автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение эффективности технологических процессов уборки, транспортировки и переработки бесподстилочного навоза

- 3 МАР

1997

На правах рукописи

КАПУСТИН Василий Петрович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ УБОРКИ,ТРАНСПОРТИРОВКИ И ПЕРЕРАБОТКИ БЕСПОДСТИЛОЧНОГО НАВОЗА

Специально«^ 05.20.01 - механизация сельскохозяйственного производства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

¡ьо^Л

Саратоз -1997

Работа выполнена в Тамбовском государственном техническом университете (ТГТУ) и во Всероссийском научно-исследовательском и лроектно-техноло-гическом институте по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве (ВИИТиН)

Научный консультант - Заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор технических наук, профессор Коба В.Г.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

В.Ф. Дубинин; доктор технических наук, профессор А.И. Завражн.ов;

доктор технических наук, профессор А.И. Дементьев

Ведущая организация • Всероссийский научно-исследовательский и проек-тно-технологический институт механизации животноводства (ВНИИМЖ)

Защита диссертации состоится" " марта 1997 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 120.04.01 при Саратовском государственном агроинже-нерном университете по адресу:

410740 г. Саратов, ул. Советская 60, СГАУ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СГАУ Автореферат разослан " февраля 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

Н.П. Волосевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Задача получения и переработки навоза является одной из наиболее трудно решаемых в животноводстве, а переход сельского хозяйства к рыночным отношениям усугубил и без того тяжелое положение- в этой отрасли.

Традиционный подход к выбору параметров каналов, режимам накопления и истечения приводит к получению объема жидкого навоза, превышающего оптимальный в 2...5 раз, снижению количества питательных веществ в единице объема, к увеличению затрат труда и энергии на его транспортировку и переработку, к удорожанию способов и средств обеззараживания и разделения, очистки жидкой фракции от взвешенных частиц, загрязнению окружающей среды.

Рассмотрение технологических процессов уборки, транспортировки и переработки жидкого навоза в отрыве друг от друга, без учета количества и качества получаемого продукта на предыдущих этапах, не позволяет создавать поточные, энергосберегающие экологически безопасные системы.

Создание системы уборки, транспортировки и переработки бесподстилочного навоза, обеспечивающей теоретическое и практическое повышение эффективности технологических процессов, при снижений отрицательного воздействия на окружающую среду, остается актуальной проблемой, решение которой имеет важное народнохозяйственное значение.

Исследования и разработки, составившие основу диссертационной работы, выполнены в соответствии с постановлением Государственного комитета СССР по науке и технике, координационным планом ВАСХНИЛ, проблема 051.525, тема 3, задание для Тамбовского филиала ВИЭСХ 051.530 б, проблема 051.02 задание 051.12 и планами научно-исследовательских работ ВИЭСХ и его Тамбовского филиала.

Цель работы. Повышение качества получаемого навоза и продуктов его переработки, снижение трудо - и энергозатрат и отрицательного воздействия на окружающую среду, улучшение условий труда обслуживающего персонала и содержания животных за счет совершенствования, разработки и оптимизации ресурсосберегающих процессов.

Объекты исследований : технологические процессы уборки, транспортировки и переработки навоза и технические средства, их обеспечивающие.

Предмет исследования - условия накопления и истечения навоза из канала, взаимосвязь между параметрами насосной установки и режимами транспортирования навоза, параметры ленточного фильтр-пресса, качество очистки жидкой фракции от взвешенных частиц.

Методика исследований. Методической основной явились системный подход, физическое и математическое моделирование. Разрабатываемые процессы рассмотрены как единая система взаимодействия "Человек-машина-животное-растение-продукт-среда".

Теоретические исследования выполнены с использованием соответствующих законов сохранения массы и энергии, фильтрации, уплотнения грунтов и теории графов. При экспериментальных исследованиях использованы методика планирования эксперимента, частные методики, стандартные измерительные приборы, оригинальные стенд и макеты.

Научная новизна. Впервые на основе рассмотрения схемы модели взаимодействия системы "Человек • машина - растение-животное -продукт- среда" разработана биотехнологическая система (БТС) уборки, транспортировки и переработки бесподстилочного навоза. На основе теории графов проведен топологический анализ ее функционирования. Обоснована закономерность накопления навоза в зависимости от его физико-механических свойств и параметров канала.

Предложен новый способ очистки жидкой фракции навоза от взвешенных частиц. Получены количественные характеристики физико-механических и реологических свойств бесподстилочного навоза. Оптимизированы параметры на-возоприемника насосной станции с разработкой математических моделей режима транспортирования. Формализованы параметры и режимы работы ленточного фильтр-пресса для разделения навоза. Разработаны показатели оценки эффективности устройств для разделения жидкого навоза. Создана математическая модель процесса обеззараживания жидкого навоза в электрическом де-гельминтизаторе.

Предложенные в диссертации технические решения по совершенствованию устройств для переработки жидкого навоза и способ очистки жидкой фракции защищены 4-мя авторскими свидетельствами.

Достоверности основных положений, выводов и рекомендаций подтверждена сходимостью теоретических исследований с экспериментальными данными и производственной проверкой разработок в 46 хозяйствах Тамбовской и Владимирской областей, на животноводческих комплексах Самарской,

Свердловской, Тамбовской, Московской и Мурманской областей, а также их одобрением на НТС МСХ СССР, МСХ и продовольствия РФ и Тамбовской области.

Практическая ценность и реализация результатов исследований.

Результаты исследований являются основой для совершенствования существующих и создания новых способов и средств для осуществления технологических процессов уборки, транспортировки, разделения, обеззараживания жидкого навоза и очистки жидкой фракции от взвешенных частиц.

Результаты исследований использованы рядом научно-исследовательских и проектных институтов в рабочих проектах и нормативных документах и учебных заведениях в качестве учебных пособий, а именно:

- Центральным научно-исследовательским и проектным институтом типового и экспериментального проектирования животноводческих комплексов по производству молока, говядины и свинины (Гипронисельхоз) при разработке Общесоюзных норм технологического проектирования систем удаления, обработки, обеззараживания, хранения и утилизации навоза и помета (ОНТП 17-77, ОНТП 17-81) раздел 1.3, Методических рекомендациях по проектированию систем удаления навоза и помета, раздел 1...3, утвержденных МСХ СССР и ВАСХНИЛ;

- Российским научно-исследовательским и проектным институтом агропромышленного комплекса (Роснипиагропром) при разработке рабочих проектов насосных станций без заглубленного машинного зала для перекачивания жидкого навоза и сточных вод и проектах для повторного применения насосных станций, утвержденных МСХ и продовольствия РФ,, а также при разработке самотечной системы уборки с гидрозатворами, конструкция которых создана для свинокомплекса "Поволжский" Самарской области под руководством автора;

- Центральным проектным институтом типового и экспериментального проектирования предприятий биологической промышленности и научно-исследовательских учреждений МСХ СССР (Гипросельхозпром) при разработке 10 рабочих проектов насосных станций;

• Проектным институтом "Башколхозпроект", "Тамбовколхозпроект" и "Уд-муртграждчнпроект" при разработке рабочих проектов насосных станций и систем уборки с использованием гидрозатворов, разработанных под руководством и с участием автора.

Под руководством и при участии автора разработаны и внедрены в 15 хозяйствах Тамбовской области "Рекомендации по расчету и применению поточных

технологических линий уборки, обработки и транспортировки жидкого навоза на животноводческих комплексах", рассмотренные и одобренные НТС производственного управления сельского хозяйства Тамбовского облисполкома.

По материалам исследований для студентов специальности 31.13 "Механизация сельсхого хозяйства" издан о учебное пособие (утверждено Государственным комитетом РФ по высшему образованию в качестве учебного пособия для общефедерального применения), лекции к курсу ОНИиП и 8 учебных плакатов (в соавторстве), выпущенных издательством "Колос", которые используются в учебном процессе технических колледжей, академии, университета.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались ежегодно с 1973 по 1980 гг на Ученом Совете Тамбовского филиала ВИЭСХ, ВИЭСХ и научно-технических конференциях филиала по итогам НИР, на научных конференциях Саратовского государственного агроин-женерного университета (СИМСХ) 1975-1978, 1994-1995 гг, в Тамбовском государственном техническом университете (ТИХМ) 1987-1996 гг.

Отдельные материалы диссертации доложены и одобрены на научных конференциях ВНИИМЖ 1975-1980, 1994-1995 гг. на Всесоюзных семинарах г.Москва (ВДНХ) 1973 г.,Г. Тарту 1975 г., на Всесоюзных научно-технических конференциях в проектном институте Роспромколхозпроект г. Волгоград, 1976 г., ЦНИПТИМЭЖ 1976 г., ЦНИПТИМЭСХ 1979 г.,на Всероссийских научно-технических конференциях ВИИТиН (Тамбов), ВИЭСХ (Москва) 1996 г., на заседании НТС управления сельского хозяйства Тамбовского облисполкома 1979,1980 гг.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 92 печатные работы, в том числе 4 авторских свидетельства, 8 учебных плакатов, учебное пособие, лекции к курсу ОНИиП, 5 зарегистрированных отчетов о НИР.

Структура и обьем диссертации. Диссертация включает введение, четыре главы, общие выводы, заключение и рекомендации, список использованных источников из 498 наименований и 32 приложения.

На защиту выносятся:

- структура энергосберегающей, природоохранной биотехнологической системы уборки, транспортировки и переработки бесподстилочного навоза;

- закономерности процесса накопления и истечения навоза из канала;

- математические модели гидротранспортирования бесподстилочного навоза;

• математические модели и показатели эффективности процесса разделения жидкого навоза в ленточном фильтр-прессе;

- способ очистки жидкой фракции навоза от взвешенных частиц;

- результаты экспериментальных исследований и производственной проверки предложенных машин и их эффективность.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обоснованы актуальность проблемы, сформулированы цель исследований и основные положения, которые выносятся на защиту.

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

В главе дан анализ способов и средств уборки, транспортировки, разделения, обеззараживания жидкого навоза и очистки жидкой фракции от взвешенных частиц и доказано, что основными факторами, определяющими эффективность технологических процессов, являются: расчет параметров каналов и процессов накопления и истечения навоза, контроль за состоянием и поддержание номинальной влажности навозной массы, совершенствование устройств для удаления осадка из каналов с помощью очищенной жидкой фракции, оптимизация параметров навозоприемников насосных станций, всасывающих устройств насосов и режимы транспортирования жидкого навоза по заиленным трубопроводам, разработка устройств, позволяющих осуществлять в одной установке разделение исходного навоза на жидкую и твердую фракции, удовлетворяющие агротехническим, ветеринарным и мелиоративным требованиям, разработка способа очистки жидкой фракции от взвешенных частиц и определение параметров и режимов электрического дегельминтизатора.

Установлены параметры технологических процессов и их зависимость от физико-механических свойств жидкого навоза.

