автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Разработка и обоснование параметров устройства разгрузки бункерных установок для переработки отходов на фермах КРС

На правах рукописи

КОЛДИН Михаил Сергеевич

РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВА РАЗГРУЗКИ БУНКЕРНЫХ УСТАНОВОК ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ НА ФЕРМАХ КРС

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

□034Б8 156

Мичуринск-наукоград РФ, 2009

003468156

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Мичуринский государственный аграрный университет» (ФГОУ ВПО МичГАУ) на кафедре «Прикладная механика и конструирование машин»

Научный руководитель: академик РАСХН, доктор технических наук

Завражнов Анатолий Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Макаров Валентин Алексеевич

доктор технических наук, профессор Четвертаков Анатолий Васильевич

Ведущая организация: НТЦ «Агроферммашпроект» ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка» (ГНУ ГОСНИТИ)

Защита диссертации состоится » 2009 года — часов

на заседании Диссертационного совета ДМ 220.041.03 в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Мичуринский государственный аграрный университет» по адресу: 393760, Тамбовская область, г. Мичуринск, ул. Интернациональная, д. 101.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Мичуринский ГАУ».

Автореферат разослан «-¿Р »г. и размещен на сайте ФГОУ ВПО «Мичуринский ГАУ» www.mgau.ru

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

Н.В. Михеев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Перспективным способом приготовления органических удобрений в настоящее время является высокотемпературная аэробная биоферментация отходов животноводства в установках ускоренного компостирования (стационарные ферментаторы, установки компостирования бункерного и барабанного типов и др.). Тенденции технического прогресса данных установок основаны на совершенствовании их работы путем механизации и автоматизации процессов подачи воздуха, загрузки компостируемых смесей, а также выгрузки продукта переработки, при сохранении поточности и непрерывности производства

Однако наименее изученным и наиболее энергоемким процессом ускоренной переработки отходов КРС в установках для компостирования бункерного типа является выгрузка компостируемого материала из них. Исследований по вопросам выгрузки компостируемых материалов недостаточно для того, чтобы эффективно применять шнековые, лопастные и др. устройства разгрузки. Применение указанных устройств не учитывает процессов сводообразования и не обеспечивает требуемой структуры продукта переработки, снижает его агротехнические и товарные качества, что приводит к значительному увеличению общих затрат.

Снижение энергоемкости процесса выгрузки компостируемого материала может быть достигнуто за счет применения принципиально новых устройств разгрузки, которые способны эффективно разрушать образующиеся своды, и обеспечивают равномерную подачу материала к выгрузному отверстию.

Поэтому разработка устройства разгрузки с исследованием влияния его конструктивно-режимных параметров на энергетические показатели работы установок для компостирования бункерного типа является актуальной задачей и представляет как научный, так и практический интерес с точки зрения повышения эффективности ускоренной переработки органических отходов животноводства.

Цель исследований. Повышение эффективности работы установки для компостирования бункерного типа путем совершенствования процесса ее разгрузки.

Объект исследований. Технологический процесс выгрузки продукта переработки отходов животноводства из установки для компостирования бункерного типа.

Предметом исследований является установление закономерностей взаимодействия рабочих органов устройства разгрузки с компостируемым материалом в процессе его выгрузки.

Методы исследований. В качестве основных методик использовались: теория планирования эксперимента, методы математического моделирования и анализа. Исследования физико-механических, технологических свойств и процесса выгрузки проводились в соответствии с ГОСТ и по частным методикам на лабораторных установках.

Научную новизну составляют:

- обоснование процесса разгрузки установки для компостирования бункерного типа за счет использования рабочих органов, выполненных в виде набора дисковых фрез и расположенных на вращающихся валах внутри корпуса установки;

- математическое описание процессов сводообразования с определением мес расположения рабочих органов устройства разгрузки;

- закономерности изменения затрачиваемой мощности и производительност в процессе выгрузки компостируемых материалов в зависимости от параметро устройства разгрузки.

Практическую значимость представляют:

- устройство разгрузки установки для компостирования органических отх дов на фермах КРС, защищенное патентом РФ на полезную модель №71116;

- методика расчета основных параметров устройства разгрузки в зависимост от физико-механических и технологических свойств выгружаемых материалов;

- результаты исследований, которые обеспечивают высокую эффективност устройства разгрузки с точки зрения энергоемкости процесса выгрузки.

Реализация результатов исследований. Разработанное устройство разгрузк установок для компостирования прошло опытно-производственную проверку пр переработке навоза на ферме 600 голов КРС ФГУП учхоз-племзавод «Комсомо лец» ФГОУ ВПО МичГАУ.

Результаты исследований процесса выгрузки компостируемых материалов и установок бункерного типа приняты к внедрению в НТЦ «Агроферммашпроект ГНУ ГОСНИТИ с целью совершенствования работы устройств разгрузки устано вок экспресс-компостирования органического сырья. Предложенная конструкци разработанного устройства разгрузки принята к внедрению в научно производственной фирме ООО «Мичуринское плодородие», специализирующей ся на производстве фасованных высокоэффективных органических удобренш «Гумус-Плодовые», награжденных «Золотой медалью» Всероссийской выставки «День садовода-2008». Методические материалы по определению характеристи работы фрезерного выгрузного устройства компостируемых материалов исполь зуются в учебном процессе Тамбовского ГТУ и Мичуринского ГАУ.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложен и одобрены: на науч.-практич. конференциях ФГОУ ВПО МичГА (2005...2007гг.); на международной науч.-практич. конференции, посвященно 160-летию со дня рождения профессора П.А. Костычева ФГОУ ВПО РГСХ (г. Рязань, 2005г.); на международной науч.-практич. конференции «Новые техно логии и техника для ресурсосбережения и повышения производительности труд в с/х производстве» ГНУ ВИИТиН (г. Тамбов, 2005г.); на международной науч. практич. конференции, посвященной 75-летию со дня рождения профессор В.Г. Кобы ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ (г. Саратов, 2006г.); на международно! науч.-практич. конференции «Научно-технический прогресс в животноводстве машинно-технологическая модернизация отрасли» ГНУ ВНИИМЖ (г. Подольск 2007г.).

Публикации результатов работы. Материалы диссертации отражены 21 печатной работе, в том числе 3 работы в изданиях рекомендованных ВАК РФ Общий объем публикаций составляет 8,4 п.л., из которых 2,63 п.л. принадлежи лично соискателю. Новизна разработанных технических средств подтвержден* наличием 1 патента РФ на изобретение и 2 патентов РФ на полезную модель.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пят глав, общих выводов, списка используемых источников и приложений. Работа из

ложена на 187 машинописных страницах, включая 57 рисунков, 19 таблиц, 134 литературных источника и 8 приложений.

На защиту выносятся следующие научные положения:

- конструктивно-технологическая схема устройства разгрузки установки для компостирования отходов ферм КРС;

- теоретические положения по обоснованию конструктивно-режимных параметров устройства разгрузки с учетом влияния физико-механических и технологических свойств на процесс сводообразования и взаимодействия режущих элементов рабочих органов с выгружаемым материалом;

- результаты экспериментальных исследований и испытаний в производственных условиях, позволяющие определить оптимальные конструктивно-режимные параметры устройства.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении представлена краткая характеристика состояния вопроса, обоснована актуальность темы исследований и основных научных положений, выносимых на защиту.

В первой главе представлены результаты анализа современного состояния технологий и технических средств по переработке отходов животноводства и существующих устройств разгрузки бункерных установок для компостирования.

Процессы переработки навоза, в т.ч. процессы взаимодействия рабочих органов различной конструкции с перерабатываемым навозом исследовали следующие ученые: Ковалев Н.Г., Гриднев П.И., Марченко Н.М., Личман Г.И., Шреер A.A., Капустин В.П., Макаров В.А., Павлов П.И. и др.

Вопросами выгрузки трудносыпучих материалов из бункеров сельскохозяйственного назначения занимались следующие ученые: Зенков P.JI., Иванов М.Г., Цимбаревич Г.М., Янсен Г.А., Горюшинский B.C., Комченко Е.В. и др.

В результате анализа работ указанных авторов и согласно разработанной классификации средств разгрузки компостируемых материалов выяснено, что параметры и режимы работы выгрузных устройств должны соответствовать конструкции установок для переработки, а также характеристикам возникающих в них сводчатых структур с учетом свойств материала в процессе переработки.

В связи с этим выдвинуто предположение, что более эффективным устройством разгрузки (рисунок 1), является механизм, в состав которого входят дисковые фрезы 2, расположенные в нижней части корпуса установки на горизонтальных валах 3, позволяющий разрушать неизбежно возникающие своды и обеспечивать равномерную выгрузку перерабатываемого материала. Использование предложенного механизма обеспечит разрыхление компостируемого материала, что положительно отразится на процессе закрепления в нем питательных веществ на стадии дозревания.

По результатам проведенного анализа и поисковых экспериментальных исследований были сформулированы задачи исследований:

- провести теоретические исследования процессов сводообразования и разгрузки в установке для компостирования бункерного типа;

- исследовать физико-механические и технологические свойства компостируемых смесей на стадии их выгрузки;

загрузка надои порции, ииадного сырья

линия

- исследовать процессы сводообразования и выгрузки на экспериментальной лабораторной установке;

- определить конструктивно-режимные параметры устройства разгрузки бункерных установок;

- провести производственную проверку устройства разгрузки бункерной установки для переработки отходов на фермах КРС и определить экономический эффект его использования.

Во второй главе представлено теоретическое рассмотрение процесса сводообразования при выгрузке компостируемого материала из бункерной установки с прямоугольным выгрузным отверстием. Определены конструктивно-режимные параметры рабочих органов устройства разгрузки на основе исследования характеристик сводов в зависимости от параметров бункерной установки. Приведены кинематический и силовой анализы работы дисковых фрез устройства разгрузки при их взаимодействии с выгружаемым материалом.

