Download Luận văn Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến chi phí năng lượng của máy trộn thức ăn gia súc kiểu vít đứng
Mục lục
Trang
Lời nói đầu
Mục lục
Mở đầu
1. Tính cấp thiết của đề tài 1
2. Mục đích của đề tài 1
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2
4. Phương pháp nghiên cứu 2
5. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu 3
Chương I
Tổng quan về tình hình nghiên cứu - ứng dụng các liên hợp máy chế biến
thức ăn gia súc (trong đó có máy trộn) ở trong nước và trên thế giới 4
1.1. Khái quát tình hình sử dụng liên hợp máy chế biến thức ăn gia súc. 4
1.1.1.Khái quát tình hình phát triển thức ăn chăn nuôi ở Việt Nam 4
1.1.2. Khó khăn tồn tại trong sản xuất thức ăn chăn nuôi hiện nay 7
1.1.3.Tình hình nghiên cứu và chuyển giao máy, thiết bị phục vụ chế biến
thức ăn chăn nuôi ở Việt Nam8
1.1.3.1.Quy trình chế biến thức ăn chăn nuôi 8
1.1.3.2 Quy mô phân tán 9
1.1.3.3.Quy mô tập trung 10
a, Quy mô 2 -5 tấn/h 10
b, Quy mô 10 – 30 tấn/giờ và lớn hơn 10
c, Mô hình đầu tư 11
Nhận xét 11
1.2. Tình hình nghiên cứu khoa học về máy trộn thức ăn gia súc 12
1.2.1.Tình hình và kết quả nghiên cứu máy trộn trên thế giới 12
1.2.2.Tình hình và kết quả nghiên cứu máy trộn ở Việt Nam 18
1.2.3 Những tồn tại trong nghiên cứu máy trộn thức ăn gia súc kiểu vít đứng 19
Kết luận chương I 19
Chương IINghiên cứu quy luật chyển động của khối hỗn hợp bột trong máy trộn
vít đứng; Nghiên cứu lý thuyết đồng dạng – mô hình - thứ nguyên21
2.1. Phương trình chuyển động của khối bột trong thùng trộn 21
a, Phương trình chuyển động của khối bột ở phần nón cụt 22
b) Phương trình chuyển động của khối bột ở phần thùng hình trụ 26
c) Chuyển động của khối bột trong ống bao 27
d) Điều kiện đảm bảo chuyển động liên tục của khối bột trong và ngoài ống bao. 30
Nhận xét 31
2.2. Nghiên cứu cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm 32
2.2.1.Ứng dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm áp dụng trong nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố 33
2.2.2. Ứng dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm áp dụng trong nghiên cứu đa yếu tố36
2.2.2.1.Xác định các thông số chính ảnh hưởng đến máy trộn 36
2.2.2.2.Lập ma trận thí nghiệm, chọn phương án quy hoạch thực nghiệm 37
2.2.2.3. Xử lý kết quả - Xác định mô hình toán phương án bậc 1 40
2.2.2.4.Xác định mô hình toán bậc 2 43
2.2.2.5. Xác định giá trị tối ưu của các yếu tố hàm mục tiêu 46
2.2.2.6. Giải bài toán thương lượng các giá trị tối ưu giữa hai hàm mục
tiêu chất lượng trộn YKvà chi phí năng lượng riêng YN46
2.2.2.7. Phương pháp xác định độ trộn đều và chi phí năng lượng riêng 47
a) Phương pháp xác định độ trộn đều 47
b) Phương pháp xác định chi phí năng lượng riêng 48
2.3. Cơ sở của lý thuyết đồng dạng - mô hình- thứ nguyên 49
2.3.1.Ứng dụng lý thuyết đồng dạng và mô hình trong phương pháp nghiên
cứu về cơ điện nông nghiệp49
2.3.2. Mô hình, bản chất và các dạng mô hình 50
2.3.3.Chuẩn số đồng dạng 52
2.3.4. Lý thuyết thứ nguyên 53