Изучению технологических процессов уборки, транспортировки, разделения, обеззараживания бесподстилочного навоза в целях использования его з качестве органического удобрения и очистки жидкой фракции от взвешенных частиц посвящены работы многих коллективов ученых научно-исследовательских, проектных, проектно-технологических институтов, учебных заведений и других организаций.

Большой известностью среди специалистов пользуются работы Зуева В.А.,

- с -

Калюги В.В., Ковалева А.А., Марченко Н.М., Письменова В.Н., Р. Леманна, И.Экес-бу, Г.Кориата, М.Бельке и др., исследовавших физико-механические свойства и химический состав жидкого навоза. Результаты этих исследований могут быть использованы в расчетах параметров и режимов работы гидравлических систем уборки и устройств для разделения навоза только при определенных значениях температуры, плотности и реакции среды навозной массы, что явно недостаточно для расчета параметров каналов и технических средств в реальных условиях функционирования технологических процессов с изменяющимися параметрами навоза.

Большой вклад в исследование процессов разделения жидкого навоза на жидкую и твердую фракции и метанового сбраживания внесли Гриднев П.И., Коваленко В.П..Ковалев Н.Г.,Лосяков В.П., Лукьяненхов И.И., Мельников С.В.,Морозов Н.М., Полонский Л.С., Фурсин П.А., Р.Грюнерг, 0. Геслинг и другие. Ими определены конструктивные и режимные параметры дуговых сит, отстойников, центрифуг, вакуумного ленточного фильтр-пресса и шнековых прессов. Вместе с тем анализ результатов показал, что в настоящее время получить в одном устройстве жидкую и твердую фракции, удовлетворяющие агротехническим, ветеринарным и мелиоративным требованиям с малыми затратами труда и энергии не удается, так как принцип действия каждой из используемых, машин (устройств) не соответствует физико-механическим свойствам навоза, отсутствуют показатели технологического эффекта устройств, способствующих повышению интенсивности разделения, снижению трудо - и энергозатрат и материалоемкости.

Исследования Грачевой Л.И.,Кобы В.Г., Красехина И.Д., Личмана Г.И., Мир-заджанзаде А.Х., С. Берглунд, Г. Анианссон и других составили основу создания гидротранспорта грубодисперсных сред - жидких кормов и навоза. Ими определены параметры навозопровода, производительность насосов, местные и линейные потери напора, определены незаиливающие скорости при переходном и турбулентном режимах движения. Однако в работах исследователей не нашли отражение реальные вопросы' оптимизации параметров навозоприемников насосных станций, всасывающих устройств насосов и режимы транспортирования жидкого навоза по заиленным трубопроводам, решение которых могло способствовать повышению эффективности перемещения навоза.

Существенный вклад в развитие науки и практики очистки жидкой фракции от взвешенных частиц и обеззараживания жидкого навоза внесли такие ученые

и специалисты, как Афанасьев В.Н., Бондаренко А.М., Гришаев И.Д., Долгов B.C., Дурдыбаев С.Д., Макаров B.C., Черепанов А.А., М.И. Бусслер, И. Жиодловский, Д. Суссенбах, и другие. Ими разработаны способы и средства для очистки жидкой фракции и обеззараживания жидкого навоза, определены режимные параметпы процессов. При очистке жидкой фракции от взвешенных частиц различными способами достигается высокая степень очистки, но большие расходы коагулянтов, электроэнергии и низкая производительность сдерживают эти методы от внедрения. Для обеззараживания жидкого навоза влажностью 76...96 % эффективных средств не выявлено.

На основании анализа исследований автором разработана классификация способов и средств уборки, разделения и обеззараживания жидкого навоза и очистки жидкой фракции от взвешенных частиц.

Анализ литературных источников показывает, что все технологические процессы рассматривались исследователями в отрыве друг от друга, без учета количества и качества получаемого на предыдущих этапах продут, что не позволяет выбирать оптимальные способы и средства переработки, согласовывать машины (аппараты) по производительности, позысить в целом эффективность этих процессов при снижении потерь массы и питательных веществ, трудо - и энергозатрат, загрязнения окружающей среды. В результате возникли явные противоречия между разработанной теорией описания процессов накопления и истечения навоза из каналов, его транспортирования, разделения и очистки жидкой фракции от взвешенных частиц и практикой применения разработанных технических средств в реальных условиях. Поэтому получают навоз высокой влажности, низкого качества й больших объемов, что требует увеличения трудо-и энергозатрат на его транспортировку, переработку и хранение.

Из изложенного следует вывод о наличии проблемной ситуации повышения эффективности технологических процессов уборки, транспортировки и переработки бесподстилочного навоза в реальных условиях.

Для решения поставленной проблемы з ходе исследований предусматривалось решить следующие задачи *:

- разработать энергосберегающую, природоохранную биотехнологическую систему уборки, транспортировки и переработки бесподстилочного навоза;

- разработать математические модели процессов накопления и истечения

* В решении отдельных вопросов принимали участие Тырноз Ю.А., Сзяпин В.А., Сарычеа П.П., Макаров B.C. под научным руководством автора.

навоза из каналов и перемещения его по трубам;

- установить закономерности процесса разделения жидкого навоза в ленточном фильтр-прессе и обосновать показатели эффективности;

- разработать способ очистки жидкой фракции навоза от взвешенных частиц;

- исследовать физико-механические и реологические свойства бесподстилочного навоза;

- провести экспериментальные исследования и проверку предложенных способа и средств в производственных условиях, выявить показатели эффективности и целесообразность их применения.

2.ТЕ0РЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССОВ УБОРКИ, ТРАНСПОРТИРОВКИ И ПЕРЕРАБОТКИ БЕСПОДСТИЛОЧНОГО НАВОЗА

Современные технологические линии уборки, транспортировки и переработки жидкого навоза, составляющие систему, характеризуются сложной многоуровневой структурой взаимосвязей эффектов физической, химической и биологической природы, наличием прямых и обратных потоков между элементами оборудования. Для изучения таких систем применимы исследования с использованием системного подхода. Необходимость применения последнего при совершенствовании техники и технологий уборки, транспортировки и переработки жидкого навоза диктуется'углублением противоречий экономического (диспаритет цен), технического (несовершенство устройств, машин, оборудования), экологического (загрязнение окружающей среды, начиная от получения навоза, транспортировки, переработки и кончая использованием) и социального (получение чистых продуктов питания) характера. Большое количество факторов, их сложность, влияние на эффективность технологических процессов, различие оценочных критериев, наличие взаимосвязей показывают, что их изучение возможно благодаря применению системного подхода.

Анализ явлений, происходящих при уборке (смешивание, изменение температуры, брожение навозной массы, расслоение и т.д.), транспортировке (механическое воздействие на частицы, образование осадка), разделении (перераспределение взвешенных частиц и питательных элементов, выделение газов), коагулировании (биохимическая реакция, осаждение), обеззараживании жидкой (нагрев) и твердой фракций (биотермический процесс) показывает, что данную совокупность

элементов (каналы, насосы, установки для разделения, коагулятор, дегельминтизатор и связывающие их потоки навозной массы (фракций) следует отнести к сложной БТС, рис. 1.

Формализованное представление БТС имеет вид

Рис. 1. Схема БТС уборки, транспортировки и переработки жидкого навоза: 1 - назозосборный канал; 2 - решетчатый поя; 3 - промежуточная емкость; 4 - насос;

5 • нзвозоприемник; 6,9 - ленточный фильтр-пресс; 7- бурт; 8 -коагулятор;

10 • дегельминтизатор.

элементов системы; F - функция (новое свойство) системы.

Уравнение функциональных связей между элементами БТС в общем виде представляют собой неявные функции многих'переменных вида

Г(П, Ц, ФД, Д), (2)

где П - параметры состояний физических потоков; п • к-п.д. элементов БТС; Ф -физико-химические константы; К - конструктивные и технологические параметры БТС; Д - параметры технологического процесса

БТС уборки, транспортировки и переработки жидкого навоза рассмотрена как часть большой системы "Человек-машина-растение-животноз-продукт--среда", рис.2.

Все элементы БТС взаимодействуют между собой и природой и составляют замкнутую систему:

3:{пивиФА?издисит}; {миРижиг^ич} СЭ," (3)

где П - почва; 8 - воздух; ФАР - фотоеинтетическая активность радиации; Вя - вода;

С - свет; Т - тепло; М - машина; Ж • животное; Р - растение; Пр- продукт; Ч - человек.

Применение системного подхода к изучению технологических процессов позволяет комплексно изучать БТС, принимать решения с учетом всех существенных технологических, технических и экологических факторов и их взаимосвязей.

Первым процессом БТС, который влияет на последующие процессы является уборка навоза. Причем количество и качество получаемого навоза зависят от работы каналов самотечной системы.

Функционирование каналов самотечной системы определяют - глубина канала, процесс накопления навозной массы и ее параметры.

Функциональная зависимость высоты слоя накопления жидкого навоза в канале, при которой потенциальная энергия навозной массы переходит в кинетическую ( силы гидростатического давления превышают силы сопротивления), имеет вид Н-/(Вж,Д>,Тс>Ус,Т>,УУ,П1), (4)

где 8Ж - вид животного; Дж - возраст животного; Тс - тип содержания; Ус - условия содержания; Т(- способ уборки; V/ - влажность наЕоза, %; П< - параметры канала

а, в, н), м.

3 результате рассмотрения сил, действующих в выделенном двумя сечениями элемента навозной массы в канале, получено уравнение для определения высоты качала еа истечения из канала прямоугольного сечения

н3 > (т01 + уЯё72^мв~г")/р93. (5)

для канала круглого сечения н„ = (-¡,1. -г ,/7<1г ^ 8:,1Рдп[) / (б)

где т0 - предельное напряжение сдвига, Па; I - длина канала, м; р • плотность навозной массы, кг/м3; Як- радиус канала, м; д - ускорение свободного падения, м/с7; В - ширина канала, м.

Из графиков, рис.3 построенных на основе данных, рассчитанных по формуле 6 следует, что на высоту накопления навоза Н0, а, следовательно, и на глубину канала влияют, кроме реологических свойств, параметры канала - длина и ширина.

Движение навозной массы в канале прекращается при достижении предельного напряжения сдвига равновесного состояния тост

Н5 = (тК11 + 1/4Лг + 2т01рдВг)/рдВ (7)

Коэффициент надежности функционирования канала (показатель эффективности работы) находится из выражения т]=(1-Н5)/2Н0 (8)

Допустимая высота всасывания фекальным насосом с учетом давления насыщенных паров определяется по формуле Н, = Драг/(4г^+ гНг+4т0В) (9) где дР=Ра-Р,, Па; Ра - атмосферное давление, Па; Р, - давление на входе в насос, Па; Я - радиус трубы, м;- динамическая вязкость, Па • с; V - скорость массы, м/с; у - удельный вес, Н/м3; г0 - напряжение сдвига, Па. При этом максимальная скорость навозной массы определится из уравнения

1^=(дР-НвУ)Я/4Н8 + т0Я/п • " (Ю)

Осаждение твердых частиц в жидком навозе, находящемся в трубопроводе, происходит не только при У=0 (насос выключен), но и при малых скоростях перемещения, что приводит к заилению трубопровода, изменению режимов и

Н„,м 0,85 0,75 0,65 0,55 0,45 0,35 0,25

О 0,5 1,0 1.& 2,0 2,Э В,м —"о 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 В,м

б)

I

\ «7=88 Т=285 ,.89 % К

[=40ы

1~30м

- 1=20м

1_=10м

Рис. 3. Изменение высоты накопления навоза а зависимости от ширины канала: а) для навоза КРС; б) для сзииого навоза

эффективности работы насосов.