При открытии выгрузного отверстия внутри материала возникают касательные напряжения, что приводит к появлению распорной реакции в нижней части установки. При условии равновесия вертикальной составляющей распорной реакции и массы груза, лежащей над отверстием, образуется свод. Вывод уравнения линии свода, образующегося в бункерной установке с шириной отверстия Ь, основан на предположении ее совпадения с траекторией главных

напряжений Р (рисунок 2).

Горизонтальная ах и вертикальная т составляющие главного напряжения могут быть определены следующим образом:

сгх = Р- С05 у/, (1)

г = Р-8'шц/. (2)

где ф - угол между главным напряжением Р и его проекцией на ось ОХ. Тогда:

tg^// = dy/dx = т/cтx. (3)

/-нижний затвор; 2-дисковые фрезы; З-валы

Рисунок 1 - Конструктивно-технологическая схема дискофре-зерного устройства разгрузки

Рисунок 2 - Схема внутренних усилий, действующих в точках свода

При рассмотрении двумерной модели равновесия элементарного объема (рисунок 3) значения Ти Ох определяются на основании теории упругости:

с1сгх / йбс = 0; (4)

с/г /с1х =-ум-и , (5)

где 7„ - насыпная плотность выгружаемого материала, кг/м3; g - ускорение свободного падения, м/с2.

Проинтегрировав уравнения (4) и (5), получаем:

О Ь/2 ~Х

Рисунок 3 - Схема сил, дейст-вуюгцих на элементарный объем материала

~Л/2 о ь7Г

Рисунок 4 - Эпюра напряжений, показывающая линию сводообра-зования

Выгружаемый -материал •'■

Линия

1-

Ж —-р-. / ! ' ч/

а ь

Рисунок 5 - К определению высоты стрелы линии свода

сгх=та- Со5<ртуя; (6)

т = -Гя-Я-х- (7)

где т0 - начальное сопротивление сдвигу, Па; фвя„ - угол внутреннего трения.

Уравнение линии свода для щелевого отверстия, с учетом выражений (3), (6) и (7), имеет вид:

У = Г и ■ 8'■ (Ь2 - 2Х1) /(4 ■ г0 • С08<ртут). (8) При х=0, высота стрелы свода / (рисунок 4) определяется по формуле:

/ = УФ) = Гм ■ ё' Ь2 /(4 ■ г0 • Соа(ртут), (9) Учитывая угол наклона боковых стенок бункерной установки и, приняв, что усилие со стороны боковой стенки на свод совпадает с направлением вектора главного напряжения Р (рисунок 5), угол наклона касательной \р определяется по формуле:

Ч/ = ссст-(ршеш (10)

где о/ст - угол наклона боковых стенок бункера к горизонтали;

Фвиеш ~ угол внешнего трения выгружаемого материала о материал стенок. Подставив значение ^из(10)в(1)и (2), получаем:

сгх=Р-Со$(аст-<ртш), (11) т-Р ■ Бт(аст - (ренеш). (12)

Согласно выражениям (8), (11) и (12), а, также выразив х как Ы2, получим:

Гм-8-{Ь/ 2)

, (13)

В результате формула по нахождению/ (9) запишется в следующем виде:

1 ■ Гм-8-{Ь!2)

7 2

(14)

Высота стрелы свода с учетом угла наклона боковых стенок равна:

f = ~b-tg(acm ~(ртеш). (15)

Данная характеристика позволяет определить место расположения рабочих органов.

При изменении ширины выгрузного отверстия происходит существенное изменение характера образования свода и его устойчивость.

Ширина отверстия, при которой возникают устойчивые своды, определяется зависимостью:

Ья=2-т0-(1 + Sin<peHym )/yM-S, (16)

Ширина отверстия, при которой наблюдается нормальное движение материала к выгрузному отверстию без сводообразования:

Л =2-Г0/Гм'8-Щ, (17)

где т, - коэффициент подвижности (Зенков Р.Л.).

В диапазоне значений b между Ьсв и b„ может образоваться свод, но обладающий меньшей устойчивостью. При условии непрерывного разрушения этого свода скорость поступления материала определяется следующим образом:

V, = ■ ■ (1,05 • b - 3,4r01Y м- g- f„), (18)

где \cm - коэффициент истечения материала; /„ - коэффициент внутреннего трения.

Выражение (18) характеризует максимальное значение скорости подачи материала, которое ограничивается его технологическими свойствами, и будет зависеть от того, как на него воздействует рабочий орган.

Установка набора дисковых фрез с определенным шагом р, на каждом валу осуществляется в зоне сводообразования так, чтобы ось их вращения находилась вдоль линии свода. Воспользовавшись понятием толщины свода с одинаковой структурой, описанной в работе Комченко Е.В., можно записать условие определения значения радиуса дисковой фрезы (рисунок 6):

где tce - толщина свода, в которой внутренние силовые факторы в материале имеют равные значения, м; b - ширина выгрузного отверстия, м; х~ экспериментальный коэффициент пропорциональности, зависящий от угла наклона плоскости подвода материала.

Количество осей (валов) с набором дисковых фрез, предполагая, что длина линии свода Lce равна длине дуги АОВ, определяется так:

(20)

где а - коэффициент, учитывающий расположение осей без пересечения траекторий вращающихся фрез.

Длина линии свода:

4.=W¿-/-/2> (21)

быгружаемый патериал ; *

\ о. • свод * ■

V ■ у УлТ/ У/ \7

у

к

А Яф /Г

Ь

1-наклонные стенки выгрузного участка установки; 2-дисковые фрезы; 3-валы; 4-выгрузное отверстие

Рисунок 6 - Схема размещения валов с набором дисковых фрез

Выгружаемый материал К

Зона о5разаЬания сйода

Рисунок 7 - Схема для определения шага установки фрез

Длина прямоугольного отверстия Ьщ (рисунок 7) бункерной установки значительно превышает размер Ьсв (16) и Ь„ (17), а наличие рабочих органов с шагом рь в неподвижном состоянии, будет служить препятствием для просыпания выгружаемого материала.

В пространстве над фрезами в продольной плоскости будут образовываться своды с некоторой величиной высоты стрелы/' (положение 1). При вращении набора дисковых фрез будет происходить разрушение связей между частицами материала в рассматриваемых опорных точках. В результате процесс сводообразо-вания между элементами фрез будет предотвращен. Под действием веса вышележащих слоев материал, находящийся над рабочими органами, будет проходить между вращающимися фрезами (положение 2) в направлении выгрузного отверстия.

Обозначив шаг установки дисковых фрез р, и преобразовав выражение (9), получим условие разрушения слоя материала в пределах Яф.

Р,= 2

Я,!,

•Сояр,,

Ум

(22)

В системе координат ОХ и О У (рисунок 8) точка контакта (взаимодействия) ножа фрезы с выгружаемым материалом при вращении описывает траекторию в виде циклоидальной кривой.

Параметрическое уравнение координат точки контакта при вращении фрезы записывается следующим образом:

Х = Кф-Со*(софр1) + *„-(

(23)

¥ = Кф-$т{бзфр1)

где X и }'- координаты точки контакта ножа с материалом, м; - скорость поступления выгружаемого материала, м/с; Яф - радиус дисковой фрезы, м; ~ угловая скорость вращения рабочего органа, с"; / - время процесса, с.

765"

■■" 720'

615-,

№

50*

■4 91'

-630',_

ту

535-'

НО"

О

-270 -

'225'

За время I каждый нож фрезы при ее постоянной угловой скорости ыфР повернется на угол ф=а)фр-1, а материал переместится в направлении выгрузного отверстия на величину \'„1.

Так как то время выражается как

¿=ф/03фр, при этом: Уокр=Яф-Ыфр, тогда кинематический параметр может быть выражен:

^о.уА^Лф-Ыф/у,,, (24)

где \окр - окружная скорость точки кромки фрезы, \<т;р >\'„, м/с.

Точное значение параметра X в зависимости от количества ножей и длины рабочей части ножа одной фрезы определяется следующим образом:

"МО'

Л =

х-Яф'(п,+ 2)

(25)

Рисунок 8 - Траектория движения точки ножа фрезы в выгружаемом материале

где А„ - длина рабочей части ножа (зуба) фрезы, м; щ - количество ножей одной дисковой фрезы.

Согласно (24) и (25) при известном значении скорости подачи выгружаемого материала у„, необходимая угловая скорость вращения дисковых фрез определится следующим образом:

V„ • л ■ (я, + 2)

тННг' (26)

При работе дисковой фрезы каждый нож взаимодействует с определенным объемом выгружаемого материала. Решение по нахождению площади контакта фрезы с материалом за один оборот рабочего органа, при их совместном движении, для системы уравнений (23), имеет вид:

А =

2

<°Фг

(27)

Из системы параметрических уравнений (23) длина траектории точки контакта ножа фрезы с материалом может быть найдена, как длина дуги удлиненной циклоиды:

1=Кф-(0Ф

+ V

(28)

где С = Яф ■ шфр ■ у„ /(яф ■ софр + у„ } -

параметр движения.

Условия работы разработанного устройства разгрузки указывают на наличие сложного процесса разделения связной («волокнистой») структуры компостируемого материала на мелкие элементы. Характер взаимодействия рабочих органов представляет собой разрушение структурных взаимосвязей с учетом усилий внедрения и сил трения ножей фрез о выгружаемый материал (рисунок 9).

В точке контакта частицы материала с ножом фрезы действуют следующие усилия: сила воздействия кромки /ь, направленная перпендикулярно радиусу, проведенного от оси вращения дисковой фрезы к точке взаимодействия частицы с ножом; сила трения Ртр частицы о поверхность кромки, направленная в сторону противоположную движению; сила тяжести направленная по вертикали; сила нормального давления Лг„ кромки на частицу, направленная перпендикулярно ее поверхности и реакция частицы Я, направленная в противоположную сторону относительно сил взаимодействия.

С целью снижения энергоемкости разрушения связной структуры материала ножи фрез расположены под некоторым углом атаки а, что позволяет осуществлять скользящее резание.

Рисунок 9 - Схема сил, действующа на частицу материала при взаимодействии с ножом фрезы

Сила нормального давления тем больше, чем больше составляющая силы

(29)

тяжести Fg, т.е.

