автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Установка для профилактической обработки и купания овец перед стрижкой

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. Состояние вопроса, цель и задачи исследований.

1.1. Анализ способов обработки овец и применяемых средств механизации.

1.1.1. Профилактическая противочесоточная обработка овец.

1.1.2. Водокупание овец перед стрижкой.

1.2. Зоотехнические требования, предъявляемые к процессу обработки овец.

1.3. Анализ процесса взаимодействия жидкости с шерстным покровом и обоснование выбранного направления.

1.4. Цель и задачи исследований.

ГЛАВА 2. Теоретические основы процесса обработки овец потоком жидкости.

2.1. Теоретические основы затопленной струи.

2.2. Анализ процесса взаимодействия затопленной струи с шерстным покровом овец.

2.2.1. Математическая модель процесса обтекания жидкостью тела овцы и её реализация на ЭВМ.

2.3. Теоретические основы процесса профилактической обработки овец потоком жидкости.

2.4. Теоретические основы процесса водокупания овец перед стрижкой. •

2.5. Оптимизация длины ванны.

2.6. Выводы.

ГЛАВА 3. Программа и методика экспериментальных исследований процесса обработки овец потоком жидкости.

3.1. Условия проведения исследований.

3.2. Экспериментальная лабораторная установка и её оснащение.

3.3. Методика проведения экспериментальных исследований.

3.3.1. Определение влияния скорости проплыва овцы и эффективность воздействия затопленных струй на интенсивности прохождения жидкости сквозь шерсть. -31.

3.3.2. Определение зависимости продолжительности промачивания шерстного покрова от гидростатического напора и коэфициента поверхностного натяжения.

3.3.3. Измерение поля скоростей потока жидкости в ванне при обтекании тела овцы.

3.3.4. Определение влияния гидродинамических параметров затопленной струи на скорость прохождения жидкости сквозь шерсть и ширину зоны обработки.

3.3.5. Определение зависимости длины проплыва овцы в ванне от затрат энергии на генерацию затопленных струй.

3.3.6. Определение влияния параметров сопел на скорость жидаости и энергозатрат.

ГЛАВА 4. Результаты экспериментальных исследований. . SO

4.1. Влияние скорости проплыва овцы и гидродинамических параметров затопленной струи на интенсивность прохождения жидкости сквозь шерсть.

4.2. Зависимости продолжительности промачивания шерстного покрова от статического напора и коэффициента поверхностного натяжения жидкости.

4.3. Поле скоростей потока жидкости при обтекании тела овцы в ванне.

4.4. Влияние гидродинамических параметров струи на скорость прохождения жидкости сквозь шерстный покров овец и ширину зоны обработки. Ю

4.5. Зависимости длины проплыва овцы в ванне от затрат энергии на генерацию затопленных струй. . ^

4.6. Выводы. .ИЗ

ГЛАВА 5. Хозяйственные испытания установки, методика расчета основных параметров и её технико-экономическая эффективность. П

5.1. Разработка установки для купания овец затопленными струями. П

5.2. Хозяйственные испытания установки при водокупании овец перед стрижкой.

5.3. Хозяйственные испытания установки при профилактической обработке овец.

5.4. Оптимизация параметров режима обработки и длины ванны.

5.5. Методика определения основных параметров установки для обработки овец затопленными струями.

5.6. Технико-экономическая эффективность установки при водокупании ОЕец перед стрижкой.

5.7. Технико-экономическая эффективность установки при профилактической обработка овец.

ВЫВОДЫ.

Овцеводство - одна из важнейших отраслей животноводства, производящая разнообразную продукцию, наибольшее значение среди о которой имеет шерсть.

Директивами ХХУТ съезда КПСС предусмотрено довести среднегодовое производство шерсти до 470.480 тыс.т / I /. В выполнении этого решения большая роль отводится средствам комплексной механизации основных производственных процессов отрасли.

Одним из наиболее трудоемких процессов в овцеводстве является профилактическая противочесоточная обработка овец, которой подвергается два раза в год все поголовье в обязательном порядке. Осуществляют ее путем купания овец в проплывных ваннах-траншеях или опрыскиванием инсектоакарицидной жидкостью температурой 291.298 К.

