сравнению с порошкообразными очевидны: сокращается норма внесения удобрений, улучшаются условия использования питательных веществ растениями, уменьшается связывание почвой пита­ тельных веществ удобрений, улучшаются их структурно-ме­ ханические свойства.

Для гранулированных удобрений критерий прочности яв­

34

Л И Т Е Р А Т У Р А

удобрения — гексаторф. Труды КПИ, вып. 3, 1967.

2. Р я ш е н ц е в К. В., С о л о п о в С. Г., М о н о г о в а Л. М., Ц в е т ­ к о в В. И., Е г о р о в В. С. Производство и результаты применения гра­ нулированного гексаторфа. Всесоюзное научно-техническое совещание по механизации процессов применения удобрений в сельском хозяйстве. Ма­ териалы к конференции. Минск, 1970.

В. И. ЕФИМОВ

МЕТОД ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ КОРЧЕВАТЕЛЕЙ ПНЕЙ НА ТОРФЯНОЙ ЗАЛЕЖИ

ИМЕТОД ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА КОРЧЕВАНИЯ

Втехнической литературе, касающейся технологии уда­ ления пней из залежи при ее подготовке к эксплуатации и межцикловых подкорчевках, отсутствуют материалы по рас­ чету корчевателей.

Отсутствуют сведения по оценке работы корчевателей при всем многообразии их форм и конструкций. Нет также обоснования выбора необходимой величины заглубления ра­ бочего органа Лк, обеспечивающей заданную глубину корче­ вания Лсез при оптимальном качестве корчевания и мини­ мальных энергозатратах процесса. Нет и обоснования выбо­ ра необходимого расстояния между двумя соседними кор­ чующими рабочими органами Ьк, которое бы надежно гаран­ тировало захват и удаление пней. Это приводит к тому, что качество корчевания фрезерных полей, осуществляемое су­ ществующими корчевателями, низкое, особенно у корчевате­ лей типа РКШ [1, 2, 3]. Корчеватели типа КУП производят корчевание хорошо, но имеют повышенную энергоемкость и малую производительность [4]. Поэтому они внедряются в промышленность очень медленно [10], и в настоящее вре­ мя в промышленности их имеется несколько штук.

Выбор величины заглубления рабочего органа корчевате­ ля Лк и расстояния между двумя соседними корчующими элементами Лк зависит от размеров пней, частоты их рас­ пределения в корчуемом слое, прочности и размаха лап кор­ чуемых пней и толщины слоя залежи.

Существующие конструкции корчевателей по способу из­ влечения пней можно условно разделить на два типа:

1. Активный корчеватель, извлекающий пни вращающим­ ся ротором, за счет энергии подводимой валом отбора мощ­ ности трактора тягача или автономного двигателя. К этому типу машин можно отнести: КУП [2], КСП [4], МТП-26 [5].

36

2. Пассивный корчеватель, извлекающий пни за счет тя­ гового усилия трактора—тягача. К этому типу корчевателей, имеющих наибольшее распространение, можно отнести: ро­ торный корчеватель конструкции ВНИИ'ГП [6] и различные модификации гидрокрюков [3, 8], а также наиболее распро­ страненный роторный корчеватель типа РКШ [10].

Пассивные корчеватели являются в основном машинами цикличного действия. Полная длина пути за время одного цикла определяется

Путь холостого хода Lxx рабочего органа пассивного корче­

Вследствие того что за один цикл рабочий орган пассив­ ного корчевателя может извлечь только один пень, допусти­ мая длина цикла Ьц не должна превышать среднее расстоя­

ние S между пнями, находящимися в корчуемом слое зале­ жи на единице площади, которое в свою очередь зависит от

среднего количества пней N, находящихся в слое этой же площади, что можно выразить неравенством

Среднее расстояние между пнями 5 можно определить как

5 =

N

где N — число пней на площади 1 м2.

Подставив значение S в выражение (3) получим выра­ жение допустимой длины цикла [L4] в следующем виде:

(4)

Из выражения (4) следует, что существует определенный предел пнистости, при котором применение корчевателей пассивного типа становится нецелесообразным.

Активные корчеватели являются машинами непрерывного действия.

37

Они способны извлекать пни путем захвата за стволь­ ную часть, при этом точка приложения силы корчевания не должна быть выше некоторой величины от плоскости осно­

вания пня.

При выборе необходимой величины заглубления рабочего органа корчевателя hK необходимо учитывать тип корчева­ теля, статистическое распределение высоты пней Лп и рас­ пределение пней в корчуемом слое /гсез . Тогда величина hK может быть представлена в следующем виде:

При выборе необходимого расстояния Ьк между рабочими органами корчевателя необходимо учитывать большое коли­ чество возможных вариантов при работе рабочего органа в залежах с различной пнистостью, тип корчевателя, типы сосновых пней, различающиеся строением корневищ [11], и сложность захвата рабочим органом пней различных групп.

По ранее принятой классификации сосновые пни разде­ ляются на четыре группы [11]. По нашим замерам и дан­ ным [14], пни по группам можно представить в следующем виде: симметрично-лапчатые 0,45, односторонне-лапчатые 0,39, пни кривоствольники 0,16 и 0,005, пни со стержневым корнем.

Пни симметрично-лапчатые встречаются наиболее часто. Они удо-бны для захвата рабочим органом. Пни кривостволь­ ники и со стержневым корнем встречаются реже, поэтому расчет необходимого расстояния Ьк надо вести по группе односторонне лапчатых пней. Пни этой группы характеризу­ ются количеством лап 3-^4 или =30% - Односторонне лап­ чатые пни имеют диаметр d0л= 12 см [11]. Следовательно, выбор необходимого расстояния между рабочими органами Ьк корчевателей допустимо вести по данному диаметру пня,

считая его как средний диаметр с?ол. При корчевании одно­ сторонне лапчатых пней можно условно выделить три основ­ ных положения пня (рис. 1) по отношению к направлению движения рабочего органа.

Пассивные корчеватели, рабочие органы которых подве­ шены, как правило, на балках разной длины, пни извлекают в основном одним рабочим органом. Если считать нагрузку на корневища пня от сопротивления разрушения пласта за­

38

в центре тяжести треугольника, т. е. на УзДл от оси пня, следовательно, для корчевателя пассивного типа:

где /0л — средняя длина лап односторонне лапчатых пней.

Для корчевателей пассивного типа 6К= 24 см.

Активные корчеватели извлекают пни с помощью одновре­ менно идущих рабочих органов. Поэтому расчетная схема

Расстояние Ьк в этом случае будет зависеть от соотношения прочности залежи т, прочности древесины корневищ а и мо­ жет быть представлено в виде

39