WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 10 | 11 || 13 | 14 |   ...   | 20 |

Разработка ресурсо- и энергосберегающего электромагнитного способа механоактивации витаминизированной биологически активной кормовой добавки

-- [ Страница 12 ] --

Основные формулы при формировании системы уравнений для расчета поля методом конечных элементов можно получить разными способами: методом минимизации некоторого функционала; методом взвешенных невязок, например методом Галеркина; методом наименьших квадратов. В методе Галеркина непосредственно используется дифференциальное уравнение для скалярного магнитного потенциала. В методе минимизации функционала используется чаще всего принцип минимума энергии, запасенной в поле. Для этого должно быть определено интегральное уравнение, выражающее запасенную в поле энергию, и продифференцировано по потенциалам в узлах. Исходные данные, дополненные граничными условиями, и энергетические зависимости приводят к системе алгебраических уравнений, которая позволяет рассчитать искомые коэффициенты полиномов всех конечных элементов. После определения полинома в любой точке поля можно определить напряженность магнитного поля, магнитную индукцию и другие параметры.

Метод конечных элементов не один десяток лет известен в математике как способ численного решения задач, которые описываются дифференциальными уравнениями второго порядка в частных производных. Главным ограничением его внедрения всегда был недостаточный объем памяти вычислительных машин.

В связи с мощным совершенствованием компьютерной техники, метод конечных элементов находит все более широкое применение во многих областях физики, техники, в том числе для расчета магнитных систем. Сложные инженерные задачи в настоящее время можно решить этим методом на современных персональных компьютерах.

Для исследования магнитной системы ЭДМА применен метод конечных элементов и основанный на нем современный программный комплекс ANSYS [18, 62, 90, 232].

4. 2 РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО СТЕНДА И МЕТОДИК ПРОВЕДЕНИЯ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

механоактиватора выполнялись в лабораторных условиях. На основании анализа электромагнитного способа механоактивации разработана конструкция электромагнитного механоактиватора дискового исполнения, представляющего предмет изобретения [148]. Конструктивная схема устройства и общий вид испытательного стенда представлены на рисунках 4.4 и 4.5.

Рисунок 4.4 - Схема экспериментального стенда ЭДМА (вариант 1): 1-подвижный дик; 2 – неподвижный диск; 3 – рабочий объем; 4 – ферромагнитные размольные органы; 5 – обмотка управления неподвижного диска; 6 – обмотка управления подвижного диска; 7 – система «щетки-кольца» питания обмотки подвижного диска; 8 – источники питания обмоток управления; 9 – бункер- дозатор; 10 – система перемещения дисков в горизонтальном направлении; 11 – бесконтактный тахометр; 12 – метка бесконтактного тахометра; 13 – электродвигатель; 14 – частотный регулятор двигателя; 15 – Рисунок 4.5 - Лабораторный стенд ЭДМА, укомплектованный системой регулирования процессами измельчения – механоактивации и контрольно – измерительными приборами Экспериментальный стенд предназначен для исследования процессов электромагнитного измельчения и механоактивации вторичного сырья кормопроизводства. Рабочий объем 3 образован двумя ферромагнитным дисками, один из которых неподвижен 1, а второй 2 приводится во вращение электродвигателем 13. Обмотки управления 5 и 6 размещены на дисках устройства. Каждая обмотка управления питается от собственного источника питания постоянного тока. При этом питание обмотки подвижного диска электродвигателя регулируется с помощью частотного регулятора 14 и контролируется с помощью тахометра 11. Величина электромагнитной индукции изменяется посредством изменения величины тока в обмотке управления и измеряется с помощью миллитесламетра 15. Использован миллитесламетр портативный универсальный ТПУ. Устройство соответствует техническим условиям ТУ 4222-001-56734062-2004.

Миллитесламетр предназначен для измерения индукции магнитного поля (постоянного, переменного, импульсного), имеет диапазон измерений: 0,01 – 19,99; 0,1 – 199,9; 1 – 1999 мТл.

Основная допускаемая относительная погрешность (0) в процентах при измерении магнитной индукции постоянного магнитного поля не превышает значений, определяемых по формуле где Вп – предел измерения миллитесламетра, мТл;

Ви– показание миллитесламетра, мТл.

Миллитесламетр включает в себя электронный блок и измерительные зонды «М» и «С», которые подсоединяют к электронному блоку с помощью разъема.