2.3.5.Nguyên lý của lý thuyết đồng dạng - Định lý đồng dạng 54
2.3.5.1.Định lý đồng dạng thứ nhất 54
2.3.5.2. Định lý đồng dạng thứ hai - định lý 55
2.3.5.3.Định lý đồng dạng thứ ba 55
2.3.6. Phương pháp xác định chuẩn số đồng dạng 56
Kết luận chương II 58
Chương III
Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số đến chất lượng trộn
và chi phí năng lượng riêng của máy trộn TK – 1A59
3.1.Giới thiệu tóm tắt đặc điểm kỹ thuật máy trộn TK – 1A 59
3.1.1. Các thông số cơ bản của máy trộn 59
3.1.2. Cấu tạo máy trộn TK – 1A 60
3.1.3.Tính toán thiết kế bộ truyền đai tốc độ 200v/ ph và 400v/ph cho máy trộn TK – 1A61
3.2.Kết quả thực nghiệm đơn yếu tố 63
3.2.1. Xác định ảnh hưởng của tốc độ vít trộn x1tới chất lượng trộn yKvà chi phí năng lượng riêng y
N63
a) Xác định ảnh hưởng của tốc độ vít trộn x1tới chất lượng trộn yK63
b) Xác định ảnh hưởng của tốc độ vít trộn x1tới chi phí năng lượng riêng yN65
Kết luận 66
3.2.2. Xác định ảnh hưởng của tải trọng q x2tới chất lượng trộn yKvà chi phí năng lượng riêng yN67
a) Xác định ảnh hưởng của tải trọng q x2tới chất lượng trộn yK68
b) Xác định ảnh hưởng của tải trọng q x2tới chất lượng trộn yN70
Kết luận 71
3.3 Kết quả thực nghiệm đa yếu tố 73
3.3.1 Ảnh hưởng của vận tốc x1 và tải trọng x2 đến chi phí năng lượng riêng YN73
3.3.2 Ảnh hưởng của vận tốc x1và tải trọng x2 đến chất lượng trộn yK763.3.3.Giải bài toán thương lượng giữa hàm chi phí năng lượng riêng YNvàhàm chất lượng trộn YK79
Kết luận chương III 80
Chương IV
Ứng dụng lý thuyết đồng dạng, mô hình, tính toán lực cản chuyển động
trong môi trường nhớt, dễ rơi và xác định dãy máy trộn81
4.1. Những nguyên tắc chung của quá trình ứng dụng lý thuyết đồng dạng trong nghiên cứu máy trộn81
4.2. Tính toán chi phí năng lượng trên đơn vị thể tích vật liệu của máy trộn (kiểu
vít đứng) và đề xuất dãy máy trộn phù hợp qui mô sản xuất ở vùng nông thôn85
Nhận xét 88
Kết luận chương IV 88
Kết luận chung 89
Nhận xét về mức độ hoàn thành nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài luận văn 90
Những vấn đề cần nghiên cứu tiếp 91
Hợp đồng kinh tế
Phụ lục (Một số hình ảnh thực nghiệm)
Tài liệu tham khảo
Để tải bản DOC Đầy Đủ xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
tránh ùn, để toàn bộ khối bột đƣợc vít liên tục xáo trộn không bị thiếu bột vào ống
bao. Điều đó đƣợc thoả mãn nếu thời gian t2 cần thiết để vít đẩy lên ống bao hết
toàn bộ khối bột
0302010 VVVV
phải bằng thời gian toàn bộ khối bột V0 đã chảy
qua phần nón cụt ngoài ống bao (tức là qua đáy C-C), đó là điều kiện cần và đủ,
nghĩa là
t
V
V
q
VVV
q
V
t
tt
vtvt 01
00302010
2
12 (2.38)
Giá trị thời gian t1 và t2, các khối bột V0, V01, lƣu lƣợng giây qvt của vít phụ
thuộc vào thông số cấu tạo và sử dụng của máy trộn. Do đó nếu chọn trƣớc một số
cơ bản, có thể tính giá trị cần thiết của một thông số khác để đảm bảo điều kiện trên,
làm cơ sở thiết kế cải tiến mẫu máy trộn vít đứng
Thay các giá trị
)12(
)12(
2
22
222
RbHrRgm
RbHrR
Rb
n
Vào công thức
)2exp(11ln(.