При гидротранспортировании жидкого навоза, с твердой фазой строго определенных размеров ее расход через выделенные сечения определяется режимом движения смеси V„ /а«аяе'/а., (11)

где V, - объем твердой фазы, м3; I - время, с; Яе' - число Рейнольдса; I. - длина участка,м.

Анализируя выражение 11 отметим, что при ЗНе731->0 слой осадка уменьшается т.е. осадок постоянно разрушается и происходит его вынос УJд\<Q. При дПе/д1 <0 происходит увеличение слоя осадка что способствует

заилению трубопроводных систем.

С учетом уравнения Шведова-Бингама скорость навозной массы по сечению трубопровода формализуется как

Уравнение расхода потока с учетом заиления в общем виде представлено

г.

выражением 4= Мч^о-Ы^ (13)

о

После преобразования уравнение определения расхода жидкого навоза в трубопроводах с учетом слоя заиления принимает вид

где К - коэффициент, учитывающий отклонение формы частиц дисперсоида от шарообразной; рт - плотность твердых частиц, кг/м3; рс - плотность жидкости, хг/м3; д - ускорение свободного падения, м/сг; с! - размер твердых частиц, м; V - скорость навозной массы, м/с; ч - расход потока, м3/с, а - степень заиления.

Эта математическая модель позволяет определять незаиливающие скорости транспортирования жидкого навоза по трубопроводам различного диаметра, при которых прекращается образование осадка, а гидравлические потери будут соответствовать расчетным, исчисленным по формуле Дарси-Вейсбаха.

Теория рассматриваемого нами процесса разделения жидкого навоза в ленточном фильтр-прессе является частью общей теории фильтрования, которая базируется на эмпирическом законе Дарси.

* = К(Н/1) = Н(Ш), (151

где - скорость фильтрации; К - коэффициент фильтрации, характеризующий

проницаемость и равен 1/R; R • сопротивление фильтрации; Н - разность напороз в начале и конце участка; I - длина участка.

Помещая начало координат в место подачи исходной массы на сетку пресс-фильтра и мысленно останавливая движение сетки, процесс фильтрования можно рассматривать как происходящий на неподвижной фильтрующей перегородке. Без учета сопротивления фильтрующей сетки основное уравнение принимает вид

dV„ / Sdt = дРцг„1, (16)

где \/ф - обьем отфильтрованной жидкой фракции, м3; S - площадь фильтрования, м2; х • время фильтрования, с; ЛР - разность давлений, Па; ц - динамическая вязкость, Па • с; г0 - удельное сопротивление слоя осадка, м-г; I - толщина слоя осадка, м.

, Принимая объем осадка в каждый момент времени пропорциональным объему полученного к этому времени фильтрата, запишем V„ = v„ = IS, (17) Выразив перепад давления через напор столба исходной массы др = pKgh,c учетом выражения (17) уравнение (16) примет вид

dV„ /(Sdr) = [p„g(h, -h,)s]/(Wovs). (18)

где ри- плотность исходной массы, кг/м3; g - ускорение свободного падения, м/с2; h - текущее значение действующего напора h0-ht, м; h„ - высота слоя исходной массы, м; h, - высота слоя, ушедшего через сетку фильтра, м. После ряда математических преобразований уравнение (18) примет вид

ti = [{1 + х0)г / x0](2P>,gLc) / (^r0h0), ' (19)

где Рс - скорость сетки, м/с; Lc - длина сетки, м.

Исходя из уравнения материального баланса, определим коэффициент пропорциональности Х0 по выражению

xO = vO/v$HwO-wJ]/[poK-wO)]. (20) где рт и р0 - плотности осадка и отфильтрованной жидкости, кг/м5. Подставив значение Х0 в формулу (20), получим

t-[y?/(vevJ](2p11eLc)/(^r0he)] (21)

Откуда Lc = (>ЛУфцгл) / (2Рйд\'иг) ' (22)

Для исследования процесса обезвоживания навоза на валиках используем закон уплотнения грунтов m0 = -dl / d?, (23)

Применительно к твердой фракции навоза коэффициент пористости

l=n/m (24) Откуда m+n=1 (25)

Решив совместно уравнения (24) и (25) получим n=i/(l+l) (26), ш=1/(1+1) (27)

где ш0 - коэффициент сжимаемости; Р - давление; I - коэффициент пористости; п -объем пор; т • объем твердых частиц в единице объема твердой фракции.

Приняв во внимание уравнение 27, приравняем объем твердых частиц слоя выделенного цилиндра до приложения нагрузки к объему после полного компрессионного уплотнения пор нагрузкой (1 += (1 + 1г (28) где I, - начальный коэффициент пористости слоя после отфильтровывания свободной жидкости, определяется по плотности, влажности и удельному весу; Я - площадь цилиндра; 1г- коэффициент пористости, соответствующий увеличению давления на слой; Ь'- конечная высота слоя.

Решив уравнение (28) относительно И', определим усадку слоя разности высот до и после уплотнения 8 = ь-Ь' = ь(1,-1г)/(1 + 1г) (29) Связь между влажностью, давлением и коэффициентом пористости характеризуется компрессионной кривой. С учетом уравнения (23)

Б-КРДы,) (30)

Используя из теории механики грунтов коэффициент относительной сжимаемости ш0/(1-1|)=ш,, получим 5=!ип7Р (31)

Предположив, что изменение расхода жидкой фракции, вытесняемой из пор слоя твердой,с достаточной точностью описывается законом фильтрации, а соответствующее изменение пористости - законом уплотнения, задачу протекания процесса усадки слоя по времени можно описать уравнением

Р=Ри+Рг (32)

где Р„ -давление в поровой воде; Рг - давление в скелете.

Для элементарного слоя с!г на глубине 2 увеличение расхода воды равно уменьшению пористости п, т.е. ёц181--6п/с1 (33)

Учитывая закон фильтрации, преобразовав левую часть уравнения (33) сч / дг = «ДсгН / (34); используя уравнение (32), получим 5гн/а2 = ггрг/(г*й2) или^/&=кфг'рг/(7жйг), (35)

где Кф- коэффициент фильтрации; Р- напор жидкости; уж - удельный вес жидкости.

Для правой части уравнения (33), если учесть уравнение (26) и пренебречь в знаменателе этого выражения изменением коэффициента пористости по сравнению с единицей, взяв некоторое его среднее значение I , получим

а./*-^ (36)

По закону уплотнения а / л = -т„(сР,/с>т) Следовательно, для правой части уравнения (33) получим ап/дг = -т,,гР,/(1 += -т,(гР,/ех) (37)

Подставив найденные значения дц/дг и сп/сЛ перенеся постоянные величины в левую часть, имеем кф ■ е% / (туГ ,д1г) = ар£ / л

Обозначив, постоянный множитель левой части через С„ и назвав его коэффициентом уплотнения, окончательно получим С,(ггР, /й2) = гр,/й (38) Данное уравнение решается применением рядов Фурье при удовлетворении начальных и граничных условий, которые можно сформулировать, если рассматривать задачу сжатия слоя толщиной 2И при двусторонней фильтрации (вверх и вниз), т.е. дополняя рассматриваемый слой зеркальным отображением.

Решение уравнения (38) можно представить в виде

NN1

со

1 + ия- ~

Р,=Р

V.! «1,3,5...,

(39)

где I) -степень уплотнения; Ц = лгСут /(4Ьг) (40)

При сжатии твердой фракции в валиках с целью ее обезвоживания необходимо иметь формулу усадки слоя для любого промежутка т. В механике грунтов степень

Ь

уплотнения определяют по выражению

11 = ]р&/<Я),

(41)

где Р*Ь - площадь полной эпюры уплотняющих давлений. Подставив уравнение (41) а (39) и проинтегрироваз полученное выражение, имеем

и = 1 - 8/ я2[е"* + (1/ 9)ехр(- 9М,) + (1 / 25)ехр(- 25М,)] (42) Степень уплотнения можно выразить через и=8,/3 Учитывая выражение (30), получим усадку для любого времени т:

= (1тур

1-8/**

(43)

При обезвоживании назоза на валиках необходимо знать продолжительность процесса, достаточную для достижения определенной концентрации жидкости в прессуемом навозе. Для этого можно воспользоваться выражениэм'(42), учитывая при ЭТОМ, ЧТО и = Э; / в = (XV, - - V/) / (V/, - Ц) = (!, -!) / (I, - 1г) , (44)

где IV,, IV, - начальная, промежуточная и конечная концентрации жидкости в

продукте; I,, I, l2, - соответствующие им коэффициенты пористости.

Коэффициент пористости, соответствующий полной усадке, определяют по компрессионной кривой, полученной путем эксперимента.

Приведенные уравнения и имеющийся экспериментальный материал позволяют рассчитывать конструктивные и кинематические параметры отжимного устройства для пресс-фильтра, согласовав их со скоростью движения ленты.

Взаимодействие фосфогипса с жидкой фракцией навоза описано основными и вспомогательными реакциями. Необходимая доза коагулянта определяется по выражению д = (0.Ю8-10^>а1щ/С+1,бв/з), (45)

где WKI - влажность исходной массы,%; Щ - щелочность исходной массы, мг/л; С - концентрация сухого вещества в исходной массе, %; В - содержание органического вещества в исходной массе, %; 3 - зольность осадка, %.

В рассматриваемых технологических системах уборки, транспортировки и переработки жидкого навоза ведущей, определяющей качество и надежность функционирования БТС, является подсистема разделения жидкого навоза. В общей теории систем такую подсистему называют централизованной или центральной.

Анализ центральных подсистем показал, что они содержат элементы-операторы разделения исходного навоза на твердую и жидкую фазы и последующую обработку полученных продуктов до показателей, отвечающих arpo- и мелиоративным требованиям. Обоснованная загрузка центральной подсистемы позволяет повысить качество кондиционных продуктов при одновременном снижении капиталовложений, эксплуатационных и энергетических затрат.

Загрузку элементов по массовым расходам исходного навоза и продуктам его переработки устанавливают технологическим расчетом. Проведен технологический расчет подсистемы разделения жидкого навоза, технологическая и операторная схемы которой представлены (см. рис.1) и на рис.4.