NH=R + Fg ■ Cos(90-а-(р)~ R + Fg ■Sin(a + (p) Уравнения движения по координатным осям: d2x

= Cos{ 90 - ç) + N„ ■ Cos( 90 - a - (p) - Fmp ■ Cos(a + (p)-Fg

dt

d'y F m-^-F,

Costp + A?„ ■ Cos(a + ¡p) + Fmp ■ Cos{90 - a - <p),

(30)

d2x d2y

где и - ускорение частицы по соответствующим осям;

m - масса частицы материала, кг; cm - угол атаки ножа фрезы, град; ф - угол поворота фрезы относительно оси вращения, град.

Определив вторые производные уравнений координат (23), выражая первое уравнение системы (30) относительно F3, получим, что сила воздействия кромки ножа:

iп-(-Яф ■0)2фР ■Cosç})-(R+Fg ■Sir(a+<p))• • Sii(a+<p)+v{r+Fs■ Siria+<p)) • Cola+(p)+Fy

Нож фрезы воздействует на выгружаемый материал своей кромкой. При внедрении ножа в материал, значение реакции материала определяется следующим образом:

R = vpa-b,-hH- (32)

где a ¡xa - напряжение разрушения выгружаемого материала, Па; /¡„ - длина рабочей кромки ножа фрезы, м; bt - ширина ножа фрезы, м.

F3 =

ISincp (31)

Усилие, возникающее на каждом ноже фрезы в данный момент времени, определяется углом расположения ф каждого ¡-го ножа в рассматриваемой системе координат (рисунок 8). Поэтому, суммарное усилие от одной дисковой фрезы в любой момент времени постоянно и определяется по формуле:

т • (- Яф ■ со2 фР- Сощ )+£•//•

Б1п2(а+<р:)

+ 'К-К-{/и-Со{а+<р,+щ))

(33)

где ф, - угол расположения /-го ножа фрезы в материале, град:

(34)

где 1рр - угол, определяющий рабочую часть траектории вращения ножа фрезы, №,=360°).

Масса материала, отделяемая одним ножом фрезы:

™ = Гм-Ух=7м-Ъг-А. (35)

Мощность, затрачиваемая при взаимодействии фрез устройства разгрузки с материалом:

где • 2ф - суммарное усилие, возникающее на всех фрезах устройства, Н. Суммарная мощность, затрачиваемая устройством разгрузки:

м = м3 + м„,

где Ы„ - мощность, затрачиваемая на привод устройства разгрузки, Вт:

и. ' 8 ■ кф ■ юФр

Ч

(36)

(37)

(38)

где т„ - масса рабочих органов, кг; т\ - КПД привода устройства разгрузки. Мощность, затрачиваемая устройством разгрузки, используя формулы (33), (36) и (38), определяется следующим образом:

1 ■ Яф ■ шгфр ■ Созр)

+ £■ И

+ Со^а + й) - Яи(а + р,))

Р,

<4*. 2л

1

.(39)

где В - длина вала с набором дисковых фрез, м.

Производительность в результате работы фрезерного устройства разгрузки при известном значении скорости поступления материала к выгрузному отверстию V,, определяется следующим образом:

е = (40)

где Б,,, - площадь выгрузного отверстия установки, м2.

В третьей главе изложена программа и методика исследований: физико-механических и технологических свойств выгружаемых компостируемых смесей при переработке; процесса сводообразования компостируемых смесей с нахождением основных характеристик свода; влияния конструкции и режимных параметров устройства

разгрузки на затрачиваемую мощность и производительность в процессе выгрузки материала.

В качестве исследуемых материалов были использованы следующие компостируемые смеси относительной влажностью №=55...65%: навоз КРС с измельченной соломой до фракции 80... 120 мм (Н+С); навоз КРС с опилками древесными (Н+О).

Для проведения многофакторного эксперимента была изготовлена экспериментальная установка (рисунок 10), представляющая собой металлическую емкость, выполненную в виде бункера с прямоугольным сечением выгрузного отверстия. При этом две стенки установки вертикальные, а две другие -наклонные (с возможностью изменения угла наклона). Высота загрузки компостируемого материала находилась в пределах 2,0...2,2 м. Ширина отверстая Ь находилась в пределах 0,4...0,6 м по результатам анализа зависимостей (20) и (21).

Рабочие органы устройства разгрузки - дисковые фрезы, установлены на параллельно расположенных валах. При анализе выражения (39) с помощью программы «МаЖСас/» были выбраны уровни и интервалы варьирования наиболее значимых конструктивно-режимных параметров рабочих органов (таблица 1).

Таблица I - Уровни и интервалы варьирования факторов

Наименование фактора Обозначение фактора Уровни варьирования Интервалы варьирования

Нижний (-0 Нулевой (0) Верхний (1)

Угл. скорость вращения фрез Шй„, с"1 Х| 6 12 18 6

Шаг установки фрез р,, м х2 0,075 0,115 0,155 0,040

Угол атаки ножей фрез о;0 Хз 15 30 45 15

Для обеспечения шага установки фрез, между ними устанавливались распорные втулки. В цепи привода устройства разгрузки устанавливался датчик крутящих мо-

1-опорные стойки; 2-вертикальные стенки; 3-наклонные стенки; 4-смотровое окно; 5-рабочие органы устройства разгрузки; 6-подшипниковые опоры; 7-рама; 8-электродвигатель; 9-устройство изменения частоты вращения привода; 10-клиноременная передача; 11-датчик крутящих моментов; 12-блок электронной регистрации данных; 13-цепная передача; 14-затвор

Рисунок 10 - Общий вид экспериментальной установки

ментов, который связан с блоком электронной регистрации данных (решстратор «Параграф»), При помощи соответствующей программной поддержки со стороны прибора и встроенного интерфейса RS-485 обеспечивалась передача сохраненных в архиве данных на ПК с построением графически отображенных данных в среде Windows 95/98 или Windows 2000/2003. Анализ экспериментальных данных производился при помощи пакета прикладных программ математической обработки «Office Excel -2003», «MathCAD Professional».

В четвертой главе представлены результаты экспериментальных исследований процесса сводообразования при выгрузке компостируемых смесей, их физико-механических и технологических свойств, а также результаты проведения многофакторного эксперимента.

Результаты исследований физико-механических и технологических свойств компостируемых смесей представлены в таблице 2.

Taö.nuiia 2 - Значения физико-механических и технологических свойств

компостируемых материалов различного состава

№ Il/n Ед. изм. Вид исследуемого материала

Показатели Навоз КРС+ солома Навоз КРС+ опилки

1 Влажность IV % 57...64 56...62

2 Насыпная плотность 7„ кг/м3 754,0 820,0

3 Коэффициент внешнего трения по стали ц - 0,91...1,12 0,94.. .1,05

4 Коэффициент внутреннего трения/в - 0,98...1,19 1,10...1,16

5 Начальное сопротивление сдвигу т0 Па 885,0 990,0

6 Напряжение разрушения ар МПа 0,0378 0,0413

Оптимальное значение угла наклона боковых стенок, при котором выгружаемый материал не оставляет остатков равен <Хмт=65°.. .70°.

При исследовании процесса сводообразования получены зависимости высоты стрелы / и толщины свода от ширины выгрузного отверстия Ь, а полученные данные позволили рассчитать по формулам (19, 20) конструктивные параметры рабочих органов устройства. Было установлено, что при значении ширины выгрузного отверстия ¿=0,55 м необходимо использовать два вала с набором дисковых фрез радиусом Яф = 0,11 м, оси вращения которых расположены на высоте ОД7м (при выгрузке Н+С) и 0,26м (при выгрузке Н+О) от уровня выгрузного отверстия.

По результатам проведенного многофакторного эксперимента при постоянных геометрических параметрах установки (¿>=0,55м и <хта=70°) были получены уравнения регрессии, характеризуемые значение затрачиваемой мощности при изменении конструктивных и режимных параметров устройства разгрузки:

- при выгрузке компостируемой смеси (Н+С):

N = 5391,5 - 61,07 • со +13886,72 • р, -11,82 • а + 295,1 • со ■ р, -

(41)

-0,074-со-а~30,63■ р{ - а +1,78• а>2 -52078• р,2 + 0,24-а2 к '

- при выгрузке компостируемой смеси (Н+О):

N = 5225,98 - 62,21 ■ со +11473,5 ■ р, + 0,67 ■ а + 309,06 • со ■ р, -

- 0,055 ■ со ■ а - 5,58 ■ р, ■ а +1,83 • со1 - 48117,5 • р] - 0,0042 • а2

Адекватность полученных моделей проверялась по критерию Фишера при 5%-ном уровне значимости.

По данным уравнениям регрессии были построены графические зависимости мощности, затрачиваемой устройством разгрузки от угловой скорости Ыфр и угла атаки ножа фрезы а при установке дисковых фрез с различным шагом р, (рисунок 11 и 12).

S Ш, Í'V / Щ , / /

VÍ

;//.// /-----ч "j 1 х »: &

у//// »иг t

t я i* ни

I» \»fv \

И 0Jif®\ Ч-\ .

Л \\\ "-чло-г" * > '. ■ЛЛ\"''05Я— -- ' -y-'Á' Л\ч.чиС**— V «к.i

S7M,.¿.. -................... р;ию . 5ЕЯ

- ' М П^ ГШ | УН | tn.ti i

»г"

\

f» им---I

°Уп. скоросп вращ. раб. органов. с-1' °Угл. скорость вращ. раб. органов, с-Г °Угх скорость вращ. раб. оргапов, с- Г а) 6) в)

а) р,=0,075м; б) р,=0,115 м; в) р,-=0,155м Рисунок 11 - Зависимость затрачиваемой мощности при различной сочетаемости факторов (выгружаемый материал Н+С)

У / ЮМ . ...............L......... зд 5900 5653

/ ¡00 / \ / !г-\ /........ Í мм «о' мм

'V/"

г, N» -г.