Опрыскивающий (струйный) метод приемлем только для обработки стриженых овец с шерстными волокнами длиной не более 18.20мм.

Для полного промачиванш густой шерсти нестриженых овец, что является обязательным условием по зоотехническим требованиям для профилактической обработки, их купают в ваннах длиной 18.25 м.

Подогретая рабочая жидкость в ванне пригодна только на один день, и весь ее объем (20.40 м3) приходится ежедневно сливать независимо, от количества искупанных овец. Фактический расход жидкости на одну голову превышает 10 л, а одна овца выносит своим шерстным покровом из ванны I.2 л / 80 /.

Это приводит к значительному расходу жидкости и энергии на ее подогрев. Кроме того, для обработки голов овец необходимы один-два работника, окунающие животных рогачами.

В зонах пустынного и полупустынного овцеводства кроме профилактической обработки проводят обязательное водокупание перед стрижкой в целях вымывания песка и песчаной пыли из глубины шерстного покрова. Песок и песчаная пыль вместе с жиропотом образуют абразивную среду, которая делает стрижку невозможной.

Осуществляют водокупание овец путем прогона их до 5.6 раз через расположенные около стригальных пунктов естественные водоемы или через стандартные бетонированные ванны для профилактического купания, если они имеются в хозяйствах.

Качественной промывки шерсти овец при такой технологии добиться трудно, а многократные прогоны их через водоемы или специальные ванны делают этот процесс тяжелым как для людей, так и для овец.

Существующие в настоящее время купочные установки не удовлетворяют зоотехнические требования по качеству обработки (опрыскивающие), не экономичны (проплывные ванны-траншеи), сложны по конструкции и требуют больших затрат на капитальное строительство.

Цель данной диссертационной работы - изыскание принципиально нового способа профилактической обработки и купания овец перед стрижкой, позволяющего интенсифицировать процесс прохождения жидкости сквозь шерстный покров, и обоснование параметров механизированной установки. В работе дана технологическая схема установки для купания овец в ванне с обработкой затопленными струями, исследованы и обоснованы основные параметры установки для купания овец с точки зрения снижения затрат капиталовложений на установку, расхода жидкости и энергии на ее подогрев.

Работа выполнялась в 1979.1983 гг. по открытому плану НИР, тема № 12 "Разработать перспективные электрифицированные машинные технологии и технические средства промышленного производства продукции овцеводства" в лаборатории электрифицированных машинных технологий в овцеводстве Всесоюзного научно-исследовательского института электрификации сельского хозяйства.

Предлагаемый способ обработки овец защищен авторским свидетельством на изобретение.

ВЫВОДЫ

1. Существующие в настоящее время способы профилактической обработки овец характеризуются большой продолжительностью процесса, что приводит к повышенному расходу жидкости и энергии на ее подогрев, увеличению затрат на капитальное строительство и некачественной обработке овец.

2. Наиболее эффективным способом обработки овец жидкостью является комбинированный с использованием затопленных струй, который позволяет сократить время обработки овец с 60 до 10.15 с.

3. В результате анализа математической модели процесса движения жидкости в ванне, выполненного численным интегрированием уравнений Навье-Стокса на ЭВМ, получено уравнение (2.43), позволяющее определить интенсивность прохождения жидкости сквозь шерстный покров в зависимости от гидродинамических параметров потока, характеристики шерсти и свойств жидкости.

4. Затопленные струи вызывают местные уплотнения шерстного покрова,препятствующие проникновению жидкости скеозь шерсть, что требует воздействия активных потоков жидкости на шерсть по всему периметру овцы.

5. Получено уравнение (2.51), позволяющее определить необходимую скорость движения жидкости, обеспечивающую отделение абразивных загрязнителей от шерстных волокон.

6. Получены экспериментальные зависимости (4.1) и (4.2) интенсивности промачивания шерсти от поверхностного натяжения жидкости, статического напора и экспериментально подтверждены аналитические уравнения (2.43) и (2.51).