Характеристика потоков по схеме технологических операторов: L ,={q„ W,, рН„ Т,}, i_,={q2, W,, рНг, Т2}, L={q,, W,, рН3, Т3}, lrK W, РН4, Т4}, L={q5, Ws, рН5, Т5}, L={qs, W6, рН6, Т6>, ИЧЛ РН7, Т7}, L={q6, W,, рН8, Та>, Lg={q9, W9, pHs, Tg>, (46) Lm={<W W№ pHt0, TM>. L„={q„, W„, pH„, T„>. l,2={q,2, W(J, pH12, Tt2}, L,3={qI3> W„. pH„f T13}, где q - значение потока; W - влажность массы потока; рН - реакция среды; Т - температура массы потока.

Для рассматриваемой БТС на основе закона сохранения массы составили

Рис. 4. Операторная схема БТС: 1 - навозосборный канал; 2 - навозоприемник; 3, 5 • ленточный фильтр-пресс; 4 • коагулятор; 6 - дегельминтизатор

уравнения материального баланса по массовым расходам и потоков обрабатываемых продуктов (жидкого навоза и его фракций):

М„+Мох.Мжн-Ми=0, (47)

(48)

мж*+мгм0-м==о,

"ЖФ

м0-мте,ц-мжфц=

'ЖФК

о,

(49)

(50)

(51)

"ЖФК ' ""ЖОЦ '"с* '"о*

и уравнения материального баланса по массовым расходам абсолютно сухого вещества, содержащегося в обрабатываемых продуктах;

МнСн+МоАж-МжиСжн-МиСи=0. (52)

МжнСжн'Мж®Сжф-МмфСм®=0'

МОСО"МТФиСТ«ЦМЖФЦСЖФЦ=0'. МЖФКСЖК<9+МЖФЦСт*МСЖССЖ"МОЖ^ОЖ=0

М~и, Мш М.1Л, Ми М„, М„

(53)

(54)

(55)

(56)

■ Мжфц. мсж- Мож- - суточный

где Мн, Мож, „1ЖН, |„и, ,.,жф1 1»1МФ, шц, к!,), 1<>Ж4Ч,| (усредненный) массовый выход навоза, очищенной жидкости, жидкого навоза, испарившейся с поверхности навоза влаги, твердой и жидкой фракций, полученных после разделения на ленточном фильтр-прессе, коагулянта, осадка и жидкой фракции, полученных в коагуляторе, твердой и жидкой фракций, полученных после разделения в ленточном фильтр-прессе, сточной обеззараженной жидкости и очищенной жидкости; Сн, Сож, Сжн, Си, СЖФ, СМФ, Ск, С0, СЖФК, Стфц, СЖФЦ1 Ссж, Сож, -массовая концентрация абсолютно сухого вещества в соответствующих потоках.

Полученная система уравнений содержит 10 уравнений материального баланса с 24 свободными (известными) и базисными (неизвестными) переменными и имеет бесконечное множество ненулевых решений. Конечное число решений можно получить при определенном, отвечающим технологическим условиям

функционирования ETC, подборе переменных и решением попарно уравнения 47..,51 с 52...56 соответственно. Если по технологическим условиям известны - свободные переменные М^, С^, СХФ, С^, С,, СЖ(М, С^, СЖФЦ, Ссж, то решая совместно уравнения 48 и 53 получим

М,Ф=Мс{С7-С„,)/(Сжн-Сжф) (57)

Аналогичным путем можно определить неизвестные других потоков, решая совместно соответствующие оставшиеся уравнения. Выбор свободных переменных рассматриваемых уравнений БТС довольно затруднен, так как требует проведения значительного количества вычислений. Решение указанной задачи можно значительно упростить, если проанализировать топологические свойства БТС.

Построив материальный потоковый граф для установившегося технологического режима БТС, рис. 5, имеем, что вершины графа по общему массовому расходу физических потоков, соответствуют элементам К системы обработки навоза, которые транспортируют общие массовые расходы физических потоков, источникам i и стокам S веществ физических потоков. Дуги q отвечают массовым расходам физических потоков. Объединив все вершины - источники и вершины -стоки в одну общую (нулевую) вершину, получим циклический материальный потоковый граф, рис.6, а на его основе фундаментальные циклы.

Дг -= {Чг.Чз.о.}; ¡¡3 = {qi.<b.%}: = {pr.q9.ps}: ^К-ч-сЧ?};

Н« » {Чц.Ч».Ч|»}; = (Чи.Рз,Ч!.Ч7,Ч,Л

По фундаментальным циклам составлена цикломатическая матрица,по которой определены уравнения для определения неизвестных потоков системы.

QrW <№<5*. РгЧвЧг. ЧгРГЧП. 0«гЧ„+Ри-%

Анализ потокового материального графа (рис. 5) показывает, что процессы получения, транспортировки и разделения жидкого навоза, очистки жидкой фракции, обеззараживание твердой и жидкой фракций происходят в непрерывном

Рис. 5. Потоковый материальный граф БТС: К - элементы БТС; /,.,г- источники; Бм- стоки; потоки

потоке, являющимся основой для автоматизации всех технологических процессов, что в свою очередь ведет к снижению потерь массь» и питательных веществ, уменьшению трудо- и энергозатрат и загрязнения окружающей среды.

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ УБОРКИ,

ТРАНСПОРТИРОВКИ И ПЕРЕРАБОТКИ БЕСПОДСТИЛОЧНОГО НАВОЗА

Жидкий навоз, являясь грубодисперсной смесыо, (»держащей дисперсную фазу из частиц размером от долей микрона до 200 мм, при накоплении, перемещении, хранении и переработке, подвергаясь разбавлению водой, воздействию температуры, статическому и динамическому давлению, меняет физико-механические и реологические свойства. Следовательно, выбор способов и средств для уборки, транспортировки и переработки жидкого навоза и режимов оптимального функционирования технологических процессов возможен только с учетом знания законов изменения его физико-механических свойств.

Для насыщения навозной массы влажностью 84.,.86 %, находящейся в канале, до полного насыщения водой, при которой происходит истечение в оптимальном режиме требуется не менее 3...4 суток.

Исследование реологических свойств проводили на усовершенствованном вискозиметре Р8-8 при скоростях цилиндров, соизмеримых со скоростями перемещения навоза по каналам и перекачивании по трубам.

Установлено, что при температуре 285 К и изменении влажности с 82 до 98 %

предельное напряжение сдвига навоза КРС изменялось от 0 до 100 Па, динамическая вязкость - от 0,0018 до 2,6 Па-с, свиного навоза от 0 до 90 Па и от 0,0016 до 1,9 Па-с соответственно. С увеличением частоты вращения цилиндра с 0,00026 до 0,009 с-!, максимальное напряжение сдвига навоза КРС при температуре 293 К повышалось с 40 до 43 Па.

Для определения взаимного влияния температуры, влажности и скорости деформации на напряжение сдвига проводили исследование жидкого навоза с использованием методики планирования многофакторных экспериментов. В результате получено уравнение регрессии в раскодированном виде

т = ~0,36YJ + 6,78Y ~7,9WJ + 143.75W ч 101Тг - 57.701Т + 2.61YW +151807,65 (58) Оптимальные значения факторов и функции отклика следующие: частота вращения цилиндра 5,3 с1, влажность - 88 % , температура 288,25 К, предельное напряжение сдвига = 55,56 Па. Установлено, что с повышением скорости деформации жидкого навоза напряжение сдвига повышается, а с повышением влажности и температуры — уменьшается. Уравнение (58) справедливо для навоза влажностью 87...91 %, температуре 283...293 К и скорости деформации 1,5...11,5 с-1.

Давление насыщенных паров в зависимости от температуры и влажности изменяется по закону

для свиного навоза P=Ke w/T, к=0,27-103 Па при W<88 % и к=0,64-103 Па при W>88 % для навоза КРС по линейному закону Р =0,086Т-23,8 npnW>90% Изменение удельной теплоемкости от температуры определяется математическим выражением С=360450,37-198,43Т+0,31Т2. (59) Показатель реакции среды с повышением температуры изменяется по линейному закону, а удельное электрическое сопротивление в соответствии с формулой

р, = Р„(С-М", (60)

где р, и р0 - удельные электрические сопротивления при t=K и t-273 К, Ом-м; с - коэффициент, 1/К; t - текущее значение температуры, К.

Экспериментальные исследования технологических процессов и средств, их осуществляющих, проводились по общепринятым методикам с использованием существующих и новых разработанных приборов, приспособлений, макетов наво-зосборного канала и фильтр-накопителя, экспериментальных установок для всасывания и транспортирования жидкого навоза, ленточных фильтр-прессов и электрического дегельминтизатора.

Исследованиями накопления и истечения бесподстилочного навоза установлено,

что в каналах непрерывного действия на комплексах КРС и свиней при удельной загрузке 1,5...2,0 кг-ч/мг и 1,2...1,5 кг-ч/мг накопление до высоты Но происходит за 24...26 и 18...22 суток, истечение - за 1,0...1,5 и 1,0...1,2 суток со скоростью (0.35...1,5) ■ 10"6 м/с, повторное накопление до Но после истечения осуществляется за 7...8 и 6...8 суток соответственно. Температура навозной массы а летний и зимний периоды была на 2...5 градуса меньше температуры наружного воздуха, по глубине разность температур верхнего и нижнего слоев не превышала 1...3 градуса. Влажность навозной массы 8 канале зимой составляла 86...90, летом 83...85 %. Летом перемещение из каналов происходило реже, чем зимой.

Истечение навозной массы из каналов периодического действия происходит за 0,30...0,50 часа. После истечения навозной массы в каналах остается осадок влажностью 65...70 %.

Получено уравнение для определения высоты накопления навоза с учетом его влажности и параметров канала

н0 = У = 0,448 + одах, - 0,0052Хг + 0,055Х3 + 0,032Х5 + 0,029Х,Х, - 0,007Х,Х5 + +- 0,0055Х3Х, - 0,05Х,Х< + 0,028Х,Х5, ( '

где X, - влажность навозной массы, %; \ - уклон дна; Хд - высота порожка, м; X, - ширина канала, м; Х5 - длина канала,м

Определено влияние годового выхода навоза, вместимости навозоприемника и подачи насоса на удельные приведенные затраты при перекачивании навоза по трубам у = 0,2) - 0,201Х, + 0,1Х2 + 0.53Х, - 0,19Х,Хг - 0,015Х,Х, + (62,

+ 0,075ХгХ3 - 0,061Х; - 0,06Х| - 0,056X5, где X, - годовой выход навоза, тыс.м3; - вместимость навозоприемника, м3; X, - подача насоса, м3/ч.

Вместимость промежуточного бака определяется по формуле

1631

где й - диаметр всасывающей трубы, м; Н,- высота всасывания, м; р - коэффициент неравномерности; Р, • давление на свободную поверхность, Па; Р2 - давление на входе в трубу, Па.

Высота всасывания жидкого навоза влажностью 90...94 % фекальными насосами типа ФГ с диаметром всасывающего трубопровода 0,10...0,30м составляет 5...7 м. Уменьшение влажности жидкого навоза приводит к снижению допустимой высоты всасывания, рис.7.