1
0101 mVVm
mn
t
(2.39)
222
01
22
013222 )12(
4
exp11ln(.
2
12
)12(
2
RbHrR
RbV
Rbg
RbHrR
V
RbHrRg
Rb
t
(2.40)
Ở đây trị số
222
01
)12(
4
exp
RbHrR
RbV
khá nhỏ, nên có thể coi:
01
2 2 2
4 2
ln(1 1 exp ) ln 2
3( 2 1)
RbV
R r RbH
Thể tích phần nón cụt V01 có thể tính bằng:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
-31-
1
233
01 )(
3
HrRR
b
V C
(2.41)
Trong đó:
RC – Bán kính nhỏ của đáy nón cụt ở mức C-C;
r - Bán kính của ống bao;
tg
H
RR
b C
1
;
Đặt các tỷ số:
R
r
R
RC ;
thì
)31(
3
221
2
01
HR
V
(2.42)
Từ các kết quả trên có thể tính
1
)12(
)1)(31(
)1(
12(2
3
1
22
222
1
g
H
t
(2.43)
Thay giá trị t từ (2.39) và V01 từ (2.42) vào (2.38) sau khi biến đổi
vtq
V
t 01
(qvt)
là năng suất giây của vít trộn, theo công thức
btvvt vrrq .).(
22
có thể tính gần đúng:
snrqvt
2
60
ta sẽ có:
)31(
1
)12(
1
1
)12(1800
)31(
3
60
2222
24
222
1
22
2
1
ns
gH
sn
H
t
(2.44)
Nhƣ vậy, nếu chọn trƣớc một số đại lƣợng trong các đại lƣợng của công thức
trên thì ta có thể xác định đƣợc một đại lƣợng khác để đảm bảo điều kiện cho khối bột
chuyển động liên tục trong ống bao và thùng máy, nhờ đó trộn đƣợc nhanh đều hơn.
Nhận xét
Ứng dụng lý thuyết chuyển động của vật liệu tơi trong thùng chứa đã nghiên
cứu chuyển động của khối bôt trong thùng máy trộn bột kiểu vít đứng có ống bao cải
tiến với các hàng cửa sổ, đã xác định các phƣơng trình chuyển động của khối bột
ngoài ống bao qua phần nón cụt: phƣơng trình vi phân (2.8) xác định áp lực P ở một
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
-32-
lớp bất kỳ trong khối bột với nghiệm tổng quát P tính theo công thức (2.11). Phƣơng
trình tính lƣu lƣợng q của khối bột qua đáy dƣới của phần nón cụt biến đổi theo thời
gian t, với công thức (2.13-1), xác định vận tốc VH1 (2.16) và gia tốc aH1 của lớp bột
chuyển động qua đáy nón cụt nơi ta cần xét để khối bột rơi vào vít trộn. Đồng thời
cũng tính đƣợc thời gian t theo công thức (2.13-2); (2.13-3) cần thiết để khối bột V01
chứa trong phần nón cụt chảy hết qua đáy dƣới. Xác định phƣơng trình chuyển động
của khối bột ở phần trụ (2.19) và (2.22), chuyển động này phụ thuộc vào chuyển động
của khối bột ở phần nón cụt, phƣơng trình này cho phép xác định áp lực P ở tiết diện
bất kỳ của thùng trụ.
Khi khối bột đứng yên hay chuyển động đều, ta có thể tính đƣợc áp lực P của
khối bột tác động lên đáy thùng chứa hình trụ có chiều cao H2 và hệ số cản chuyển
động k.
Xác định phƣơng trình chuyển động của khối bột trong ống bao nhờ vít trộn
(2.26) và vận tốc của khối bột văng qua các cửa sổ ống bao, khối lƣợng bột chứa trong
ống bao dƣới tác dụng thoát bột của các cửa sổ (2.37) và thời gian t2 của vít đẩy khối
bột (2.33)
Nhƣ vậy điều kiện chuyển động liên tục của khối bột qua vít trộn trong ống
bao và qua hai phần thùng ngoài ống bao, đã xác định mối liên quan giữa kích
thƣớc cơ bản của thùng và vít trộn (2.44)
Áp dụng kết quả trên để kiểm tra tỷ số của hai bán kính lớn và nhỏ của máy
mô hình đảm bảo điều kiện chuyển động liên tục của bột trong máy, đồng thời kiểm
tra khối bột cấp cho mỗi mẻ trên máy mô hình nhằm đảm bảo chất lƣợng và giảm
chi phí năng lƣợng riêng.