Угх скорость вращ. раб. оргапов, с-11

г

Уг.т. скорость вращ. раб. органов, с-1

Ун. скорость ират, раб. органов, с-1

а) б) в)

а) р,=0,075м; б) р,=0,115 м; в) р,=0,155 м Рисунок 12 - Зависимость затрачиваемой мощности при различной сочетаемости факторов (выгружаемый материал Н+О) Из анализа зависимостей видно, что при выгрузке компостируемых смесей наблюдается падение значения мощности с шагом фрез равным р, = 0,075 м. Для выгружаемого компостируемого материала в виде смеси (Н+С) существует зона минимума затрачиваемой мощности, где А',ш„= 5695 Вт (ифр =11,6 с"1, а=0,56 рад=30°).

Для выгружаемой компостируемой смеси (Н+О) четкой области минимума мощности не видно, так как влияние угла атаки ножа фрезы на изменение ее значения имеет слабовыраженный характер (рисунок 12). Поэтому при угловой скорости Ыфр = 11,2 с"1 и при шаге установки фрез р, = 0,075 м, минимальное значение мощности составляет Nmn = 5584 Вт, а предпочтительным является вариант использования фрез с углом атаки о=45°.

При установке фрез с шагом р, = 0,115 м также видно падение мощности с изменением параметров устройства, но это падение характеризуется большими ее значениями, чем при использовании фрез с р, = 0,075 м. С шагом р, = 0,155 м наблюдается

значительный рост затрачиваемой мощности с увеличением частоты вращения рабочих органов.

В процессе проведения опытов по определению мощности одновременно фиксировалось значение производительности устройства разгрузки.

Максимальная производительность при выгрузке обоих видов компостируемых смесей достигалась при шаге установки фрез р, = 0,115 м, при угловой скорости вращения рабочих органов со фР = 12,5 с'1, с углом атаки ножей фрез а = 30°. Установка фрез с меньшим значением шага не обеспечивала эффективного разрушения сводчатой структуры материала, т.к. большее количество фрез с меньшим расстоянием между ними препятствует свободному просыпанию разрыхленных частиц, при этом происходит значительное налипание материала на ножах и боковых поверхностях фрез. Установка фрез с шагом р, = 0,155 м характеризовалась слабым разрушением структуры материала в зоне сводообразования, поэтому разрушение связей между частицами происходит не сразу и процесс выгрузки замедляется.

Исследования показали, что минимум энергоемкости процесса достигается при угловой скорости вращения рабочих органов ЫфР= 12,5 с"1 (и = 120 мин"1), при углах атаки ножей фрез а=30° и при шаге установки дисковых фрез р,= 0,115 м (таблица 3).

Таблица 3 - Значения удельной энергоемкости при различных значениях шага _ установки дисковых фрез (и>фР= 12,5 с1, а=30°)_

Шаг установки дисковых фрез, м Производительность, кг/с Мощность, Вт Энергоемкость процесса выгрузки, кВт-ч/т

(Н+С) (Н+О) (Н+С) (Н+О) (Н+С) (Н+О)

р, = 0,075 15 19 5695 5584 0,105 0,082

р,= 0,115 17 22 5956 5827 0,097 0,074

р, = 0,155 12 15,5 6048 5905 0,140 0,106

В пятой главе представлены результаты опытно-производственной проверки разработанного устройства разгрузки в ФГУП учхоз-племзавод «Комсомолец» ФГОУ ВПО МичГАУ при переработке навоза на ферме 600 голов КРС.

Оценка экономической эффективности от внедрения разработанного устройства разгрузки при переработке 1000 тонн/год навоза КРС показала, что годовой экономический эффект от использования устройства составляет - 31,5 тыс. руб. Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений - 2,7 года.

Разработанное устройство разгрузки внедрено в ООО «Мичуринское плодородие» для повышения технико-экономических показателей существующей технологии производства органических удобрений.

Общие выводы

1. Для получения органических удобрений высокого качества при переработке навоза КРС наиболее предпочтительным является метод аэробной биоферментации в установках для компостирования бункерного (модульного) типа. Однако в установках данной конструкции необходимо совершенствовать процесс разгрузки компостируемых материалов.

2. Существующие устройства разгрузки бункерных установок характеризуются высокой энергоемкостью и отсутствием эффективного сводоразрушения в зоне выгрузного отверстия, их конструктивное исполнение и режимы работы не обеспечивают требуемой структуры перерабатываемого материала, что снижает эффективность процессов биоферментации после выгрузки на стадии дозревания компоста. Отме-

ченные недостатки можно устранить путем применения разработанного устройства разгрузки дискофрезерного типа (Патент РФ № 71116).

3. На основании теоретических исследований процессов образования и разрушения сводов выгружаемых, компостируемых материалов получены аналитические выражения по определению радиуса фрез R,p, шага их установки р, и угловой скорости вращения рабочих органов й)фР.

4. Для компостируемых материалов в виде навозосоломистых (Н+С) и навозоопи-лочных (Н+О) смесей экспериментально исследованы физико-механические и технологические свойства, которые, соответственно, составили: относительная влажность: W = 57...64%, )V = 56...62%; насыпная плотность: у„ = 754 кг/мэ, ум = 820 кг/м3; коэффициент внешнего трения по стали: р = 0,91...1,12, р = 0,94...1,05; коэффициент внутреннего трения:^ = 0,98... 1,19, fe = 1,10... 1,16; начальное сопротивление сдвигу: Го = 885 Па, гв = 990 Па; напряжение разрушения: ар = 0,0378 МПа, ар = 0,0413 МПа. Эти данные позволили аналитически определить степень влияния свойств на показатели затрачиваемой мощности и производительности при различных параметрах рабочих органов разработанного устройства.

5. На экспериментальной установке исследован процесс сводообразования и получены зависимости высоты стрелы/и толщины свода tce от ширины выгрузного отверстия Ъ установки. Полученные данные позволили установить, что при значении угла наклона боковых стенок установки аст=70° и ширине выгрузного отверстия 6=0,55 м имеется возможность использовать два вала с набором дисковых фрез радиусом Яф = 0,11 м, ось вращения которых может быть расположена на высоте 0,17 м (при выгрузке Н+С) и 0,26 м (при выгрузке Н+О) от выгрузного отверстия.

6. При реализации многофакторного эксперимента определены оптимальные конструктивно-режимные параметры устройства разгрузки: частота вращения рабочих органов устройства разгрузки п = 120 мин"1; угол установки ножей фрез а = 30°; шаг установки дисковых фрез р, = 0,115 м. Данные значения параметров обеспечивают наиболее низкие показатели энергопотребления в процессе выгрузки компостируемых материалов. Затрачиваемая мощность и удельная энергоемкость разработанного устройства, соответственно, составили:

- для смеси (Н+С): ,V = 5,96 кВт; Nу„ = 0,098 кВт-ч/т;

- для смеси (Н+О): 5,83 кВт; Np = 0,074 кВт-ч/т.

7. Опытно-производственные испытания разработанного устройства разгрузки в установке для компостирования производительностью 2,5 м3/сут позволили получить следующие результаты:

- устройство разгрузки эффективно разрушает своды и позволяет непрерывно выгружать компостируемый материал;

- производительность на выгрузку смесей (Н+С) и (Н+О), соответственно, составила: Q = 17 кг/с и Q = 22 кг/с;

- полученный продукт переработки (компост) имеет рыхлую, измельченную структуру и следующий агрохимический состав: азот общий N - 2,2.. .2,4 %, фосфор Рг05 - 1,3... 1,6 %, К2О - 1,7... 1,9 %, что отвечает агротехническим требованиям его использования;

- при переработке 1000 тонн/год исходного навоза КРС годовой экономический эффект от применения устройства разгрузки составляет 31,5 тыс. руб. Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений - 2,7 года.

Список работ, опубликованных по теме диссертации: Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Колдии, М.С. Приготовление органических удобрений в аэрационном биореакторе модульного типа [Текст] / А.И. Завражнов, В.В. Миронов, М.С. Колдин, П.С. Никитин // Вестник Саратовского ГАУ. - 2006. - №4. - С. 20-24.

2. Колдин, М.С. Исследование энергоемкости процесса разгрузки установки ускоренного компостирования [Текст] / А.И. Завражнов, В.В. Миронов, М.С. Колдин // Вопросы современной науки и практики. Университет им.В.И.Вернадского. -2008.- №1(11).-С. 16-23.

3. Колдин, М.С. Определение оптимальных конструктивно-режимных параметров устройства разгрузки установки для компостирования [Текст] / А.И. Завражнов, В.В. Миронов, М.С. Колдин // Достижения науки и техники АПК. -2008. -№8.-С. 36-39.

Публикации в сборниках научных трудов и материалах конференций

4. Колдин, М.С. Аэрационный биореактор для переработки отходов животноводства в органическое удобрение [Текст] / В.В. Миронов, М.С. Колдин, П.С. Никитин // Материалы 55-й научной конференции молодых ученых. / Мичуринский ГАУ. - Мичуринск, 2005. - С. 139-142.

5. Колдин, М.С. Поточный способ производства компоста [Текст] / В.В. Миронов, М.С. Колдин, П.С. Никитин // Материалы 55-й научной конференции молодых ученых. / Мичуринский ГАУ. - Мичуринск, 2005. - С. 135-138.

6. Колдин, М.С. Разработка ресурсосберегающей технологии производства органических удобрений [Текст] / В.В. Миронов, М.С. Колдин // Материалы научно-практической конференции, посвященной 55-летию инженерного факультета Рязанской ГСХА. - Рязань, 2005. - С. 137-139.

7. Колдин, М.С. Способы снижения потерь азота при компостировании отходов животноводческих ферм [Текст] / В.В. Миронов, М.С. Колдин // Современные проблемы устойчивого развития агропромышленного комплекса России: материалы Ш-й Всеросс. дистанц. науч.-практич. конференции ДонГАУ. - п. Персианов-ский, 2005. - С. 133-135.

8. Колдин, М.С. Разработка и обоснование основных параметров аэрационного биореактора для переработки отходов животноводства [Текст] / В.В. Миронов, М.С. Колдин // Повышение эффективности использования ресурсов при производстве сельскохозяйственной продукции: Сб. науч. докладов ХШ-й междунар. науч.-практич. конференции. - М: «Изд-во ВИМ», 2005. - С. 306-314.