Скорость навозной массы во всасывающем трубопроводе при соотношении жидкой и твердой частей равной 1/2.5...1/3 составляет 1,8...2,0 м/с.

Для определения степени заиления трубопровода получено уравнение регрессии. которое после раскодирования имеет вид

Y = а = 519,49+1<r4R* - 0,406R¡ i- 0.697С2 - 9.75С +1,79 • 1Ü4U2 - 2,15 - 103U, (64) где а - степень заиления, %; Rt' - обобщенное число Рейнольдса; С - концентрация твердых частиц, %; U - гидравлическая крупность, м/с.

Для определения, влияния каждого из факторов и их попарного воздействия. на степень заиления построили двумерные сечения, рис.8.

Из уравнения (64) следует, что с увеличением R' степень заиления уменьшается, так как при определенном скоростном режиме поток может перенести строго лимитированное количество включений определенного размера. Увеличение С и d приводит к повышению степени заиления, особенно при малых значениях R*, так как скорость выпадения частиц в смеси соизмерима со скоростью потока, который не в состоянии удержать твердые частицы во взвешенном состоянии. Минимальная степень заиления трубопровода в сечении области оптимума при С=7,0%, R=2050, U=0,06 м/с равна 4,94 %.

Полученное уравнение регрессии определения удельных потерь напора в зависимости от влажности (W), скорости потока (F), диаметра навозопровода (d),

0,10 0,15 0,20 0,25 йм Рис. 7. Зависимость допустимой высоты всасывания насосов типа ФГ от диаметра трубопровода

с,%

8.5

7,0 5,5 4,0

_^Ч

/ / 5/\ 1 ,а \ ХУ V /

1600 1750 1900 2050 Яв' 4,0 5,0 6,0 7,0 и,М/С 1600 1750 1900 2050 Яе а) б) в)

Рис. 8. Двумерные сечения поверхности отклика дпя определения степени заиления тоубопроводов в зависимости от: а) а-(С, Яе'); б) а=(С, Щ; в) а=(и, Яе').

степени заиления (а) 8 раскодированном виде имеет вид:

ЛР/1 = 5,71 - от * 0,0151» - 2,64(1 -1* • 10"5а - 2 • ИГ4 «• Р + + 18-1Г%а+35-10-%г+з,2а(12 + 1г.9ю-6аг

Минимальное значение критерия оптимизации в сечении области оптимума относительноШ и V приХ=+ 0,13; Х/=+0,12 % равно0,0014? МПа, а область оптимума находится в пределах №=92,2...92,8 %, К=1,9,..6,0 м/с. С уменьшением влажности с 92,С до 90% удельные потери напора возрастают в 1,3 раза. Значение критерия в области оптимума относительно Кий при №=92,3 % а-14%, равно 0,00010 МПа/м.

Минимальные удельные потери давления в сечении области оптимума относительно V и а составляют 0,00098 МПа при №=92,34 %, с]=0,12м..0лтимальные значения 1/= 1,8...2,0 м/с » %.

Разработанные и испытанные устройства для разделения жидкого навоза на твердую и жидкую фракции, удовлетворяющие агротехническим, ветеринарным и мелиоративным требованиям позволили выявить из них наиболее эффективные.

Для ферм с поголовьем до 1000 условных голов животных использование фильтра-накопителя с очищающейся сеткой {а.с. 651741) повышает производительность разделения по сравнению с накопителями с неочищающейся сеткой в 5 раз.

Результаты испытания фильтр-прессов с плоской лентой и свернутой е трубу (а.с.570377) показали, что лучше процесс разделения осуществляется в фильтр-прессе с плоской лентой. Выявлено, что при скорости ленты 0,2... 1,0 м/с происходит максимальное выделение влаги, конечная влажность осадка изменяется интенсивно. При скорости ленты больше 1,0... 1,3 м/с интенсивность выделения влаги

уменьшается и влажность осадка изменяется незначительно, рис. 9. Установлено, что скорость сетки должна быть в пределах 0.5...0.8 м/с, что подтверждает теоретические исследования. Верхний предел скорости 0,7...0,8 м/с ограничивают агротехнические и ветеринарные требования (влажность твердой фракции должна быть < 75 %), нижний предел сокращает производительность установки. Испытаниями установлено, что производительность ленточного фильтр-пресса в зависимости от влажности исходного навоза составила 18...40 м3/ч, при влажности твердой фракции 72...75 и жидкой 98...99 %.

Коэффициент разделения жидкого навоза в фильтр-прессе с плоской лентой изменяется от 0,2 до 0,8 и зависит от влажности исходного навоза.

78

74

70

66

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1.2 1ЛМ/С

Рис. 9. Изменение влажности твердой фракции в зависимости от скорости ленты: 1 ■ лента, свернутая в трубу; 2 - плоская лента

Установлено, рис.10, что агротехническим и ветеринарным требованиям (получение твердой фракции влажностью меньше 75%) удовлетворяют только прессы ПЖН-68,ВПНД-Ю,ВПО-20, центрифуги конструкции ЯМЗ, 8НИПТИМЭСХ, типа ОГШ, ленточный фильтр "Сафите", ленточный фильтр-пресс, разработанный под руководством и при участии автора в Тамбовском филиале ВИЭСХ.

Твердая-фракция, полученная после разделения в центрифуге УОН-700, виброгрохотах ГБН-100, ГИЛ-32, ГИЛ-52, дуговых ситах, гидроциклоне и отстойниках, требует дополнительного обезвоживания в шнекозых прессах. Перечисленные установки способны удалять только избыточную и свободную влагу, оставляя связанную, капиллярную, при этом влажность полученной навозной массы составляет

более 86%. ,

Затраты энергии ленточным фильтр-прессом конструкции Тамбовского филиала ВИЭСХ в 2 раза меньше, чем на ленточном фильтре "Сафите", в 5 раз меньше,

формы связи влаги:

Физико-химическая и химическая

58

60

ВГЮ-20

64

Физико-механическая

68

72

76

Т-Г

ЦЕНТРИФУГИ

вниптимзсх ямз

Свободная

80

84

,ОГШ

ПЖН-68 ВПНД-10

ВЫПОЛНЕНИЕ АГРО- И ВЕТЕРИНАРНЫХ ТРЕБОВАНИЙ

УОН-700

Леш очный фильтр САФИТЕ

Избыточная

92

Дуговое сита,

.гидроциклон

96 %%

ООС-25

. Отстойники

4М1

100

Ленточный фильтр-пресс

ГИЛ-32Б ГИЛ-52 <-

ТВЕРДАЯ ФРАКЦИЯ

НЕВЫПОЛНЕНИЕ АГРО- ВЕТЕРИНАРНЫХ И МЕЛИОРАТИВНЫХ ТРЕБОВАНИЙ

ВЫПОЛНЕНИЕ АГРО- И МЕЛИОРАТИВНЫХ дТРЕБОВАНИЙ ''ЖИДКАЯ ФРАКЦИЯ

Рис. 10. Схема функционирования установок для разделения жидкого навоза по диапазону влажности

чем на центрифуге ВНИПТМЭСХ и в 16,8 раз меньше, чем на центрифуге НОГШ, таблица.

Затраты труда на процент снижения влажности в ленточном фильтр-прессе в 2,5 раза меньше, чем на шнековом прессе ПЖН-68, и в браз меньше, чем на центрифуге ВНИПТМЭСХ. На ленточном фильтр-прессе можно выделить из жидкого навоза до 81% взвешенных частиц, на ленточном фильтре "Сафите" только 75%.

Разработанные показатели эффективности процесса разделения — интенсивность выделения влаги, затраты труда и энергии на процент снижения влажности, материалоемкость, эффективность разделения позволяют разрабатывать конкурентоспособные машины для разделения грубодисперсных сред и получать продукты переработки, удовлетворяющие агротехническим и ветеринарным требованиям.

При очистке жидкой фракции от взвешенных частиц использование фосфо-гипса (а.с.1119986) в качестве коагулянта в количестве 5...10 г/л приводит к сокращению времени отстаивания по сравнению с использованием гашеной извести в 40 раз, и в 80 раз по сравнению с естественным отстаиванием. Очищенная вода не содержит яиц и личинок гельминтоз, на имеет сильного запаха и может использоваться на очистке каналов от осадка или на орошении, а после озонирования спускаться в водоемы.

В результате испытания электрического дегельминтизатора получено уравнение регрессии

У = 1,0018 - О.С022Х, + 0,012Х2 + 0,009Х3 + 0,050Х4 - 0,0022Х,Х2 -

- 0,0104Х,Х3 + 0,0028Х,Х4 + 0,0040ХгХ3 - 0,0133Х2Х4 - 0,0070Х3Х4 -

- 0,0160Х| - 0,0016Х| - 0,1 ЮХ^ - 0,02ШХ|.

Анализ уравнения (66) позволил определить оптимальные параметры уничтожения яиц и личинок гельминтоз: плотность тока 5=0,3 А/см2, кислотность жидкого навоза рН=7,0; температура 330,7 К. Производительность электрического дегельминтизатора при испытании составила 0,4...8,0 м3/ч при затратах электроэнергии от 50,0 до 58,7 кВт-ч/м3.

В натуральных значениях факторов уравнение (66) принимает вид

у = -61,0477 +'0,0001х + 0.3590Т - 0,0152рН2 + 0,218рН - 0.380052 + 0,0005Т2, (67) где х - время, с; Т - температура, К; рН - реакция среды; 5 - плотность тока, А/см2.

Таблица. Показатели эффективности установок для разделения жидкого навоза

Наименование установок Центрифуга" ВЖПТЖЭСХ 0. м3/ч Ч кВт — 20~ Б, кг 1240 З3, мДж/м3 04 % Ис, %ч/м3 М, кг/м3 3ЭУ, мДж/% 3,р,чел.ч./% Эос.%

2,88 12 0,4В 49,6 6,00 0,5 0...40

Центрифуга ЯМЗ С-. 13 17 18 35 1160 820 3,60 21 1,20 64,4 3,08 1.0 0...45

Центрифуга ОГШ-БОО 7,40 26 1,50 43,2 4,65 3,0 0...51

Шнексвьм фильтр ПЖН-68 17 11 3750 2,32 16 0.&4 220,6 2,43 0,25 0...77

Шнеюеый пресс ВПНД-10 10 10 2100 3,60 19 1,90 210 1,89 0,8 0...50

Шнексвьй пресс 8ГЮ-20 16 12 3 3900 3480 2,70 22 1,40 243,7 1,96 0,8 0...77

Вакуумный фильтр 7 1,54 17 2,40 497,1 0,64 '1,7 0...20

Ленточный фильтр «Сафите» Б 1,5 350 1,03 15 3,00 70 0,36 1,6 0...75

Ленточный фильтр-пресс 25 3,5 450 0,50 24 0,36 18 0,32 0.1 0...81

Примечание: 0 - производительность, м3/ч; N • мощность электродвигателя, кВт; Б - масса, кг; З3 - энергоемкость, №Дж/м3; - разность влажности навоза, %; Ис • интенсивность снижения влажности, %-ч/м3; М - удельная материалоемкость, кг/м3; Зэу - удельная энергоемкость, МДж/м3; 3|р - затраты труда, чел •«/%; Э0с - эффект осветления, %.