2.2. Nghiên cứu cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm
Trong quá trình nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng làm việc và
mức tiêu thụ điện năng riêng của máy trộn vít đứng, tác giả đã áp dụng phƣơng
pháp quy hoạch thực nghiệm đa yếu tố. Với phƣơng pháp này cần xác định đƣợc
các khoảng nghiên cứu, các mức biến thiên, khoảng biến thiên thích hợp. Vì vậy
cần áp dụng kết quả thực nghiệm đơn yếu tố, trên nguyên tắc chung là cố định
các yếu tố khác và thay đổi một yếu tố để xác định ảnh hƣởng của yếu tố biến thiên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
-33-
đó tới thông số mục “đầu ra”. Qua đó thăm dò đƣợc khoảng nghiên cứu cho phép
của yếu tố và các ảnh hƣởng tới giá trị cực trị của hàm mục tiêu.
2.2.1. Ứng dụng phƣơng pháp quy hoạch thực nghiệm trong nghiên cứu thực
nghiệm đơn yếu tố
Có nhiều yếu tố ảnh hƣởng đến độ trộn đều và mức tiêu thụ điện năng riêng đối
với máy trộn thức ăm gia súc, trƣớc hết cần chọn các yếu tố ảnh hƣởng. Đó là các
yếu tố:
- Thời gian trộn ;
- Tốc độ của vít trộn;
- Khối lƣợng một mẻ trộn (hay hệ số chứa trong thùng trộn);
- Kích thƣớc cấu tạo bộ phận trộn;
- Độ nhỏ của nguyên liệu;
- Độ ẩm của nguyên liệu…
…
Để lựa chọn những yếu tố chính, ta có thể dùng phƣơng pháp tìm hiểu thu
thập thông tin qua các tài liệu tham khảo và ý kiến của chuyên gia, nhờ đó có thể
loại bỏ bớt những yếu tố không cần thiết.
Trong điều kiện và khuôn khổ của luận văn, tác giả chọn những thông số
chính ảnh hƣởng đến độ trộn đều và mức tiêu thụ điện năng riêng, đó là: khối lƣợng
một mẻ trộn (tải), tốc độ của vít trộn
Trên cơ sở các yếu tố đƣợc chọn, tiến hành nghiên cứu thí nghiệm đơn yếu tố để
xác định mức ảnh hƣởng của các yếu tố này, đồng thời tìm đƣợc khoảng biến thiên.
Ký hiệu các yếu tố nhƣ sau:
- x1: Tốc độ của vít trộn;
- x2: Tải;
- YK: Độ trộn đều;
- YN: Mức tiêu thụ điện năng riêng.
Từ thí nghiệm đơn yếu tố sẽ xác định ảnh hƣởng của từng yếu tố đến các thông số
YK, YN.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
-34-
Ví dụ: YK = f1(x1) ; YN = f2(x1) với mức và khoảng biến thiên của x2 đƣợc
chọn sơ bộ và không đổi. Khi đó có đƣợc giá trị YK(x1) và YN(x1) sẽ chấp nhận sơ
bộ trị số x1 ứng với giá trị tƣơng đối tốt cho cả YK hay YN, hay chọn mức x1 cho
chất lƣợng trộn YK, giá trị YN phải chấp nhận một cách tƣơng đối.