9. Колдин, М.С. Производственная проверка экспериментальной аэрационной установки модульного типа для переработки отходов животноводства [Текст] / А.И. Завражнов, В.В. Миронов, М.С. Колдин, П.С. Никитин // Материалы международ. науч.-практич. конференции, посвященной 75-летию со дня рождения профессора В.Г. Кобы./ Саратовский ГАУ. - Саратов, 2006. - Том II - С. 47-58.

10. Колдин, М.С. Исследование процесса биоферментации отходов КРС [Текст] / В.В. Миронов, М.С. Колдин // Составляющие научно-технического прогресса: материалы Н-й Международной заоч науч.-практич. конференции. / Тамбовский ГТУ. -Тамбов,2006.-С. 155-156.

11. Колдин, М.С. Обоснование поточной технологии ускоренного компостирования отходов на фермах КРС [Текст] / А.И. Завражнов, В.В. Миронов, М.С. Колдин, П.С. Никитин // Вестник Мичуринского ГАУ. - 2006. - Вып. 9. - С. 162-170.

12. Колдин, М.С. Поточная технология аэробной биоферментации на основе аэрационного биореактора [Текст] / А.И. Завражнов, В.В. Миронов, М.С. Колдин,

П.С. Никитин // Научно-технический прогресс в животноводстве - научное обеспечение реализации направления Ускоренное развитие животноводства приоритетного национального проекта Развитие АПК: материалы 9-й науч.-практич. конференции./ ГНУ ВНИИМЖ. - Подольск, 2006. - Том 16. Часть 3. - С. 205-214.

13. Колдин, М.С. Исследование процесса биоферментации в экспериментальной аэрационной установке для переработки отходов на фермах КРС [Текст] / А.И. Завражнов, В.В. Миронов, М.С. Колдин, П.С. Никитин // Вестник Челябинского ГАУ, 2006. - Том 48. - С. 73-75.

14. Колдин, М.С. Механизация переработки органических отходов пищевых производств [Текст] / В.В. Миронов, М.С. Колдин, П.С. Никитин // Современные проблемы технологий производства, хранения, переработки и экспертизы качества с/х продукции: материалы международ, науч.-практич. конф. / Мичуринский ГАУ.

- Мичуринск-наукоград, 2007. - Том 2. - С. 73-75.

15. Колдин, М.С. Исследование параметров устройства разгрузки бункерных установок для переработки отходов на фермах КРС [Текст] / В.В. Миронов, М.С. Колдин, П.С. Никитин // Научно-технический прогресс в животноводстве -машинно-технологическая модернизация отрасли: материалы Х-й науч.-практич. конф./ ГНУ ВНИИМЖ. - Подольск, 2007. - Том 17. - Часть 3. - С. 170-180.

16. Колдин, М.С. Исследование факторов влияющих на энергоемкость работы устройства разгрузки установки для переработки отходов на фермах КРС [Текст] / А.И. Завражнов, В.В. Миронов, М.С. Колдин, П.С. Никитин // Вестник Мичуринского ГАУ. - 2007. - Вып. 10. - С. 78-86.

17. Колдин, М.С. Закономерности процесса разгрузки установки для компостирования [Текст] / А.И. Завражнов, В.В. Миронов, М.С. Колдин // Перспективные технологии и технические средства в АПК: материалы Международной науч.-практич. конф./ Мичуринский ГАУ. - Мичуринск-наукоград, 2008. - С. 86-90.

18. Колдин, М.С. Повышение эффективности работы аэрационного биореактора для переработки отходов животноводства [Текст] / А.И. Завражнов, В.В. Миронов, М.С. Колдин, П.С. Никитин // Научно-технический прогресс в животноводстве

- ресурсосбережение на основе создания и применения инновационных технологий и техники: Сб. науч. трудов./ ГНУ ВНИИМЖ. - Подольск, 2008 - Том 17. - Часть 3.

- С. 99-109.

Патентные документы

19. Пат. 2310631 Российская Федерация, МПК7 С05 F3/06. Аэрационный биореактор [Текст] / Миронов В.В., Хмыров В.Д., Никитин П.С., Колдин М.С.: заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Мичуринский Гос. Аграрный ун-т. -2004132670/12; заявл. 09.11.2004; опубл. 20.11.2007, Бюл.№32. - 5с.: ил.

20. Пат. 63355 Российская Федерация, МПК7 С05 F3/06. Устройство для приготовления компостов [Текст] / Завражнов А.И., Гордеев A.C., Миронов В.В., Никитин П.С., Колдин М.С.: заявитель и патентообладатель ООО «Мичуринское плодородие», ФГОУ ВПО Мичуринский Гос. Аграрный ун-т. - 2005133574/12; заявл. 31.10.2005; опубл. 27.05.2007, Бюл.№15. - 5с.: ил.

21. Пат. 71116 Российская Федерация, МПК7 С05 F3/06. Установка для компостирования [Текст] / Завражнов А.И., Капустин В.П., Миронов В.В., Никитин П.С., Колдин М.С.: заявитель и патентообладатель ООО «Мичуринское плодородие», ФГОУ ВПО Мичуринский Гос. Аграрный ун-т. - 2007125749/22; заявл. 06.07.2007; опубл. 27.02.2008, Бюл.№6. - 7с.: ил.

Отпечатано в издатепьско-полиграфическом центре МичГАУ

Подписано в печать 24.12.08г. Формат 60x84 '/16, Бумага офсетная № 1. Усл.печ.л. 1,1 Тираж 100 экз. Ризограф Заказ № 13948

Издательско-полиграфический центр Мичуринского государственного аграрного университета 393760, Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101, тел. +7 (47545) 5-55-12 E-mail: vvdem@mgau.ru

ВВЕДЕНИЕ б

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Анализ современного состояния технологий и технических средств по переработке отходов животноводства

1.2 Анализ устройств разгрузки бункерных установок для переработки отходов животноводства в органические удобрения

1.3 Анализ исследований процессов выгрузки трудносыпучих материалов из установок бункерного типа

1.4 Состав и физико-механические свойства компостируемых смесей и их компонентов

1.5 Проведение поисковых экспериментальных исследований 43 ВЫВОДЫ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВЫГРУЗКИ КОМПОСТИРУЕМОГО МАТЕРИАЛА

2.1 Исследование процесса сводообразования при разгрузке бункерной установки со щелевым выгрузным отверстием

2.2 Определение конструктивных параметров рабочих органов устройства разгрузки

2.3 Кинематический анализ работы дисковых фрез при их взаимодействии с выгружаемым материалом

2.4 Определение затрат мощности и производительности при работе устройства разгрузки

ВЫВОДЫ

3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Программа экспериментальных исследований

3.2 Методика исследования физико-механических свойств 78 компостируемых материалов

3.3 Исследование процесса сводообразования при выгрузке компостируемого материала из экспериментальной установки бункерного типа

3.3.1 Описание конструкции экспериментальной установки

3.3.2 Определение основных характеристик свода, образующегося при выгрузке

3.4 Методика исследования технологических свойств компостируемых смесей, влияющих на процесс выгрузки

3.4.1 Методика определения коэффициентов внешнего и внутреннего трения, начального сопротивления сдвигу

3.4.2 Определение напряжений разрушения компостируемого материала с заданными свойствами

3.5 Экспериментальные исследования мощности, затрачиваемой устройством разгрузки

3.6 Методика обработки экспериментальных данных

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

И ИХ АНАЛИЗ

4.1 Результаты экспериментальных исследований процесса сводообразования при выгрузке компостируемых смесей

4.2 Результаты исследований физико-механических свойств компостируемых материалов

4.3 Результаты исследований технологических свойств компостируемых смесей

4.4 Проверка модели, полученной по результатам регрессионного анализа экспериментальных данных

4.5 Результаты экспериментальных исследований процесса выгрузки и обоснование оптимальных параметров устройства разгрузки

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

5.1 Опытно-производственная проверка установки для компостирования с разработанным устройством разгрузки 126 " 5.2 Расчет экономической эффективности применения устройства разгрузки

Одна из важнейших задач современности - рациональное использование природных ресурсов, которую во многом можно решить за счет разумной утилизации отходов животноводства с последующим производством ликвидной продукции [1, 12, 23]. Непременным условием выполнения задачи является наличие высокоэффективных технологий. Однако, кроме технологий, необходимо достижение экономического и экологического соответствия, что особенно важно для нашей страны, оказавшейся в начале ХХТ столетия в крайне сложной экономической ситуации [3,4].

В настоящее время наиболее предпочтительными тенденциями к развитию обладают два вида технологий:

- малозатратные традиционные технологии с достаточно низкой себестоимостью продукции переработки отходного сырья. При этом зачастую наблюдается нарушение экологических норм, как в процессе переработки, так и при использовании конечного продукта с себестоимостью 300.500 руб/т;

- высокотехнологичные технологии с использованием дорогостоящего оборудования, результатом которых является производство качественной продукции в виде органических удобрений с себестоимостью от 1000 руб/т. Применяемое оборудование технологических линий характеризуется высокой материалоемкостью и энергопотреблением. Область применения таких технологий - специализированные производства. Однако наблюдается тенденция применения данных технологий и в прогрессивных хозяйствах с развитым животноводством и птицеводством. Поэтому задача получения качественных удобрений с низкой себестоимостью является актуальной и востребованной современными потребностями самих производств.

Основным звеном технологической цепочки производства являются установки ускоренного компостирования — стационарные ферментаторы, медленно вращающиеся установки барабанного типа, вертикальные установки бункерного типа и др. Тенденции технического прогресса данных установок сводятся к механизированной загрузке, разгрузке, автоматизации устройств подачи воздуха при сохранении поточности и непрерывности процесса.

Основным недостатком существующих установок является система выгрузки высоко связных (трудно сыпучих) компостируемых материалов из установок бункерного типа. Применяемые устройства, выполненные в виде горизонтальных шнеков, не обеспечивают требуемой структуры готового продукта, что снижает его агротехнические и товарные качества, недостаточно обоснованные параметры установок уменьшают эффективность процесса компостирования, увеличивая при этом затраты на производство.