4 ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССОВ УБОРКИ, ТРАНСПОРТИРОВКИ И ПЕРЕРАБОТКИ БЕСПОДСТИЛОЧНОГО НАВОЗА И РЕАЛИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Определение основных показателей эффективности технологических процессов уборки, транспортировки и переработки навоза в новых условиях хозяйствования является чрезвычайно важным, так как позволяет выявить не только конкурентоспособность технологии получения органических удобрений, но и определить ее энергоемкость, воздействие на окружающую среду и плодородие почвы.

Проверке в производственных условиях подверглись: самотечные системы уборки с гидрозатвором и смывом осадка очищенной фракцией, насосная станция с насосами, расположенными выше уровня перекачиваемого навоза, разработанных под руководством и при участии автора на фермах и комплексах Тамбовской, Московской, Мурманской и других областей. 8 Рассказовском РСХО прошли проверку ленточный фильтр-пресс и автоматизированная насосная станция.

Способ очистки жидкой фракции от взвешенных частиц прошел производственную проверку в двух хозяйствах Тамбовской области и в ВИГИСе.

Результаты производственной проверки показали, что использование самотечных систем уборки навоза с оптимальными параметрами каналов длиной 25...35 и шириной 1.0...1,5 м, с установленными гндрозатворами и удалением осадка очищенной жидкой фракцией позволяет: получать жидкий навоз влажностью 92...Э4 % без потерь массы и пигательных веществ, улучшать микроклимат в помещении, так как содержание в воздухе аммиака, углекислого газа значительно ниже ПДК, условия работы обслуживающего персонала (меньше времени затрачивается на удаление осадка), содержания животных и снизить до минимума загрязнение окружающей среды (меньше газов выделяется из помещения), снижать потребление воды более чем на 50 %, затраты-электроэнергии на 43 % и затраты труда более чем в 2 раза.

Транспортировка навоза, полученного от 5400 условных голоз животных, с помощью насосов, установленных выше уровня перекачиваемой навозной массы и оптимизации навозоприемников позволила снизить капитальные вложения на строительство насосных станций до 50, затраты труда на 79 %, улучшить условия работы обслуживающего персонала и исключить потери навоза.

Использование ленточного фильтр-прзсса для разделения жидкого навоза, по сравнению, с применяемыми на комплексах дугового сита и шнекового фильтр-прес-

са ПЖН-68, дугового сита и центрифуги ВНИПТИМЭСХ, позволило выявить резервы повышения эффективности процесса разделения: снизить затраты труда на 65 и 40, расход электроэнергии на 60 и 59% соответственно, продолжительность работы ленточного фильтр-пресса уменьшилась на 40 и 11% соответственно, что позволяет сделать вывод о снижении потерь питательных веществ в исходном навозе и его жидкой и твердой фракциях пропорционально сокращению времени разделения.

Использование нового способа очистки жидкой фракции навоза от взвешенных частиц, вместо используемых отстойника ООС-25 и тонкослойного отстойника, приводит к снижению затрат труда и энергии в 11 и 10 раз соответственно.

Расчетный экономический эффект от внедрения разработанной БТС, включающей уборку, транспортировку, разделение жидкого навоза и очистку жидкой фракции от взвешенных частиц, по сравнению с используемыми на животноводческих комплексах традиционных способов и средств для уборки и танспортировки - самотечной системы и гидротранспорт, для разделения - дуговых сит со шнековым фильтр-прессом и дуговых сит с центрифугой конструкции ВНИПТИМЭСХ, для очистки жидкой фракции от взвешенных частиц отстойника ООС-25 и тонкослойного отстойника составляет 181 и 138 млн. рублей соответственно (по ценам 1995 г.).

Таким образом теоретическое и практическое повышение эффективности процессов возможно за счет: применения оптимальных параметров каналов, наблюдения за процессами накопления и истечения, использования гидрозатворов и очищенной жидкой фракции для удаления осадка из каналов, оптимизации параметров навозоп-риемника и насосов, установленных выше уровня перекачиваемого навоза, а также оптимизации режимов его транспортирования и автоматизации процесса; использования для разделения навоза ленточного фильтр-пресса, позволяющего получать продукты переработки, удовлетворяющие агротехническим, мелиоративным и ветеринарным требованиям; применения для очистки жидкой фракции навоза от взвешенных частиц нового способа с помощью фосфогипса.

Результаты исследований самотечных систем уборки внедрены в ряде хозяйств Тамбовской, Московской и Самарской областей, физико-механические и реологические свойства включены в ОНТП17-77 и ОНТП 17- 81 и Методические рекомендации по проектированию систем удаления навоза и помета, способ установки насосов выше уровня перкачиваемой жидкости — в десятках нроектоа Московской, Мурманской, Тмабовской областей, Башкирии, Удмуртии, способ очистки жидкой фракции используется в двух хозяйствах Тамбовской области.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Выполненные теоретические исследования, их экспериментальная проверка в реальных производственных условиях позволили создать энергосберегающую, природоохранную систему уборки, транспортировки и переработки бесподстилочного навоза, решить важную народнохозяйственную проблему повышения эффективности технологических процессов.

1. Анализ отечественных и зарубежных исследований показывает, что при гидравлических способах уборки получают навоз по объему, превышающий оптимальный в 2...5 раз, что приводит к ухудшению его качества, увеличению трудо- и энергозатрат на транспортировку и переработку, загрязнению окружающей среды и не позволяет

. улучшать плодородие почвы.

2. Сложность явлений, происходящих в бесподстилочном навозе, начиная с момента его получения и кончая обеззараживанием,, позволила отнести совокупность объединенных в потоке взаимосвязанных и взаимообусловленных машин (элементов) к БТС уборки, транспортировки и переработки жидкого навоза, являющейся состав, ной частью большой системы "Человек • машина • растение -животное-продукт - окружающая среда".

3. Разработанные математические модели описания процессов накопления и истечения жидкого навоза с учетом реологических свойств, ширины и длины каналов позволяют рассчитывать параметры каналоз, при которых их функционирование приводит к получению навоза, влажностью не более 92...94%, оптимального объема и качества,

4. Аналитические зависимости определения параметров насосов, устанавливаемых выше уровня перекачиваемой жидкости, дали возможность проектировать и широко использовать при перекачивании различных сточных вод совмещенные насосные станции, при снижении капитальных затрат на строительство на 40...57%, улучшить условия труда обслуживающего персонала, снизить затраты труда до минимума, автоматизировать процесс и исключить потери навоза.

5. Математические модели описания процесса перемещения навоза по трубам с учетом изменения физико-механических и реологических свойств навоза дают возможность использовать гидротранспорт с минимальными затратами труда и энергии, без потерь навоза. При этом оптимальными являются скорость 1,6...2,0 м/с, степень заиления не более 14%.

6. Теоретические и экспериментальные исследования процессов разделения жидкого навоза позволили объединить в разработанном ленточном фильтр-прессе

два процесса фильтрации (свободную и под давлением), что дало возможность повысить эффективность разделения до 81%, снизить затраты труда более, чем на 40 и электроэнергии - на 60 % и получать твердую и жидкую фракции, удовлетворяющие агротехническим, ветеринарным и мелиоративным требованиям. Получены аналитические зависимости определения скорости движения сетки и процесса удаления влаги в валиках с учетом физико-механических свойств навоза. Оптимальная скорость движения сетки составила 0,6...0,8 м /с и производительность -18...40 м3/ч в зависимости от влажности исходной навозной массы.

7. Разработан новый способ очистки жидкой фракции навоза от взвешенных частиц, яиц и личинок гельминтоз с помощью фосфогипса. При внесении фосфогипса в объеме 0,5... 1,% к исходной жидкой фрахции навоза осаждение частиц совместно с обеззараживанием происходит за 2.-4 минуты, что по времени в 70...90 раз превосходит естественное отстаивание. Очищенную таким способом жидхую фракцию можно использовать для удаления осадка из каналов, что приводит к сокращению потребления чистой еоды более, чем на 50%, повышению качества получаемого навоза и продуктоз его переработки, и на орошении сельскохозяйственных культур, а после озонирования спускать в водоемы.

3. Полученная математическая модель процесса обеззараживания жидкого навоза с помощью электрического тока позволяет рассчитывать конструктивные и режимные параметры дегсльминтизатора.

9. Впервые рззработаны показатели эффективности процесса разделения: интенсивность выделения влаги в единицу времени, удельные затраты труда и энергии на процент снижения влажности, энергоемкость процесса, позволяющие псоводить оценку эффективности существующих машин, совершенствовать их и разрабатывать новые с меньшей металлоемкостью, трудо - и энергозатратами, оптимальной интенсивностью разделения и получать продукты переработки, отвечающие агротехническим, ветеринарным и мелиоративным требованиям.

Ю.Теоретически обоснованная и экспериментально проверенная БТС уборки, транспортировки, разделения и обеззараживания жидкого навоза и очистки жидкой фракции от взвешенных частиц дает основу решения проблемы повышения эффективности процессов, имеющей важное народнохозяйственное значение, позволяет снизить затраты туда в 3,3-4,3 и электроэнергии з 1,43-1,45 раза, потребление воды более, чем на 50%, получить экономический зффект более 180 млн. рублей а год (по ценам 1995 г) на комлексе Щ1Я содержания 5400 условных гоясз животных 127 тыс. свиней), представляет основание для широкого использования в практике различных хозяйств предложенной системы я разработки рекомендаций по: улучшению содержания животных, организации безопасных условий и избавление обслужи-

вающзго персонала от непрестижного труда, охране окружающей среды, поддержанию плодородия почвы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

Разработка, теоретические и экспериментальные исследования и широкая производственная проверка самотечной системы уборки навоза с герметично перекрывающим канал гидрозатвором, перемещение полученного навоза по трубам с использованием совмещенной насосной станции с установкой насосов выше уровня перекачиваемой массы, разделение ее в ленточном фильтр-прессе, очистка жидкой фракции от взвешенных частиц, яиц и личинок гельминтов коагулированием, обеззараживание жидкой фракции в электрическом дегельыинтизаторе позволили решить основную задачу данной работы - повышение эффективности процессов уборки, транспортировки и переработки бесподсшочного навоза.

Полученные результаты намечают конкретные и обоснованные пути по более широкому использованию выполненных разработок при проектировании новых автоматизированных поточных систем, начиная от уборки и кончая использованием жидкого навоза, а также реконструкции существующих систем.