7. Оптимальная длина ванны, определенная из условия минимума приведенных затрат на процесс, при времени промачивания шерсти за I.5 с, составляет 3.5 м, ширина 0,6.0,8 м, шаг расстановки сопел 0,1.О,2 м, сечение сопловых отверстий 70.150мм2э ти за I.5 с, составляет 3.5 м, ширина 0,6.0,8 м, шаг расстановки сопел 0,1.О,2 м, сечение сопловых отверстий 70.150 мм2, число Re = 30.10^ при скорости потока не менее I м/с.

8. Экономический эффект от применения установки для обработки овец затопленными струями составляет при профилактической обработке 2800 руб., а при водокупании овец перед стрижкой 2200 руб.

1. Материалы ТОТ съезда КПСС. - М.: Политическая литература, 1980, - 216 с.

2. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. М.: Физмат-гиз, 1953, с. I.125.

3. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй. М.: Физмат-гиз, I960, - 714 с.

4. Абильдин А. Исследование динамики вибрационных промывочных машин с целью повышения эффективности их работы.: Авторефе дис. . канд.техн. наук. М.,1974, - 13 с.

5. Адлер Ю.П., Марков Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1971, -278 с.

6. Аксельруд Г.А. Теория диффузного извлечения вещества из пористых тел. Львов.: ЛПИ,1959, - 234 с.

7. Аравин В.И., Нумеров С.Н. Теория движения жидкостей и газов в недеформированной пористой среде. -М.:^Госиздат, 1953, -616 с.

8. Афанасьева В.А. Исследование и разработка устройств для жидкостных обработок текстильных материалов с применением испульс' ного воздействия на обрабатываемый материал и технологический раствор.: Автореф. дис. . канд.техн. наук. Кострома, 1975, -17 с.

9. Базаршин М.Б. Исследования технологического процесса купания овец в механизированных ваннах. В кн.: Сборник трудов МИИСП, вып. I, т. 13, 1976, с. 132.137.

10. Белов И.В. Пограничный слой и турбулентные струи. -Свердловск.: УПИ, 1976, с. 61.82.

11. Байбульсинов К.М. и др. Механизация производственныхпроцессов на овцекомплексах. Алма-Ата: Кайнар, 1977. - 122 с.

12. Бендеров Н.И. Первичная обработка шерсти. М-Л.: Госиздат, 1930, - 115 с.

13. Богатюк А.А. Установка определения оптимальных нормативов при купке овец. Овцеводство, 1972, № 6, с. 15.16.

14. Брдлик П.К., Бурцев,В.Н., Савин В.К. Строительная теплофизика. М.: Стройиздат, 1966, с. ИЗ.

15. Блох Л.С. Практическая номография. М.: Высшая школа, 1871, - 328 с.

16. Бронштейн И.Н., Селиндяев К.А. Справочник по математике.-М.: Наука, 1965, 420 с.

17. Великанов М.А.Движение наносов. М.: Речиздат, 1948, -210 с.

18. Вулис Л.А., Кашкаров В.П. Теория струй вязкой жидкости. -М.: Наука, 1965, 431 с.

19. Веденшпинт Т.В. Общая методика экспериментальных исследований и обработка опытных данных. М.: Колос, 1967, - 120 с.

20. Галеркин Ю.Б., Рекстин Ф.С. Методы исследования центробежных компрессорных машин. Л.: Машиностроение, 1969, - 303 с.

21. Гегерс Д.П., Козлов B.C. Исследование скорости процесса очистки погружением. В кн.: Сборник трудов ЛСХИ, вып. 182, 1981, с. 130.137.

22. Гегерс Л.П. Исследование процесса очистки узлов и деталей сельскохозяйственных машин погружным способом с определением основных параметров моечной машины. Дне. . канд.техн. наук. -М.: 1981, - 183 с.

23. Гиневский А.С. Теория турбулентных струй и следов. М.: Машиностроение, 1969, - 400 с.

24. Голубев В.В. Исследования по теории удара струи жидкости и некоторые ее приложения. М.: МГУ, 1975, - 248 с.