В связи с этим остро встает вопрос разработки рациональной системы и технических средств по переработке навоза, наиболее полно отражающих как экономические, так и экологические требования.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Повышение эффективности работы установки для компостирования бункерного типа путем совершенствования процесса ее разгрузки.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИИ. Технологический процесс выгрузки продукта переработки отходов животноводства из установки для компостирования бункерного типа.

ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИИ. Установление закономерностей взаимодействия рабочих органов устройства разгрузки с компостируемым материалом в процессе его выгрузки.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ. В процессе выполнения диссертационной работы были использованы следующие методики: логический метод научных исследований, методика системных исследований, теория планирования многофакторных экспериментов, методы физического и математического моделирования, математического анализа, теории подобия и размерно-стёй. На их основе были разработаны частные методики лабораторных экспериментальных исследований физико-механических и технологических свойств выгружаемых компостируемых материалов, влияющих на энергоемкость процесса разгрузки установки для компостирования бункерного типа с применением разработанного устройства выгрузки.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Научную новизну составляют:

- обоснование процесса разгрузки установки для компостирования бункерного типа за счет использования рабочих органов, выполненных в виде набора дисковых фрез и расположенных на вращающихся валах внутри корпуса установки;

- математическое описание процессов сводообразования с определением мест расположения рабочих органов устройства разгрузки;

- закономерности изменения затрачиваемой мощности и производительности в процессе выгрузки компостируемых материалов в зависимости от параметров устройства разгрузки.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ.

Практическую значимость имеют:

- устройство разгрузки установки для компостирования органических отходов на фермах КРС, защищенное патентом РФ на полезную модель №71116;

- методика расчета основных параметров устройства разгрузки в зависимости от физико-механических и технологических свойств выгружаемых материалов;

- результаты исследований, которые обеспечивают высокую эффективность устройства разгрузки с точки зрения энергоемкости процесса выгрузки.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Разработанное устройство разгрузки установок для компостирования прошло опытно-производственную проверку при переработке навоза на ферме 600 голов КРС ФГУП учхоз-племзавод «Комсомолец» ФГОУ ВПО Мичуринский ГАУ (Приложение Д).

Результаты исследований процесса выгрузки компостируемых материалов из установок бункерного типа приняты к внедрению в НТЦ «Агроферм-машпроект» ГНУ ГОСНИТИ с целью совершенствования работы устройств разгрузки установок экспресс-компостирования при переработке органического сырья (Приложение Е).

Предложенная конструкция разработанного устройства разгрузки принята к внедрению в научно-производственной фирме ООО «Мичуринское плодородие», специализирующейся на производстве фасованных высокоэффективных органических удобрений «Гумус-Плодовые» (ТУ 9816-00171254916-2006), награжденных «Золотой медалью» Всероссийской выставки «День садовода - 2008» (Приложение Ж).

Методические материалы по определению характеристик работы фрезерного выгрузного устройства компостируемых материалов используются в учебном процессе Тамбовского ГТУ и Мичуринского ГАУ (Приложение К).

АПРОБАЦИЯ. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены: на научно-практических конференциях ФГОУ ВПО Мичуринский ГАУ (2005.2007 гг.); на международной научно-практической конференции, посвященной 160-летию со дня рождения профессора П.А. Костычева и 55-летию инженерного факультета ФГОУ ВПО РГСХА (г. Рязань, 2005 г.); на международной научно-практической конференции «Новые технологии и техника для ресурсосбережения и повышения производительности труда в с/х производстве» ГНУ ВИИТиН (г. Тамбов, 2005 г); на международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию со дня рождения профессора В.Г. Кобы ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ (г. Саратов, 2006 г.); на международной научно-практической конференции «Современные проблемы технологий производства, хранения, переработки и экспертизы качества с/х продукции» ФГОУ ВПО Мичуринский ГАУ (г. Мичуринск, 2007 г.); на научно-практической конференции «Научно-технический прогресс в животноводстве — машинно-технологическая модернизация отрасли» ГНУ ВНИИМЖ (г. Подольск, 2007 г.).

ПУБЛИКАЦИИ. Материалы диссертации отражены в 21 печатной работе, в том числе 3 работы в изданиях рекомендованных ВАК РФ. Общий объем публикаций составляет 8,4 п.л., из которых 2,63 п.л. принадлежит лично соискателю. Новизна разработанных технических средств подтверждена наличием 1 патента РФ на изобретение и 2 патентов РФ на полезную модель.

НА ЗАЩИТУ выносятся следующие ПОЛОЖЕНИЯ: конструктивно-технологическая схема устройства разгрузки установки для компостирования отходов ферм КРС; теоретические положения по обоснованию конструктивно-режимных параметров устройства разгрузки с учетом влияния физико-механических и технологических свойств на процесс сводообразования и взаимодействия режущих элементов рабочих органов с выгружаемым материалом; результаты экспериментальных исследований и испытаний в производственных условиях, позволяющие определить оптимальные конструктивно-режимные параметры устройства.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Для получения органических удобрений высокого качества при переработке навоза КРС наиболее предпочтительным является метод аэробной биоферментации в установках для компостирования бункерного (модульного) типа. Однако в установках данной конструкции необходимо совершенствовать процесс разгрузки компостируемых материалов.

2. Существующие устройства разгрузки бункерных установок характеризуются высокой энергоемкостью и отсутствием эффективного сводоразрушения в зоне выгрузного отверстия, их конструктивное исполнение и режимы работы не обеспечивают требуемой структуры перерабатываемого материала, что снижает эффективность процессов биоферментации после выгрузки на стадии дозревания компоста. Отмеченные недостатки можно устранить путем применения разработанного устройства разгрузки дискофрезерного типа (Патент РФ № 71116).

3. На основании теоретических исследований процессов образования и разрушения сводов выгружаемых, компостируемых материалов получены аналитические выражения по определению радиуса фрез Кф, шага их установки pt и угловой скорости вращения рабочих органов сс>фр.

4. Для компостируемых материалов в виде навозосоломистых (Н+С) и навозо-опилочных (Н+О) смесей экспериментально исследованы физико-механические и технологические свойства, которые, соответственно, составили: относительная влажность: W= 57.64%, W = 56.62%; насыпная плотность: ум = 754 кг/м3, уи — 820 кг/м3; коэффициент внешнего трения по стали: // = 0,91. 1,12, ¡л = 0,94. 1,05; коэффициент внутреннего трения: fe = 0,98. .1,19, fe = 1,10. .1,16; начальное сопротивление сдвигу: то = 885 Па, т0 = 990 Па; напряжение разрушения: ар = 0,0378 МПа, ар = 0,0413 МПа. Эти данные позволили аналитически определить степень влияния свойств на показатели затрачиваемой мощности и производительности при различных параметрах рабочих органов разработанного устройства.

5. На экспериментальной установке исследован процесс сводообразования и получены зависимости высоты стрелы/и толщины свода tce от ширины выгрузного отверстия b установки. Полученные данные позволили установить, что при значении угла наклона боковых стенок установки аст=70° и пшрине выгрузного отверстия ¿=0,55 м имеется возможность использовать два вала с набором дисковых фрез радиусом Яф = 0,11 м, ось вращения которых может быть расположена на высоте 0,17 м (при выгрузке Н+С) и 0,26 м (при выгрузке Н+О) от выгрузного отверстия.

• 6. При реализации многофакторного эксперимента определены оптимальные конструктивно-режимные параметры устройства разгрузки: частота вращения рабочих органов устройства разгрузки п = 120 мин"1; угол установки ножей фрез а = 30°; шаг установки дисковых фрез pt~ 0,115 м. Данные значения параметров обеспечивают наиболее низкие показатели энергопотребления в процессе выгрузки компостируемых материалов. Затрачиваемая мощность и удельная энергоемкость разработанного устройства, соответственно, составили:

- для смеси (Н+С): N= 5,96 кВт; N & = 0,098 кВт-ч/т;

- для смеси (Н+О): N= 5,83 кВт; N# = 0,074 кВт-ч/т. 7. Опытно-производственные испытания разработанного устройства разгрузки в установке для компостирования производительностью 2,5 м /сут позволили получить следующие результаты:

- устройство разгрузки эффективно разрушает своды и позволяет непрерывно выгружать компостируемый материал;

- производительность на выгрузку смесей (Н+С) и (Н+О), соответственно, составила: Q— 17 кг/с и О — 22 кг/с;

- полученный продукт переработки (компост) имеет рыхлую, измельченную структуру и следующий агрохимический состав: азот общий N - 2,2.2,4 %, фосфор Р2О5 - 1,3. 1,6 %, К20 - 1,7. 1,9 %, что отвечает агротехническим требованиям его использования;

- при переработке 1000 тонн/год исходного навоза КРС годовой экономический эффект от применения устройства-разгрузки составляет 31,5 тыс. руб. Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений — 2,7 года.

1. О мерах по реализации приоритетного национального проекта «Развитие АПК». Расширенное заседание коллегии Министерства сельского хозяйства Российской Федерации (19 октября 2005 г.). Информационные материалы. М.: ФГНУ «Росинформагротех». - 2005. — 39 с.

2. Рекомендации по системам удаления, транспортирования, хранения и подготовки к использованию навоза для различных производственных и природно-климатических условий. — М. ФГНУ «Росинформагротех», 2005.-180 с.

3. Концепция развития механизации и автоматизации процессов в животноводстве на период до 2015 года. // ГНУ ВНИИМЖ. Подольск -2003, 99 с.

4. Стратегия машинно-технологического обеспечения производства продукции животноводства до 2010 года. // ГНУ ВНИИМЖ. Москва -2003, 57 с.

5. Гриднев П.И., Гриднева Т.Т. Тенденция развития экологически безопасных технологий уборки навоза и подготовки его к использованию. // ВНИИМЖ. Подольск 2004, стр. 189-195.

6. Ковалев Н.Г., Малинин Б.М., Туманов И.П. Современные технологии переработки отходов животноводства и производства органических удобрений. //Россельхозакадемия, ВНИИМЖ. Подольск 2004, с.38-46.