Работа миллитесламетра основана на измерении магнитной индукции с помощью измерительного преобразователя Холла. ЭДС Холла, пропорциональная измеряемой магнитной индукции, поступает в электронный блок прибора.

Информация о значении магнитной индукции индицируется на его цифровом табло в миллитеслах.

Электронный блок предназначен для формирования управляющего тока преобразователя Холла, обработки информационных сигналов преобразователя и представления результатов измерения в цифровом виде на жидкокристаллическом цифровом табло.

При использовании миллитесламетра учитывалось, что правильное измерение магнитной индукции возможно только тогда, когда вектор магнитной индукции нормален к плоскости преобразователя Холла.

Отсчет bx по цифровому табло и истинное значение магнитной индукции Bx связаны следующим соотношением где – угол между вектором магнитной индукции и магниточувствительной осью преобразователя Холла (нормалью к плоскости измерительного преобразователя).



Дополнительная погрешность миллитесламетра в процентах, вызванная неверной ориентацией измерительного зонда в магнитном поле, определяется по формуле Из формулы (4.3) следует, что при углах, не превышающих ±4, погрешность милитесламетра, обусловленная неверной ориентацией зонда, лежит в переделах ±0,25%.

4.3 МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИСПЕРСНОСТИ ИЗМЕЛЬЧЕННЫХ

КОМПОНЕНТОВ

Для определения дисперсности компонентов, обработанных в ЭДМА применялся фотоседиментационный метод, основанный на законе Бугера – Ламберта – Бэра:

где I0 - интенсивность света, который проходит через пласты суспензии;

IX – интенсивность света, который проходит через пласты чистой дисперсионной среды; х – коэффициент ослабления; с – концентрация суспензии; l – толщина пласта суспензии.

Для исследований был применен седиментограф SKC - 2000 S. В данном приборе регистрируется интенсивность пучка света, который проходит через кювету с исследуемой суспензией порошка. Прибор выдает протокол измерений дисперсности продукта в табличном виде.

Выводы по главе 1. На основании критического анализа методов построения и исследования электромагнитных полей выявлено, что метод конечных элементов является в настоящее время наиболее перспективным для решения поставленных в работе задач. В этой связи для исследования магнитной системы ЭДМА применен метод конечных элементов и основанный на нем современный программный комплекс ANSYS.

2. На основании результатов теоретических исследований и математического моделирования электромагнитного способа механоактивации разработан электромагнитный механоактиватор компонентов БАД-К. Конструкция и принцип действия ЭДМА представляющего предмет изобретения и защищены патентом РФ.

3. В соответствии с поставленными в работе задачами разработаны методики проведения экспериментальных исследований и проведен выбор контрольно-измерительных приборов.

ГЛАВА 5 АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО СПОСОБА

МЕХАНОАКТИВАЦИИ ВИТАМИНИЗИРОВАННОЙ БИОЛОГИЧЕСКИ

АКТИВНОЙ КОРМОВОЙ ДОБАВКИ

5.1 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКОПИТАТЕЛЬНОЙ

БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОЙ КОРМОВОЙ ДОБАВКИ (БАД-К) С

ПРОЛОНГИРОВАННЫМ ВЫСВОБОЖДЕНИЕМ НЕБЕЛКОВЫХ АЗОТИСТЫХ

СОЕДИНЕНИЙ

Учитывая положительные качества двух технологий [Глава1], разрабатывается высокопитательная биологически активная добавка (БАД-К), состоящая из следующих компонентов: какаовеллы, арахисовой шелухи, взятых в равных количествах, карбамид, добавляемый в количестве 10 массовых процентов от смеси. Добавка разрабатывается для добавления к основному корму сельскохозяйственных животных с целью повышения их продуктивности.

Учитывая рекомендации по измельчению какаовеллы до микроразмеров, при разработке методики устанавливается ограничение дисперсности получаемых компонентов от 10 до 30 мкм – «степень измельчения», позволяющая обеспечить свойства пролонгированного высвобождения небелковых азотсодержащих соединений из смеси. При этом необходимо учесть, что с увеличением поверхности карбамида при измельчении до размеров менее 10 мкм происходит перерасход продукта и введение в состав БАД-К повышенных количеств азотистых соединений, что отрицательно влияет на качество получаемой добавки.