25. Гидравлика, гидравлические машины и гидравлические приводы / Башта Т.М., Руднев С.С., Некрасов Б.Б. и др. М.: Машиностроение, 1970, - 505 с.

26. Гинзбург Д., Иванов А. Ветеринарное законодательство. -М.: Сельхозиздат, 1969, 161 с.

27. Гончаров В.Н. Динамика русловых потоков. Я.: Гидроме-теоиздат, 1962, - 374 с.

28. Гумилева Н.А. и др. Определение качества немытой шерсти. -М.: Экономика, 1964, 151 с.

29. Гусев В.Е., Мушенкова Г.А. Новая технология промывки шерсти и ее влияние на прядильную способность (обзор). М.: Лег-пром, 1967, - 36 с.

30. Гусев В.Е. Новые методы промывки шерсти и конструкции шерстомойных агрегатов. М.: ЦНИИТЭИ легпром, I960, - 40 с.

31. Денискина Л.Е. Исследование процесса промывки шерсти смесью анионоактивных и неионогенных моющих средств.: Автореф. дис. . канд.техн. наук. М.: 1974, - 25 с.

32. Дабысов К. Установка для купки овец. Сельское хозяйство Казахстана, 1973, № 12, с. 39.40.

33. Дерягин Б.В., Кротова Н.А., Смилга В.П. Адгезия твердых тел. М.: Наука, 1973, - 280 с.

34. Дитятин Ф.Д., Клячко Л.А., Ягодкин В.И. Распыливание жидкости. М.: Машиностроение, 1977, - 207 с.

35. Диксон Д. Проектирование систем. М.: Мир, 1969, - 440 с.

36. Дударь А.К. Улучшение качества шерсти. М.: Колос, 1965,96 с.

37. Еременко Г., Королева Л. Теория фильтрации, методы расчета и конструкции фильтров. М.: Наука, 1973, - 261 с.

38. Еременко В.Н. Организация работ на электрострижке овец.: Автореф. дис. . канд.техн. наук. Алма-Ата, 1954, - 22 с.

39. Егоршин П.И. Исследование верхней промывки спорых фильтров, работающих на осветлении воды.: Автореф. дис. . канд.техн. наук. Горький, 1951, - 10 с.

40. Ермеков М.А., Тлеубергенов С.Т., Шарипов Ш.Т. Пути повышения качества и настрига шерсти. Алма-Ата: Кайнар, 1972, -108с.

41. Зимон А.Д., Петунин Ю.Н. Лакокрасочные материалы и их применение. Коллоидн.Ж, 1963, 2, т.25, с.159.164.

42. Зимон А.Д. Адгезия пыли и порошка. М.: Наука, 1976, -423 с.

43. Исанчурин Р.А. Механизация трудоемких процессов в овцеводстве за рубежом. М.: Колос, 1965, - 174 с.

44. Инструкция по испытанию центробежных насосов. М.: ВИГМ, I960, - 58 с.

45. Канарский Н.Я. Шерсть и ее обработка. М.: Шерсть, 1924, с. 181.182.

46. Канцепольский А.С. Каракульская шерсть. М.: Заготиздат, 1962, - 32 с.

47. Каплан P.M., Яковлев АД., Терещенко В.В. Механизация противочесоточной обработки овец. Алма-Ата: Кайнар, 1973,-143с.

48. Ким А.Д. Пути повышения эффективности механизации стрижки овец в условиях Кзыл-Ординской области. Научно-практическая конференция (30 нояб.1978г.): Тез. докл. Восточное отделение ВАСХНИЛ. - Алма-Ата, 1978, с. 41.42.

49. Ким А.Д. Исследование механизированной технологии водо-купания овец перед стрижкой. Всес. научн.-техн. конференция молодых ученых (Москва, 1981, апрель): Тез.докл. -М.: ВАСХНИЛ, 1981, с. 93.94.

50. Ким А.Д. Снижение энергоемкости процесса профилактической обработки (купания) овец. НТВ ВИЭСХ, вып.2548). - М.: 1984, с. 10.14.