7. Лукьяненков И.И. Приготовление и использование органических удобрений. М.: Россельхозиздат, 1982.- 207 с.

8. Макаров В.А. Обоснование проблемы дифференциального применения удобрений / Техника в сельском хозяйстве. — М.: 2003, №3. С. 17-19.

9. Сидоренко О.Д. Содержание и состав микроорганизмов в компо-стах. // Аграрная наука. 1996. №5. - с.28-29.

10. Тырнов Ю.А., Капустин В.П. Реологические свойства навозной массы //Механизация и электрификация сел. хоз-ва, 1996, №1, с. 24-25.

11. Овцов Л.П., Михеев В.А. и др. Опыт безопасного использования органических отходов животноводства и птицеводства. М.: ФГНУ «Ро-синформагротех», 2006. — 60 с.

12. Макаров В.А. Агрохимическая модель гумусообразования почв сельскохозяйственного предприятия // Новые разработки в механизации кормоприготовления. — Рязань. СХИ. - 1990. - С. 116-124.

13. Лысенко В.П. Перспективные технологии и оборудование для реконструкции и технического перевооружения в птицеводстве. — М.: ФГНУ «Росинформагротех».-2002.-540с.

14. Гриднев П.И., Гриднева Т.Т., Романюк В. Направления развития технологий и технических средств уборки и подготовки навоза к использованию. //Вестник РАСХН. 2002. №5.

15. Коба В.Г., Брагинец Н.В., Некрашевич В.Ф. Механизация и технология производства продукции животноводства- М.: Колос,-1999.-528с.

16. Макаров В.А. Теоретическое обоснование ширины внесения органических удобрений роторно-лопастным рабочим органом / Техника в сельском хозяйстве. — М.: 1996, №6. С. 28-31.

17. Ягодин Б. А., Жуков Ю. П. Агрохимия. М.: Колос.-2002.-584с.

18. Концепция развития механизации и автоматизации процессов в животноводстве на период до 2015 года. ВНИИМЖ, Подольск - 2003. -98с.

19. Макаров В.А. и др. Целевая комплексная программа производства и применения органических удобрений в Рязанской области. — Рязань. -ВНИПИагрохим. 1990. - 98 с.

20. Туваев В.Н. Технологические процессы и требования к комплексам технических средств для механизированного приготовления компостов на животноводческих фермах и птицефабриках: Дис.канд. техн. Наук: 05.20.01. СПб-Пушкин, 1984 - 168с.: ил.

21. Лысенко В.П. Переработка отходов птицеводства. Тверь. 1997. 323 с.

22. Миронов В.В. Совершенствование технологии приготовления компоста с обоснованием параметров аэратора: Дис.канд. техн. наук: 05.20.01. Мичуринск, 2003 - 172с.: ил.

23. Макаров В.А. и др. Производство и применение органических удобрений в хозяйствах Владимирской области. (Рекомендации). Владимир: ВНИПТИОУ, 1989. 148 с.

24. Ковалев Н.Г., Малинин Б. М., Туманов И. П. Способ приготовления компоста многоцелевого назначения. Патент РФ № 2112764. ВНИ-ИМЗ/от 10.06.98.

25. Туманов И.П., Малинин Б.М., Ковалев Н.Г. Способ приготовления компоста. Патент № 2141464. ВНИИМЗ / от 20.11.99.

26. Ковалев A.A., Тырнов Ю.А., Капустин В.П. Удельные потери давления в заиленных навозопроводах // Механизация и электрификация сел. хоз-ва, 1981, №5, с. 21-26.

27. Лопес де Гереню В.О. Повышение эффективности производства твердых органических удобрений на основе навоза КРС в усовершенствованных биореакторах барабанного типа // Дис. канд. техн. наук СПб-Пушкин, 1995- 184 с.

28. Капустин В.П., Тырнов Ю.А. Гидроуборка навоза //Сельский механизатор, 1980, №5, с. 23.

29. Капустин В.П., Тырнов Ю.А., Саяпин В.А. Под силу всем //Сельский механизатор, 1977, №9, с. 28.

30. Лазарчик В.М. Вермикомпосты на основе разных субстратов. // Агрохимический вестник, 2005 №3, с. 14-15.

31. Ломако Е.И., Аскаров Ф.М. Биогумус и воспроизводство плодородия выщелочнного чернозема. // Агрохимический вестник, 2003 №4, с.27-28.

32. Попов П.Д., Хохлов В.И., Егоров A.A. Органические удобрения. Справочник. М.: Агропромиздат, 1998. - 206 с.

33. Афанасьев A.B. Повышение эффективности производства удобрений путем оптимизации параметров двухстадийной биоферментации навоза и помета: Дис.канд. техн. наук: 05.20.01. СПб-Пушкин, 2000 -135 е.: ил.

34. Афанасьев В.Н. Обоснование и разработка технологий, и технических средств для производства экологически безопасных, биологически активных удобрений на основе отходов животноводства и птицеводства:

35. Дисс. в виде научного доклада на соискание ученой степени д-ра техн. наук. Санкт-Петербург - Пушкин, 2000.

36. Волошин А.П. Разработка и исследование механизированной технологической линии приготовления торфонавозных компостов на молочных фермах КРС.//Дис. канд.техн.наук.- М.:ВИЭСХ, 1983.-138с.

37. Гриднев П.И. Механико-технологическое обоснование эффективного функционирования технических систем подготовки навоза к использованию: Дисс.доктора техн. наук: 05.20.01. М.,1997 - 482 е.: ил.-Библиогр.: с.363-391.

38. Спевак Н.В. Совершенствование технологического производства компостов с разработкой и обоснованием параметров устройства для измельчения ТОУ: Дис. . канд. техн. наук: 05.20.01. — Саратов, 2005 179 е.: ил.

39. Мирный А.Н. Инженерные основы аэробного биотермического компостирования твердых бытовых отходов: Дисс. доктора техн. наук. 05.23.04. М.,1996 - 242 с.

40. Капустин В.П., Тырнов Ю.А., Саяпин В.А. Определение выхода навоза//Свиноводство, 1976, №12, с. 30-31.

41. Личман Г.И., Марченко Н.М. Механика и технологические процессы применения органических удобрений. Монография. — М., 2001.

42. Резник Н.Е. Теория резания лезвием и основы расчета режущих аппаратов. -М.: «Машиностроение», 1975. — 311 е.: ил.

43. Павлов П.И. Научно-технические решения проблемы ресурсос-' бережения при использовании навозопогрузчиков непрерывного действия. // Дис. док. техн. наук: 05.20.01. Саратов, 2002 - 441 е.: ил.

44. Комченко Е.В. Совершенствование процесса истечения мелких сыпучих материалов из бункеров с/х назначения. // Дис. . канд. техн. наук: 05.20.01.-Ростов на Дону, 2003 192 е.: ил.

45. Ромакин Н.Е. Исследование истечения некоторых плохосыпучих с/х материалов из бункера с вибрирующим днищем. // Дис. . канд. техн. наук: 05.20.01. Саратов, 1970 - 155 е.: ил.

46. Чуеткова Г.П. Изыскание, исследование и обоснование подающих рабочих органов для подачи удобрений из бункеров повышенной вместимости. // Дис. . канд. техн. наук: 05.20.01. Минск, 1983 - 251с.: ил.

47. Варламов А.В. Повышение эффективности процесса выпуска компонентов комбикорма бункером с донными щелевыми отверстиями и механическим сводообрушителем. // Дис. . канд. техн. наук: 05.20.01. -Саратов, 1999 141 е.: ил.

48. Горюшинская Е.В. Повышение эффективности выпуска компонентов комбикорма бункерными устройствами со щелевым отверстием по•периметру дна и механическими питателями-побудителями. // Дис. . канд. техн. наук: 05.20.01. Саратов, 1999 - 153 е.: ил.

49. Стальной В.П. Повышение эффективности процесса выгрузки влажных зерновых материалов из бункеров с/х назначения. // Дис. канд. техн. наук: 05.20.01. Зерноград, 2004 - 138 е.: ил.

50. Тимочкин A.B. Совершенствование разгрузочного процесса в транспортно складских комплексах. // Дис. канд. техн. наук: 05.20.01. — СПб, 2003 - 147 е.: ил.

51. Калиниченко С.Г. Совершенствование технологического процесса двухстадийного измельчения жмыха по показателям энергоемкости. // Дис. канд. техн. наук: 05.20.01. Тамбов, 2004 - 153 е.: ил.

52. Горюшинский И.В. Совершенствование рабочего процесса и обоснование параметров бункерного устройства с побудителем выгрузки. // Дис. канд. техн. наук: 05.20.01. Саратов, 1997 - 139 е.: ил.

53. Шреер A.A. Исследование и обоснование параметров и режимов работы дисковых фрез для резания овечьего навоза. // Дис. . канд. техн. наук: 05.20.01. Алма-Ата, 1974 - 182 е.: ил.

54. Середина М.Н. Сегрегация гранулированных тукосмесей в бункерах и способы её снижения. // Дис. канд. техн. наук: 05.20.01. Зерно-град, 2001 - 144 е.: ил.

55. Ворохина М.В. Повышение эффективности разгрузки контейнер бункеров и зерноскладов путем обоснования параметров пружинно-винтовых выпускных устройств. // Дис. . канд. техн. наук: 05.20.01. -Ульяновск, 2001 - 163 е.: ил.

56. Кожевников В.А. Совершенствование процесса выпуска трудносыпучих материалов из бункеров с/х назначения. // Дис. . канд. техн. наук: 05.20.01. Самара, 2005 - 148 е.: ил.

57. Мхитарян Г.А. Разработка и обоснование конструктивно-технологических параметров установки для термохимического обеззараживания навоза КРС. // Дис. . канд. техн. наук: 05.20.04. М, 1985 - 205 е.: ил.

58. Макаров В.А. Повышение качества функционирования механизации производства и применения органических удобрений в с/х производстве// Дис. док. техн. наук: 05.20.01. Рязань, 1997 - 425 е.: ил.