Khi tiến hành xác định YK = f1(x2) ; YN = f2(x2) với mức cố định x1 đã chọn
sơ bộ, ta sẽ chọn đƣợc trị số x2 làm mức trung tâm. Nếu trị số x2 trên tƣơng đối gần
với trị số x2 mà ta đã chọn và giữ cố định khi xác định YK(x1) và YN(x1) th
Download miễn phí Luận văn Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số chính đến chi phí năng lượng của máy trộn thức ăn gia súc kiểu vít đứng
Mục lục
Trang
Lời nói đầu
Mục lục
Mở đầu
1. Tính cấp thiết của đề tài 1
2. Mục đích của đề tài 1
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2
4. Phương pháp nghiên cứu 2
5. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu 3
Chương I
Tổng quan về tình hình nghiên cứu - ứng dụng các liên hợp máy chế biến
thức ăn gia súc (trong đó có máy trộn) ở trong nước và trên thế giới 4
1.1. Khái quát tình hình sử dụng liên hợp máy chế biến thức ăn gia súc. 4
1.1.1.Khái quát tình hình phát triển thức ăn chăn nuôi ở Việt Nam 4
1.1.2. Khó khăn tồn tại trong sản xuất thức ăn chăn nuôi hiện nay 7
1.1.3.Tình hình nghiên cứu và chuyển giao máy, thiết bị phục vụ chế biến
thức ăn chăn nuôi ở Việt Nam8
1.1.3.1.Quy trình chế biến thức ăn chăn nuôi 8
1.1.3.2 Quy mô phân tán 9
1.1.3.3.Quy mô tập trung 10
a, Quy mô 2 -5 tấn/h 10
b, Quy mô 10 – 30 tấn/giờ và lớn hơn 10
c, Mô hình đầu tư 11
Nhận xét 11
1.2. Tình hình nghiên cứu khoa học về máy trộn thức ăn gia súc 12
1.2.1.Tình hình và kết quả nghiên cứu máy trộn trên thế giới 12
1.2.2.Tình hình và kết quả nghiên cứu máy trộn ở Việt Nam 18
1.2.3 Những tồn tại trong nghiên cứu máy trộn thức ăn gia súc kiểu vít đứng 19
Kết luận chương I 19
Chương IINghiên cứu quy luật chyển động của khối hỗn hợp bột trong máy trộn
vít đứng; Nghiên cứu lý thuyết đồng dạng – mô hình - thứ nguyên21
2.1. Phương trình chuyển động của khối bột trong thùng trộn 21
a, Phương trình chuyển động của khối bột ở phần nón cụt 22
b) Phương trình chuyển động của khối bột ở phần thùng hình trụ 26
c) Chuyển động của khối bột trong ống bao 27
d) Điều kiện đảm bảo chuyển động liên tục của khối bột trong và ngoài ống bao. 30
Nhận xét 31
2.2. Nghiên cứu cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm 32
2.2.1.Ứng dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm áp dụng trong nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố 33
2.2.2. Ứng dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm áp dụng trong nghiên cứu đa yếu tố36
2.2.2.1.Xác định các thông số chính ảnh hưởng đến máy trộn 36
2.2.2.2.Lập ma trận thí nghiệm, chọn phương án quy hoạch thực nghiệm 37
2.2.2.3. Xử lý kết quả - Xác định mô hình toán phương án bậc 1 40
2.2.2.4.Xác định mô hình toán bậc 2 43
2.2.2.5. Xác định giá trị tối ưu của các yếu tố hàm mục tiêu 46
2.2.2.6. Giải bài toán thương lượng các giá trị tối ưu giữa hai hàm mục
tiêu chất lượng trộn YKvà chi phí năng lượng riêng YN46
2.2.2.7. Phương pháp xác định độ trộn đều và chi phí năng lượng riêng 47
a) Phương pháp xác định độ trộn đều 47
b) Phương pháp xác định chi phí năng lượng riêng 48
2.3. Cơ sở của lý thuyết đồng dạng - mô hình- thứ nguyên 49
2.3.1.Ứng dụng lý thuyết đồng dạng và mô hình trong phương pháp nghiên
cứu về cơ điện nông nghiệp49