Самотечные системы уборки навоза периодического" действия с гидроззтвором рекомендуются для внедрения на фермах и комплексах при содержании коров, на откорме КРС и свиней, при использовании оптимальных параметров Качалов и постоянном наблюдении за состоянием навозной массы.

Для очистки каналов необходимо использовать очищенную с помощью фосфо-гипса жидкую фракцию.

Перемещать полученный наеоз рекомендуется насосами, установленными в автоматизированных насосных станциях выше уровня перекачиваемого навоза со скоростями, сишо скорости осавдсния частиц.

Разделение жидкого нзеоза рекомендуется проводить в ленточном фильтр-прессе, позволяющим получать жидкую и твердую фракции, удовлетворяющие агротехническим, ветеринар*.ш к мзлиорапжкым требованиям.

Для очистки жздкой фрэдш от взезшзиных частиц предлагается использовать фосфогшс с последующим разделением осадка в осадителыюй центрифуге или ленте «ш фильтр-прессе.

Сисгеьшизирокшкый фкеико-механичееше сасйствз жидкого иазозз и их из-вшй с зависимости от влжэсти и температуры предлагается использовать при разработке нозых способов и средств для уборки и переработки получаемого навоза, а также с&ззршеюявайкк« существующих устройств.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДУЮЩИХ

РАБОТАХ

1. Капустин В.П. Уборка и утилизация навоза на свиноводческих комплексах // Механизация и автоматизация животноводческих ферм : Тез. докл. обл. науч.-техн. конф.; Тамбов, филиал ВИЭСХ, 1972. С. 121-127.

2. Королева ММ, Капустин В.П. Способы переработки жидкого навоза // Техника в сел. хоз-ве,1973, N9, С. 37-41.

3. Капустин В.П. Самосплавная система уборки навоза// Информационный листок Тамбовского ЦНТИ, 1973, N 156-73,4 с.

4. Капустин В.П., Тырнов Ю.А. Гидротранспортирование навоза по трубам //Ин-форм. листок Тамбовского ЦНТИ, 1974, N 59-74,4 с.

5. Капустин В.П., Сарычев П.П. Обоснование способа разделения жидкого навоза на фракции // Механизация и автоматизация животноводческих ферм: Кр?т. тез. докл.к предстоящей конф. по вопросам электромеханизации жив-ва. Тамбов, 1974. 4.2, С. 94-97.

6. Капустин В.П., Саяпин В.А., Дудышев Е.С. Исследование расслаивания и скорости осаждения свиного навоза // Механизация и автоматизация животноводческих ферм: Крат. тез. докл. к предстоящей конф. по вопросам электромеханизации жив-ва. Тамбов, 1974,ч.2, С. 98-100.

7. Капустин В.П., Тырнов Ю.А. Анализ способов всасывания жидкости фекальными насосами //Механизация и автоматизация животноводческих ферм: Крат. тез. докл. к предстоящей конф. по вопросам электромеханизации жив-ва. Тамбов, 1574, 4.2 С.101-103.

8. Капустин В.П..Макаров B.C. Исследование электрического удельного сопротивления навозной массы // Механизация и автоматизация животноводческих ферм: Крат. тез. докл. к предстоящей конф. по вопросам электромеханизации жив-ва. Тамбов, 1974, 4.2, С. 104-108.

9. Капустин В.П., Сарычев П.П. Установка для разделения жидкого навоза на фракции // Информ. листок Тамбовского ЦНТИ, 1974, N 81-74,4 с.

10. Капустин В.П.,Сарычев П.П. Утилизация навоза на комплексе по направленному выращиванию первотелок //Информ. листок Тамбовского ЦНТИ, 1974, N 146-74,4 с.

11. Капустин В.П., Тырнов Ю.А. Совмещенная насосная станция //Информ листок Тамбовского ЦНТИ, 1974, N 261-74, 4 с.

12. Капустин В.П., Саяпин В.А. Основы методики исследования самотечной системы уборки навоза // Механизация и автоматизация животноводческих ферм: Крат, тез. докл. обл. науч.- техн. конф., чЛ, Тамбов, филиал ВИЭСХ, 1974, С. 78-83.

• 13. Капустин В.П. Плюс 50 миллионов тонн зерна // Сельская новь, 1974, N10, С.21-22.

14. Капустин В.П., Дудышев Е.С., Саяпин В.А. Перемещение свиного навоза в

канале самотечной системы // Механизация и автоматизация животноводческих ферм: Крат. тез. докл. к предстоящей конф. по вопросам злеетромеханизации жив-ва, Тамбов, 1974, ч.2, С. 87-90.

15. Капустин В.П., Дудышев Е.С., Саяпин В.А. Уборка навоза в автоматизированном свинарнике-откормочнике //Техника в сел. хоз-ве, 1975,N5, С. 42-44.

16. Капустин В.П., Тырнов Ю.А. Установка для всасывания жидкого навоза фекальным насосом // Техника в сел. хоз-ве, 1975, N 7, С. 40-41.

17. Капустин В.П., Макаров B.C. Удельное электросопротивление жидкого свиного навоза // Механизация и электрификация соц. сел. хоз-ва, 1975, N8, С.42-43.

18. Капустин В.П., Тырнов Ю.А. Определение допустимой высоты всасывания жидкого навоза фекальными насосами // Вопросы механизации, технологии и строительства в животноводстве: Тр. ВНИИМЖ. Подольск, 1973, т.7, С. 63-68.

19. Капустин В.П., Гриднев П.И., Наумов ЕМ. Технология приготовления корма для животных из птичьего помета //Информ. листок Тамбовского ЦНТИ, 1975, N 250-75,4 с.

20. Капустин В.П., Саяпин В.А., Тырнов Ю.А. Агрегат для перевозки и внесения жидкого наЁОза //Информ. листок Тамбовского ЦНТИ, 1976, N 10-76,4 с.

21. Капустин В.П., Саяпин ВА,Колесников А.В. Гидравлические затворы //Информ. листок Тамбовского ЦНТИ, 1976, N 50-76,4 с.

22. Капустин В.П., Тырнов Ю.А., Саяпин В.А. Определение выхода навоза // Сви-. новодство, 1976, N 12, С. 30-31.

23. Капустин В.П., Саяпин ВА Применение самотечных систем уборки навоза на молочных комплексах Тамбовской области // Удаление, транспортировка, обеззараживание и использование навоза на животноводческих комплексах: Тез. докл. 7 науч,-техн. конф. Волгоград, 1976, С. 8-9.

24. Капустин В.П., Макаров B.C. Обеззараживание жидкого навоза с помощью огневого и электрического дегельминтизаторов // Удаление, транспортировка, обеззараживание и использование навоза на животноводческих комплексах: Тез. докл.7 науч.-техн. конф. Волгоград, 1976, С. 5-7.

25. Капустин В.П., Тырнов Ю.А. Эффективность применения совмещенных насосных станций по перекачизанию экскрементов свиней //Удаление, транспортировка, обеззараживание и использование навоза на животноводческих комплексах: Тез. докл.7 науч.-техн. конф..,Волгоград, 1976, С.10-11.

26. Капустин В.П., Саяпин ВА, Тырнов Ю.А. и до. Обоснование, исследование и совершенствование оптимальных способов и технических средств для уборки, обработки и транспортировки навоза на молочных (КРС) и свиноводческих промышленных комплексах, применительно к зоне ЦЧО //Отчет о НИР (заключительный)/ Тамб. филиал ВИХХ:Руководитель В.П. Капустин ГР 7707740; Инв. N Б 629569, Тамбов,1976,152 с.

27. Макароз B.C., Капустин В.П., Ульянов Ю.А.и др. Дегельминтизация жидкой фракции свиного навоза //Механизация и электрификация соц. сел. хоз-ва,1977, N 2, С. 21-22.

28. Болтнез А.М.,Капустин В.П. Экономическая оценка способов уборки и транспортировки навоза //Тешка в сел. хоз-ве, 1977, N 4.-С. 34-37.

-3729. Капустин В.П., Саяпин В.А.А, Тырнов Ю.А. Под силу всем // Сельский механизатор, 1977, N 9.С.28.

30. Семенов В.И., Капустин В.П., Сарычев П.П. Определение скорости удаления осадка из зоны фильтрования //Механизация и электрификация соц. сел. хсз-ва.1977, N 9, С.46.

31. Макаров B.C., Капустин В.П., Пономарев C.B. Удельная теплоемкость жидкой фракции свиного навоза //Механизация и электрификация соц. сел. хоз-ва. 1977, N12, С. 42-43.

32. Капустин В.П., Саяпин В.А., Тырнов Ю.А. Определение размеров канала при гидравлических способах уборки навоза//Вопросы механизации технологии и строительства в животноводстве: Тр. ВНИИМЖ. Подольск, 1977. Т. 10, С. 68-71,

33. Сарычев П.П., Капустин В.П. Исследование процесса обезвоживания жидкого навоза // Научно-техн. бюллетень по электрификации сел. хоз-ва, М.:ВИЗСХ, 1977, вып.1(31),С. 33-38.

34. Капустин В.П., Саяпин В.А. Сосковая автопоилка для свиней // Информ. листок Тамбовского ЦНТИ, 1977, N 111-77, 4 с.

35. Саяпин В.А.,Колесников A.B., Капустин В.П. Усовершенствование вискозиметра РВ-8 // Информ. листок Тамбовского ЦНТИ, 1977, N 26-78,4 с.

36. Капустин В.П, Саяпин S.A., Тырнов Ю.А. и др. Обоснование, исследование и совершенствование оптимальных спсобов и технических средств для уборки, обработки и транспортировки навоза на молочных (КРС) и свиноводческих промышленных комплексах, применительно к зоне ЦЧО // Отчет о НИР (промежуточный)/ Тамб. филиал ВИЭСХ; Руководитель В.П. Капустин, ГР 77079120; инв. N Б 693970, Тамбов,1977,147с.

37. Наумов Е.М., Капустин В.П., Пчелинцев В.А. Электрофлотация сточных вод животноводческих комплексов //Проблема совершенствования молочных ферм: Тез. докл. Всесоюзн.-науч.-техн. совещания. М.: 1978, С.74-76.

38. Капустин В.П., Саяпин В.А., Колесников A.B. Гидрозатворы для систем уборки навоза //Техника в сел.хоз-ве, 1978, N 3, С.36-38.

39. Обоснование параметров автопоилок для свиней // Механизация и электрификация соц.сел. хоз-ва, 1978, N 9, С.39-40.

40. Капустин В.П., Тырнов Ю.А. Установка насосов выше уровня перекачиваемой массы./Животноводству - промышленную основу (Матер.конф.),Мм-1978, С. 40-41.

41. Зуев В.А., Тырнов Ю.А., Капустин В.П. Интегральные характеристики процесса гидротранспортирования смеси экскрементов // Вопросы механизации технологии и строительства в свиноводстве. Производство свинины на промышленной основе: Тр. ВНИИМЖ, Подольск, 1978, Т.13.С.31-36.