Технологическая схема производства биологически активной кормовой добавки представлена на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 - Схема получения высокопитательной кормовой добавки БАД-К с пролонгированным высвобождением небелковых азотистых соединений

5.2 АНАЛИЗ ТРЕХМЕРНОГО СТАЦИОНАРНОГО ПОЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ

СИСТЕМЫ ЭДМА В ИНТЕРАКТИВНОМ РЕЖИМЕ ПРОГРАММЫ ANSYS

исследованиям при формировании структуры магнитоожиженого слоя из ферромагниных элементов в рабочем объеме электромагнитного механоактиватора [глава 2], необходимым условием, обеспечивающим качество обработки продукции, является равномерность распределения магнитной индукции во всем объеме обработка продукта. От качества промагничивания рабочего объема зависит силовое взаимодействие между размольными органами, воздействующими на обрабатываемый продукт. Поиск оптимальных конструктивных решений типовых рядов ЭДМА проводился с использованием метода конечных элементов в среде программного комплекса ANSYS.

использованием специально предназначенных для этого метода 8 - узловых конечных элементов SOLID 96, согласно методике [232].

Результатами исследования являются градиентная и векторная картины электромагнитного поля, позволяющие наглядно представить его параметры с помощью цветовых градиентов путем анализа их интенсивности и направлений векторов магнитной индукции, а также анализа кривых изменения суммарной магнитной индукции по ширине, глубине и высоте рабочего объема устройства.

На рисунке 5.2 представлена трехмерная модель электромагнитной системы ЭДМА с обмотками возбуждения, разбитая с помощью сетки конечных элементов на узлы. В процессе поиска рационального конструктивного решения были проведены серии расчетов с различными параметрами конструктивного и электротехнического исполнения.

Обмотки возбуждения в модели подключены согласно, последовательно, что позволяет рассчитывать их как ансамбль.

При поиске оптимальных параметров работы ЭДМА задавались значениями тока управления, число витков ОУ принято 1000.Растояние между дисками составляло от 20 до 12 мм. Величина тока управления Iy в ОУ варьировалась от 0,1до 0,7 А. Результаты исследований представлены на рисунках :



Pages:     | 1 |   ...   | 10 | 11 || 13 | 14 |   ...   | 20 |
 

Похожие материалы:

« Еремочкин Сергей Юрьевич ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МОБИЛЬНЫХ МАШИН В АПК НА ОСНОВЕ ВЕКТОРНО-АЛГОРИТМИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ Специальность 05.20.02 - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Халина Т.М. Барнаул - 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Стр. Введение Глава 1. Обоснование выбора типа электродвигателя и анализ существующих методов ...»

« Хныкина Анна Георгиевна ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ НИЗКОВОЛЬТНОГО АКТИВАТОРА ДЛЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЛУКА Специальность: 05.20.02 – электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель к.т.н., доцент кафедры физики Рубцова Елена Ивановна Ставрополь 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ стр. ВВЕДЕНИЕ 4 АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЙ И УСТРОЙСТВ ДЛЯ 10 1 ПРЕДПОСЕВНОЙ ...»

« ВАЛЕЕВ РУСЛАН АЛЬФРЕДОВИЧ ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБЛУЧЕНИЯ МЕРИСТЕМНЫХ РАСТЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВЕТОДИОДНЫХ УСТАНОВОК Специальность 05.20.02 – электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель: 1 Доктор технических наук, профессор Кондратьева Н.П. Ижевск 2014 2 Оглавление ВВЕДЕНИЕ 1.АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИИ ВЫРАЩИВАНИЯ МЕРИСТЕМНЫХ РАСТЕНИЙ И ИСТОЧНИКОВ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ...»

« Нигматулин Ильдар Дагиевич ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ТРАКТОРОВ, ОСНАЩЕННЫХ ГАЗОБАЛЛОННЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ Специальность 05.20.03 – Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук. Научный руководитель: доктор технических наук, доцент Володин В.В. Саратов – 2014 2 Содержание СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 1 1.1 Системы ...»

« Кожевников Юрий Александрович РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ УСТАНОВКИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИТНОГО КОТЕЛЬНОГО БИОТОПЛИВА ИЗ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМ И НЕФТЕХОЗЯЙСТВ 05.20.01 – технологии и средства механизации сельского хозяйства Диссертация на соискание степени кандидата технических наук научный руководитель: д.т.н., профессор, академик РАСХН, заслуженный деятель науки РФ Стребков Д.С. Москва – 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ Введение ………………………………………………………………………………………. 6 Актуальность ...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.