2.3.2. Mô hình, bản chất và các dạng mô hình 50
2.3.3.Chuẩn số đồng dạng 52
2.3.4. Lý thuyết thứ nguyên 53
2.3.5.Nguyên lý của lý thuyết đồng dạng - Định lý đồng dạng 54
2.3.5.1.Định lý đồng dạng thứ nhất 54
2.3.5.2. Định lý đồng dạng thứ hai - định lý 55
2.3.5.3.Định lý đồng dạng thứ ba 55
2.3.6. Phương pháp xác định chuẩn số đồng dạng 56
Kết luận chương II 58
Chương III
Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số đến chất lượng trộn
và chi phí năng lượng riêng của máy trộn TK – 1A59
3.1.Giới thiệu tóm tắt đặc điểm kỹ thuật máy trộn TK – 1A 59
3.1.1. Các thông số cơ bản của máy trộn 59
3.1.2. Cấu tạo máy trộn TK – 1A 60
3.1.3.Tính toán thiết kế bộ truyền đai tốc độ 200v/ ph và 400v/ph cho máy trộn TK – 1A61
3.2.Kết quả thực nghiệm đơn yếu tố 63
3.2.1. Xác định ảnh hưởng của tốc độ vít trộn x1tới chất lượng trộn yKvà chi phí năng lượng riêng y
N63
a) Xác định ảnh hưởng của tốc độ vít trộn x1tới chất lượng trộn yK63
b) Xác định ảnh hưởng của tốc độ vít trộn x1tới chi phí năng lượng riêng yN65
Kết luận 66
3.2.2. Xác định ảnh hưởng của tải trọng q x2tới chất lượng trộn yKvà chi phí năng lượng riêng yN67
a) Xác định ảnh hưởng của tải trọng q x2tới chất lượng trộn yK68
b) Xác định ảnh hưởng của tải trọng q x2tới chất lượng trộn yN70
Kết luận 71
3.3 Kết quả thực nghiệm đa yếu tố 73
3.3.1 Ảnh hưởng của vận tốc x1 và tải trọng x2 đến chi phí năng lượng riêng YN73
3.3.2 Ảnh hưởng của vận tốc x1và tải trọng x2 đến chất lượng trộn yK763.3.3.Giải bài toán thương lượng giữa hàm chi phí năng lượng riêng YNvàhàm chất lượng trộn YK79
Kết luận chương III 80
Chương IV
Ứng dụng lý thuyết đồng dạng, mô hình, tính toán lực cản chuyển động
trong môi trường nhớt, dễ rơi và xác định dãy máy trộn81
4.1. Những nguyên tắc chung của quá trình ứng dụng lý thuyết đồng dạng trong nghiên cứu máy trộn81
4.2. Tính toán chi phí năng lượng trên đơn vị thể tích vật liệu của máy trộn (kiểu
vít đứng) và đề xuất dãy máy trộn phù hợp qui mô sản xuất ở vùng nông thôn85
Nhận xét 88
Kết luận chương IV 88
Kết luận chung 89
Nhận xét về mức độ hoàn thành nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài luận văn 90
Những vấn đề cần nghiên cứu tiếp 91
Hợp đồng kinh tế
Phụ lục (Một số hình ảnh thực nghiệm)
Tài liệu tham khảo
Để tải bản DOC Đầy Đủ xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung:
hần trụ và phần nón cụt, và ở trong ống bao do vít đẩy lên, phải đƣợc liên tục,tránh ùn, để toàn bộ khối bột đƣợc vít liên tục xáo trộn không bị thiếu bột vào ống
bao. Điều đó đƣợc thoả mãn nếu thời gian t2 cần thiết để vít đẩy lên ống bao hết
toàn bộ khối bột
0302010 VVVV
phải bằng thời gian toàn bộ khối bột V0 đã chảy
qua phần nón cụt ngoài ống bao (tức là qua đáy C-C), đó là điều kiện cần và đủ,
nghĩa là
t
V
V
q
VVV
q
V
t
tt
vtvt 01
00302010
2
12 (2.38)
Giá trị thời gian t1 và t2, các khối bột V0, V01, lƣu lƣợng giây qvt của vít phụ
thuộc vào thông số cấu tạo và sử dụng của máy trộn. Do đó nếu chọn trƣớc một số
cơ bản, có thể tính giá trị cần thiết của một thông số khác để đảm bảo điều kiện trên,
làm cơ sở thiết kế cải tiến mẫu máy trộn vít đứng
Thay các giá trị
)12(
)12(
2
22
222
RbHrRgm
RbHrR
Rb
n
Vào công thức
)2exp(11ln(.