42. Капустин В.П., Тырнов Ю.А., Саяпин В.А. и др. Обоснование, исследование и совершенствование оптимальных спэсобов и технических средств для уборки, обработки и транспортировки навоза на молочных (КРС) и свиноводческих комплексах, применительно к зоне ЦЧО //Отчет о НИР (промежуточный)/ Тамб. филиал ВИЭСХ; Руководитель В.П. Капустин N ГР 77079120; инв. N Б 735051, Тамбов,1978,133с.

43. Капустин В.П. Совершенствование самотечной системы уборки навоза //

Проблемы компл. механизации процессов хранения, подготовки и внесения органич. минеральн. удобрен., известковых материалов и средств защиты растений: Тез.докл,-союзн. конф. Минск, 1979,4.2, С.86-87.

44. Саяпин ВА, Капустин В.П. Применение ленточного фильтр-пресса для разделения жидкого навоза // Проблемы компл. механиз. процессов хранения, подготовки и внесения органич., минеральн. удобрен., известковых материалов и средств защиты растений: Тез. докл. союзн. тф., Минск, 1979, 4.2, С.87-88.

45. Саяпин ВА, Капустин В.П. Определение скорости сетки фильтр-пресса при разделении навоза // Механизация и электрификация соц. сел. хоз-ва, 1979, N 2,С. 47-48.

46. Тырнов Ю.А., Капустин В.П, Исследование процесса заиления трубопровод-' ных систем // Вопросы механизации, технологии и строительства в свиноводстве: Тр. ВНИИМЖ,1979, С.38-46.

47. Капустин В.П., Сарычев П.П. Технологическая линия разделения свиного навоза //Информ. листок Тамбовского ЦНТИ, 1979, N 31-79, 4 с.

48. Колесников A.B., Капустин В.П. Усовершенствование системы навозоудале-ния на молочном комплексе //Информ. листок Тамбовского ЦНТИ, 1979, N 37-79,4 с.

49. Капустин В.П., Саяпин ВА, Тырнов Ю.А. и др. Обоснование, исследование и совершенствование оптимальных способов и технических средств для уборки, обработки и транспортировки навоза на молочных (КРС) и свиноводческих промышленных комплексах, прменительно к зоне ЦЧО // Отчет о НИР (промежуточный)/ Тамб. филиал ВИЭСХ; Руководитель В.П. Капустин Г.Р. 77079120; hhb.N Б 844039, Тамбов, 1979,112 с.

50. Капустин В.П., Саяпин В.А. Разделение жидкого навоза на фракции // Техника в сел. хоз-ве.1980, N 2, С. 20-21.

51. Капустин В.П,, Тырнов ЮА Гидроуборка навоза //Сельский механизатор, 1980, N 5.С.23.

52. Капустин В.П., Саяпин В.А. Определение глубины слоя навоза//Механизация и электрификация сел. хоз-ва, 1980, N 6, С. 20-22.

53. Капустин В.П., Власов A.A., Колесников A.B. и др. Рекомендации по расчету и применению поточных технологических линий уборки, обработки и транспортировки жидкого навоза на животноводческих комплексах, Тамбов, 1980,64 с.

54. Капустин В.П., Тырнов Ю.А., Саяпин ВА и др. Обоснование, исследование и совершенствование оптимальных способов и технических средств для уборки, обработки и транспортировки навоза на молочных (КРС) и свиноводческих промышленных комплексах, применительно к зоне ЦЧО //Отчет о НИР (заключительный)Дамб. филиал ВИЭСХ; Руководитель В.П. Капустин, ГР. 77079120, Hhb.N Б 913155, Тамбов, 1980,125 с.

55. Ковалев A.A., Тырнов ЮА, Капустин В.П. Удельные потери давления в заиленных навозопровода»://Механизация и электрификация селлозза, 1981, N5, С. 21-26.

56. Капустин В.П., Пчелинцев В.А. Физико-химические методы очистки сточных вод//Свиноводство, 1981,N 10, С.33-34.

57. Капустин В.П., Колесников A.B. Щелевые полы в животноводческих помещениях //Техника в сел.хоз-ве, 1981, N12, С.16-18.

-3958. Капустин В.П., Гудухин В.Ф., Сарычев П.П. Автоматизированная поточная линия разделения жидкого навоза //Механизация и электрификация сел. хоз-ва.1981, N1,0. 30-31.

59. Капустин В.П. Методика расчета поточной линии уборки навоза //Механизация и электрификация сел. хоз-ва, 1982, N 7,С. 22-25.

60. Ковалев Н.Г., Смирнов П.П., Капустин В.П. и др. Методические рекомендации по проектированию систем удаления, обработки, обеззараживания, хранения и утилизации навоза и помета, М,: Колос, 1983,61с.

61. Капустин В.П. Охрана окружающей среды. Система ведения сельского хозяйства в Тамбовской области. Тамбов, Пролетарский светоч, 1983, С. 158-162.

62. Левчикова М.В.,Гриднев П.И., Капустин В.П. Щелевые полы //Уборка навоза на животноводческих фермах: Комплект плакатов.М.: Колос, 1983. Лист 5.

63. Текучева М.С., Ковалев А.А., Капустин В.П. Установка УВН-800// Уборка навоза на животноводческих фермах: Комплект плакатов.М.: Колос, 1983. Лист 6.

64. Текучева М.С., Гриднев П.И., Капустин В.П. Насос НЖН-200.//Уборка навоза на животноводческих фермах: Комплект плакатов.М.: Колос, 1983, Лист 9.

65. Текучева М.С., Гриднев П.И., Капустин В.П. Насосные станции // Уборка навоза на животноводческих фермах: Комплект плакатов.М.: Колос, 1983, Лист 10.

66. Текучева М.С., Билык В.В., Капустин В.П. Навозохранилища //Уборка навоза на животноводческих фермах.М.: Колос, 1983, Лист 11.

67. Билык В.В., Лосяков В.П., Капустин В.П. Виброгрохот ГБН-100.// Уборка навоза на животноводческих фермах: Комплект плакатов,М.:Колос, 1983, Лист12.

68. Билык В.В., Лосяков В.П., Капустин В.П. Пресс-фильтр ПЖН-68.// Уборка навоза на животноводческих фермах: Комплект плакатов, М.:Колос, 1983, Лист 13.

69. Гриднев П.И., Ковалев А.А., Капустин В.П. Отстойник-сгуститель ООС-25.// Уборка навоза на животноводческих фермах: Комплект плакатов, М.: Колос, 1983,Лист 14.

70. Насыпайко И.Г.,Силагин В.А.,Капустин В.П.и др.Комплексная механизция, электрификация и автоматизация сел. хоз. производства. Система ведения сельского хозяйства Тамбовской области: Тамбов,Пролетарский светоч, 1985. С.260-287.

71. Капустин В.П. Регулировка и настройка сельскохозяйственных машин: Учеб,-пособие. ТИХМ, Тамбов, 1991,83 с.

72. Капустин В.П. Расчет параметров навозоприемника насосной станции // Техника в сел. хоз-ве, 1992, N 5-6, С. 13-15.

73. Капустин В.П., Названцев В.И.,Жилкин К.Е. Очистка жидкого навоза от взвешенных частиц//1-аянауч. конф.:Крат.тез. докл./Тамб. гос.техн. ун-т, Тамбов, 1994,С. 114-115.

74. Капустин В.П. Анализ способов и средств обработки жидкого навоза //1-ая науч. конф.: Крат.тез.докл./Тамб. гоётехн. ун-т, Тамбов, 1994, С.115-116.

75. Капустин В.П., Жилкин К.Е. Технология переработки свиного навоза //2-ая науч. конф.:Крат. тез. докл./Тамб. гос. техн. ун-т, Тамбов, 1995, С.74.

76. Капустин В.П. Технологические показатели эффективности процесса разделения

жидкого навоза // 2-ая науч. техн. конф.: Крат. тез. докл./ Тамб. гос. техн. ун-т, Тамбов, 1995, С. 74-75.

77. Капустин В.П., Кадиров М.З. Классификация способов и средств разделения жидкого навоза //2-ая науч.техн.конф: Крат, тез, докл./Тамб. гос. техн. ун-т, Тамбов,

1995,С. 77.

78. Капустин В.П. Обезвоживание твердой фракции навоза в отжимном устройстве //Техника в сел.хоз-ве, 1995, N 1, С.25-26.

79. Капустин В.П. Сельскохозяйственное производство и окружающая среда // Механизация и электрификация сел. хоз-ва, 1995, N 8, С.7-9.

80. Капустин В.П. Математическое моделирование процессов уборки и транспортировки жидкого навоза //Вестник ТГТУ, 1995.Т.1, N 3-4.С.330-337.

81. Капустин В.П. Системные исследования процессов уборки, транспортировки и переработки жидкого бесподстилочного навоза// 3-ья науч. конф.: Крат.тез. докл./ Тамб. техн. ун-т, Тамбов, 1996, С.53.

82. Капустин В.П. Безотходная система уборки, транспортировки и переработки жидкого навоза// 3-я научтехн. конф.:Крат.тез.докл.Дамб.гос. техн.ун-т, Тамбов,

1996.С.54.

83. Капустин В.П. Показатели качества и эффективности биотехнологической системы уборки и переработки жидкого навоза //3-ья науч.конф.: Крат.тез.докл.Дамб.-гос.техн.ун-т, Тамбов, 1996, С.53.

84. Тырнов Ю.А., Капустин В.П. Реологические свойства навозной массы //Механизация и электрификация сел.хоз-ва,1996, N1,0. 24-25,

85. Капустин В.П, Биотехнологическая система уборки, транспортировки и переработки жидкого навоза //Техника в сел. хоз-ве, 1996, N 4, С. 9-11.

86. Капустин В.П. Математическое моделирование процессов перемещения жидксо навоза // Зоотехния, 1996, N 6, С. 30-32.

87. Капустин В.П. Подготовка сельскохозяйственных машин к эксплуатации.: 'Учеб. пособие/ Тамб. гос. техн. ун-т, Тамбов 1996,124 с.

88. Капустин В.П. Основы научных исследований и патентоведения:Лекции к курсу. Тамбов: ТГТУ, 1996,84 с.

89. А.с. N 570377 СССР, МКИ В 01Д 33/04 Ленточный фильтр для обезвоживания осадков. Опубл. в Б.И.1977, N 32 /Саяпин В.А, Сарычев П.П„ Капустин В.П.

90. А.с. N 651741 СССР, МКИ А 01С 3/02 Фильтр-накопитель. Опубл. в БИ, 1979, N10 /Саяпин ВА, Капустин В.П.

91. А. А.с. N 871810 СССР, МКИ В 01Д 33/04 Ленточный фильтр для обезвоживания осадков. Опубл. в БИ, 1981, N 38 / Капустин В.П., Саяпин В.А.

92. А.с. N 1119986 СССР, МКИ СО 2¥ 1/52 Способ очистки жидкого навоза от взвешенных частиц: Опубл. в БИ, 984 N 39 / Капустин В.П.