59. Сизов O.A. Исследование процессов взаимодействия сельскохозяйственных ножей с разрезаемым материалом. // Дис. канд. техн. наук: 05.20.01. Москва, 1971г.

60. Мишинев Ю.А. Исследование работы фрезы с погруженным ротором при противоэрозионной обработке почвы. // Дис. . канд. техн. наук: 05.20.01. Саратов, 1975г., - 168 е.: ил.

61. Пажера В.И. Исследование фрезерных рабочих органов для погрузки органических удобрений. // Дис. . канд. техн. наук: 05.20.01. -Каунас, 1967г., 177 е.: ил.

62. Логутенок Э.П. Исследование ротационных рабочих органов типа фрезбарабана для добычи торфа на удобрения. // Дис. . канд. техн. наук: 05.20.01. М, 1964 г., - 162 е.: ил.

63. Ткач В.Д. Исследование и обоснование основных параметров рабочих органов и режимов фрезерования для погрузчиков силосованных и грубых кормов. // Дис. канд. техн. наук: 05.20.01. — Киев, 1968 г., 174 е.: ил.

64. Пустыгина МЛ. Циклоидальные кривые как основа расчета параметров рабочих органов сельскохозяйственных машин / Техническая механика в с/х производстве: труды МИИСП, т. 14., Москва, 1977. Вып. 9. — с.5-10.

65. Пискунов Н.С. Дифференциальное исчисление для ВУЗов. Том.1. — М.: Наука, 1978.-456с.

66. Макаров Е.Г. Инженерные расчеты в Mathcad. Учебный курс. СПб.: Питер, 2005. 448с.: ил.

67. Аникьев A.A., Аникьева Э.Н. Методические указания к работе с приложением MathCad 2001./ Мичуринск: Изд-во МичГАУ, 2005. 118 с.

68. Яновский Л.П., Ясаков А.И., Чернышев Г.И. Моделирование и прогнозирование производственных процессов. / Воронеж: ВГАУ, 2002. -96с.

69. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. / М.: Изд-во «Колос», 1967. 159 с.

70. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Высш. школа, 1997. - 179 с.

71. Мельников C.B., Алешкин В.Р., Рощин П.М. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов. Л.: «Колос», 1980, 168 с.

72. Александрова Л.Н., Найдёнова O.A. Лабораторно-практическиезанятия по почвоведению. Л.: Колос, 1976. 280 с.

73. Аникьев A.A., Аникьева Э.Н., Струкова Л.С. Задачи оптимизациии построение диаграмм в Excel 2003. / Мичуринск: Изд-во МичГАУ, 2007. -.70 с.

74. Гячев Л.В. Движение сыпучих материалов в трубах и бункерах. -М.: «Машиностроение», 1968, 184 е.: ил.

75. Зенков Р.Л. Механика насыпных грузов. М.: Машиностроение, 1964.-251 с.

76. Цытович И.В. Механика грунтов. / Цытович И.В. М:, 1963 г. -219 с.

77. Ковалев Н.Г., Барановский И.Н. Органические удобрения в XXI веке (Биоконверсия органического сырья): Монография Тверь, Чу До, 2006.-304 с.

78. Хмыров В.Д., Миронов В.В. Технология и оборудование для приготовления органических удобрений. // Вестник МГАУ. Мичуринск. Изд-во: МичГАУ, 2001. ч.2.

79. Василенко И.М. Теория движения частицы по шероховатым поверхностям сельскохозяйственных машин / Киев, УАСХН, 1960. -198с.

80. Гениев Г.А. Вопросы динамики сыпучей среды/ ГА. Гениев// Научные сообщения ЦНИЙСК. Вып. 2. М.: «Госстройиздат», 1958. -122 с.

81. Гячев JI.B. Об основах теории истечения сыпучих материалов и некоторых результатах ее экспериментальной проверки/ J1.B. Гячев, Г. Кремер //Строительство и архитектура. 1983. - № 9. - С. 125-130.

82. Цимбаревйч П.Н. Механика горных пород/ П.Н. Цимбаревич -М., 1948. С.15-18.

83. Пахайло А.И. Оптимизация параметров сельскохозяйственных бункерных устройств в условиях сводообразования сыпучих материалов. // Дис.канд. тех. наук. Зерноград, 1997. - 146с.

84. Иванов М.Г. Исследование процесса сводообразования в бункерах и рудоспусках: Дис.канд. техн. наук, — Л. ЛГИ, 1964.

85. Новиков А.Н. Методы борьбы со сводообразованием сыпучих материалов в емкостях/ А.Н. Новиков // Сб. «НИИинформстройдоркоммун-маш».-М., 1966.-С.31-33.

86. Рогинский Г.А. Дозирование сыпучих материалов. М.: Химия, 1978.- 175с.

87. Алферов К.В. Бункеры, затворы, питатели. М.: Машгиз, 1964.178 с.

88. Зенков Р.Л. Бункерные устройства / Р.Л. Зенков, Г.П. Гриневич, B.C. Исаев. — М.: Машиностроение, 1977. 223 с.

89. Кенеманн Ф.Е. О свободном истечении сыпучих тел. Изд. АН СССР, ОТН. Механика и машиностроение, 1960, №2.

90. Варламова Н.Х. Совершенствование процесса выпуска компонентов комбикорма щелевым бункером с механическим сводоразрушите-лем. // Дис. канд. техн. наук: 05.20.01. - Оренбург, 2006 — 148с.: ил.

91. Пешль И. А. Теория сводообразования в бункерах. // Конструирование и технология машиностроения: Тр. Американского общества инженеров-механиков. М.: Мир. Сер. В., 1969.-№2. -с. 142-145.

92. Кленин Н.И., Попов И.Ф., Сакун В.А. Сельскохозяйственныемашины (элементы теории рабочих процессов). М.: «Колос», 1970. -456с.: ил.

93. Ерохин М.Н., Карп A.B., Выскребенцев H.A. и др. Проектирование и расчет подъемно-транспортирующих машин сельскохозяйственного назначения. М.: «Колос», 1999. - 228с.: ил.

94. Шелофаст В.В. Основы проектирования машин. — М.: Изд-во АПМ. 2003.-472с.

95. Ковалев Н.Г., Хайлис Г.А., Ковалев М.М. Сельскохозяйственные материалы (виды, состав, свойства). М.: ИК «Родник», 1998. - 208 с.

96. Кузин Ф.А. Кандидатская диссертация. Методика написания, правила оформления и порядок защиты. Практическое пособие для аспирантов и соискателей ученой степени. — 2-е изд. — М.: «Ось-89», 1998. — 208 с. ISBN 5-86894-129-2.

97. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. — М.: «Минсельхозпрод», 1998. — 219 с.

98. Миронов, В.В. Аэрационный биореактор для переработки отходов животноводства в органическое удобрение Текст. / В.В. Миронов, М.С. Колдин, П.С. Никитин // «Материалы 55-й научной конференции молодых ученых». — Мичуринск, 2005. С. 139-142.

99. Миронов, В.В. Поточный способ производства компоста Текст. / В.В. Миронов, М.С. Колдин, П.С. Никитин // «Материалы 55-й научной конференции молодых ученых». Мичуринск, 2005. - С. 135-138.

100. Миронов, В.В. Разработка ресурсосберегающей технологии про' изводства органических удобрений Текст. / В.В. Миронов, М.С. Колдин //

101. Материалы научно-практической конференции, посвященной 55-летию инженерного факультета Рязанской ГСХА». Рязань, 2005. - С. 137-139.

102. Завражнов, А.И. Приготовление органических удобрений в аэра-ционном биореакторе модульного типа Текст. / А.И. Завражнов, В.В. Миронов, М.С. Колдин, П.С. Никитин // Вестник Саратовского ГАУ. №4, 2006.-С. 20-24.

103. Миронов, В.В. Исследование процесса биоферментации отходов КРС Текст. / В.В. Миронов, М.С. Колдин // Составляющие научно-технического прогресса «Материалы II Международной заочной научно-практической конференции». — Тамбов, 2006. С. 115-121.

104. Завражнов, А.И. Обоснование поточной технологии ускоренного компостирования отходов на фермах КРС Текст. / А.И. Завражнов, В.В. Миронов, М.С. Колдин, П.С. Никитин // Вестник Мичуринского ГАУ, 2006.-Вып. 9.-С. 162-170.

105. Колдин, М.С. Исследование теплофизических свойств соломона-возных смесей Текст. / М.С. Колдин, П.С. Никитин // Инновации молодых ученых и специалистов национальному проекту развития АПК «Материалы научно-практической конференции». Рязань, 2006.

106. Завражнов, А.И. Определение оптимальных конструктивно-режимных параметров устройства разгрузки установки для компостирования Текст. / А.И. Завражнов, В.В. Миронов, М.С. Колдин // Достижения науки и техники АПК. №8, 2008. - С. 36-39.

107. Пат. 2144015 Российская Федерация, МПК7 С05 Fl7/02, 3/06.

108. Пат. 93/00268 Финляндия, МПК6 Е02 F3/40. Устройство для обработки материалов Текст. / Микко Ирьеля: заявитель и патентообладатель Микко Ирьеля 94046208/13; заявл. 23.06.93; опубл. 20.04.98, Бюл.№6. - 6с.: ил.;

109. НТП 17-99* Нормы технологического проектирования систем удаления и подготовки к использованию навоза и помета (официальное издание) / Минсельхоз РФ. М.: ГУ НПЦ "Гипронисельхоз", 2001 г.

110. Wihlbier Н., Grundlegende Erkenntnisse bie der Bunkerungvon Schüttgütern/ Wihlbier H., W. Reisner Forden und Heben. 1973. - Helf6. -S.40.

111. Willman E., Uber einige Gebirgs drucker scheinungen/ Willman E. U.S.W. Berlin, 1900. S.42-58.

112. Jenike A.W., Better design for bulk handing/ A.W. Jenike.// Chemical Engineering. -1964. №12.

113. Roessler M.Z., Mixing with virbations/ M.Z. Roessler, H.C. Willis // American Ceramil Society Bulletin. 1978. - Vol.48. - № 3. - P.284-286.