1
0101 mVVm
mn
t
(2.39)
222
01
22
013222 )12(
4
exp11ln(.
2
12
)12(
2
RbHrR
RbV
Rbg
RbHrR
V
RbHrRg
Rb
t
(2.40)
Ở đây trị số
222
01
)12(
4
exp
RbHrR
RbV
khá nhỏ, nên có thể coi:
01
2 2 2
4 2
ln(1 1 exp ) ln 2
3( 2 1)
RbV
R r RbH
Thể tích phần nón cụt V01 có thể tính bằng:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
-31-
1
233
01 )(
3
HrRR
b
V C
(2.41)
Trong đó:
RC – Bán kính nhỏ của đáy nón cụt ở mức C-C;
r - Bán kính của ống bao;
tg
H
RR
b C
1
;
Đặt các tỷ số:
R
r
R
RC ;
thì
)31(
3
221
2
01
HR
V
(2.42)
Từ các kết quả trên có thể tính
1
)12(
)1)(31(
)1(
12(2
3
1
22
222
1
g
H
t
(2.43)
Thay giá trị t từ (2.39) và V01 từ (2.42) vào (2.38) sau khi biến đổi
vtq
V
t 01
(qvt)
là năng suất giây của vít trộn, theo công thức
btvvt vrrq .).(
22
có thể tính gần đúng:
snrqvt
2
60
ta sẽ có:
)31(
1
)12(
1
1
)12(1800
)31(
3
60
2222
24
222
1
22
2
1
ns
gH
sn
H
t
(2.44)
Nhƣ vậy, nếu chọn trƣớc một số đại lƣợng trong các đại lƣợng của công thức
trên thì ta có thể xác định đƣợc một đại lƣợng khác để đảm bảo điều kiện cho khối bột
chuyển động liên tục trong ống bao và thùng máy, nhờ đó trộn đƣợc nhanh đều hơn.
Nhận xét
Ứng dụng lý thuyết chuyển động của vật liệu tơi trong thùng chứa đã nghiên
cứu chuyển động của khối bôt trong thùng máy trộn bột kiểu vít đứng có ống bao cải
tiến với các hàng cửa sổ, đã xác định các phƣơng trình chuyển động của khối bột
ngoài ống bao qua phần nón cụt: phƣơng trình vi phân (2.8) xác định áp lực P ở một
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
-32-
lớp bất kỳ trong khối bột với nghiệm tổng quát P tính theo công thức (2.11). Phƣơng
trình tính lƣu lƣợng q của khối bột qua đáy dƣới của phần nón cụt biến đổi theo thời
gian t, với công thức (2.13-1), xác định vận tốc VH1 (2.16) và gia tốc aH1 của lớp bột
chuyển động qua đáy nón cụt nơi ta cần xét để khối bột rơi vào vít trộn. Đồng thời
cũng tính đƣợc thời gian t theo công thức (2.13-2); (2.13-3) cần thiết để khối bột V01
chứa trong phần nón cụt chảy hết qua đáy dƣới. Xác định phƣơng trình chuyển động
của khối bột ở phần trụ (2.19) và (2.22), chuyển động này phụ thuộc vào chuyển động
của khối bột ở phần nón cụt, phƣơng trình này cho phép xác định áp lực P ở tiết diện
bất kỳ của thùng trụ.
Khi khối bột đứng yên hay chuyển động đều, ta có thể tính đƣợc áp lực P của
khối bột tác động lên đáy thùng chứa hình trụ có chiều cao H2 và hệ số cản chuyển
động k.
Xác định phƣơng trình chuyển động của khối bột trong ống bao nhờ vít trộn
(2.26) và vận tốc của khối bột văng qua các cửa sổ ống bao, khối lƣợng bột chứa trong
ống bao dƣới tác dụng thoát bột của các cửa sổ (2.37) và thời gian t2 của vít đẩy khối
bột (2.33)
Nhƣ vậy điều kiện chuyển động liên tục của khối bột qua vít trộn trong ống
bao và qua hai phần thùng ngoài ống bao, đã xác định mối liên quan giữa kích
thƣớc cơ bản của thùng và vít trộn (2.44)
Áp dụng kết quả trên để kiểm tra tỷ số của hai bán kính lớn và nhỏ của máy
mô hình đảm bảo điều kiện chuyển động liên tục của bột trong máy, đồng thời kiểm
tra khối bột cấp cho mỗi mẻ trên máy mô hình nhằm đảm bảo chất lƣợng và giảm
chi phí năng lƣợng riêng.
2.2. Nghiên cứu cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm
Trong quá trình nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng làm việc và
mức tiêu thụ điện năng riêng của máy trộn vít đứng, tác giả đã áp dụng phƣơng
pháp quy hoạch thực nghiệm đa yếu tố. Với phƣơng pháp này cần xác định đƣợc
các khoảng nghiên cứu, các mức biến thiên, khoảng biến thiên thích hợp. Vì vậy
cần áp dụng kết quả thực nghiệm đơn yếu tố, trên nguyên tắc chung là cố định
các yếu tố khác và thay đổi một yếu tố để xác định ảnh hƣởng của yếu tố biến thiên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
-33-
đó tới thông số mục “đầu ra”. Qua đó thăm dò đƣợc khoảng nghiên cứu cho phép
của yếu tố và các ảnh hƣởng tới giá trị cực trị của hàm mục tiêu.
2.2.1. Ứng dụng phƣơng pháp quy hoạch thực nghiệm trong nghiên cứu thực
nghiệm đơn yếu tố
Có nhiều yếu tố ảnh hƣởng đến độ trộn đều và mức tiêu thụ điện năng riêng đối
với máy trộn thức ăm gia súc, trƣớc hết cần chọn các yếu tố ảnh hƣởng. Đó là các
yếu tố:
- Thời gian trộn ;
- Tốc độ của vít trộn;
- Khối lƣợng một mẻ trộn (hay hệ số chứa trong thùng trộn);
- Kích thƣớc cấu tạo bộ phận trộn;
- Độ nhỏ của nguyên liệu;
- Độ ẩm của nguyên liệu…
…
Để lựa chọn những yếu tố chính, ta có thể dùng phƣơng pháp tìm hiểu thu
thập thông tin qua các tài liệu tham khảo và ý kiến của chuyên gia, nhờ đó có thể
loại bỏ bớt những yếu tố không cần thiết.
Trong điều kiện và khuôn khổ của luận văn, tác giả chọn những thông số
chính ảnh hƣởng đến độ trộn đều và mức tiêu thụ điện năng riêng, đó là: khối lƣợng
một mẻ trộn (tải), tốc độ của vít trộn
Trên cơ sở các yếu tố đƣợc chọn, tiến hành nghiên cứu thí nghiệm đơn yếu tố để
xác định mức ảnh hƣởng của các yếu tố này, đồng thời tìm đƣợc khoảng biến thiên.
Ký hiệu các yếu tố nhƣ sau:
- x1: Tốc độ của vít trộn;
- x2: Tải;
- YK: Độ trộn đều;
- YN: Mức tiêu thụ điện năng riêng.
Từ thí nghiệm đơn yếu tố sẽ xác định ảnh hƣởng của từng yếu tố đến các thông số
YK, YN.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
-34-
Ví dụ: YK = f1(x1) ; YN = f2(x1) với mức và khoảng biến thiên của x2 đƣợc
chọn sơ bộ và không đổi. Khi đó có đƣợc giá trị YK(x1) và YN(x1) sẽ chấp nhận sơ
bộ trị số x1 ứng với giá trị tƣơng đối tốt cho cả YK hay YN, hay chọn mức x1 cho
chất lƣợng trộn YK, giá trị YN phải chấp nhận một cách tƣơng đối.
Khi tiến hành xác định YK = f1(x2) ; YN = f2(x2) với mức cố định x1 đã chọn
sơ bộ, ta sẽ chọn đƣợc trị số x2 làm mức trung tâm. Nếu trị số x2 trên tƣơng đối gần
với trị số x2 mà ta đã chọn và giữ cố định khi xác định YK(x1) và YN(x1) th