51. Конюхович А. Первичная обработка и прием животного сырья.-М.: Колос, 1979, 176 с.

52. Коробко В.И. Теория неавтомодельных струй вязкой жидкости. Саратов: Изд. СГУ, 1977, -220 с.

53. Кочин Н.Е., Кибель И.А. Теоретическая гидромеханика. -М.: Физматгиз, 1963, 727 с.

54. Кровеков В.И. Механизация обработки животных инсектоака-рицидными препаратами для борьбы с иксодовыми клещами, кровососущими двукрылыми насекомыми и в целях профилактики кожно-оводовой инвазии.: Автореф. дис. . канд.техн. наук. М.: 1963, - 19 с.

55. Леви И.И. Динамика русловых потоков. М.: Госэнергоиз-дат, 1957, - 252 с.

56. Леви И.И. Моделирование гидравлических явлений. -Л.: Энергия, 1967, 736 с.

57. Лейтес Л.Г., Заусалов Н.А. Первичная обработка шерсти. -М-Л.: Легпром, 1950, 331 с.

58. Ляхтер В.М. Турбулентность в гидросооружениях. М.: Энергия, 1980, - 408 с.

59. Лазарев Г.М. Чесотка овец и методы борьбы с ней. Элиста: Калмиздат, 1966, - 77 с.

60. Мирзоянц Ю.А. Исследование и обоснование основных параметров передвижной купочной установки с волновым механизмом подачив условиях пустынного пастбищного овцеводства.: Автореф. дис. . канд.техн. наук.- Алма-Ата, 1980,-24 с.

61. Мортон В.Е., Хёрл Д.В.С. Механические свойства текстильных волокон. М.: Легкая индустрия, 1971, - 182 с.

62. Никольский С.Н., Водянов А.А. Псоронтоз овец и крупного рогатого скота. М.: Колос, 1979, - 234 с.

63. Никитин А.К. Турбулентный русловый поток и процессы в придонной области. М.: Наука, 1972, - 347 с.

64. О мероприятиях по борьбе с саркоптоидозами /чесоткой/ овец и коз. Инструкция МСХ СССР. М, 1981, - 18 с.

65. Полозов П.Л. Исследование процесса резания шерсти и обоснование оптимальных параметров режущего аппарата стригальных машинок повышенной производительности. Автореф. дис. канд.техн. наук. Л., 1958, - 16 с.

66. Поляков Д.К., Пономарев Ю.П., Солдатов О.Н. Механизированная душевая установка МД7-1. Ветеринария, 1965, № 6, С.3.4.

67. Орлов И.М. Заготовки шерсти. М.: Колос, 1976, - 174 с.

68. Пискарев В.Н. Исследование и разработка технологии электрогидравлического способа очистки шерсти. Дис. . канд. техн. наук.-Л., 1978, - 196 с.

69. Полубаринова-Кочина П.Я. Развитие исследований по теорий фильтрации в СССР. М.: Наука, 1969, - 312 с.

70. Проскурякова Э.А. Способы промывки волокнистых материалов. М.: ЦНИИТЭхим., 1978, - 40 с.

71. Прандтль Л., Титьенс 0. Гидро- и аэромеханика. -М.: Изд. иностр. л-ра, 1951, 502 с.

72. Рогачев Н.В. Влияние противотока моющих растворов на процесс промывки, качество мытой шерсти и производительности шерстомойных агрегатов. Дис. . канд.техн. наук. - М., 1973, -186 с.

73. Рогачев Н.В. Влияние противотока в промывке шерсти на качество волокна (обзор). М.: Легпром, 1970, - 28 с.

74. Рогачев Н.В. Мойка шерсти растворителями (обзор). М.: Легпром, 1971, - 78 с.

75. Руднев С.С. Струйное течение. Конспект лекций по курсу "Гидродинамика". М.: МВТУ, 1983, - 26 с.

76. Ребиндер П.А. Физико-химия моющего действия. Л-М.: Пищепром, 1935, - 26 с.

77. Сейбеков Л.С. Машины для каракулеводческих комплексов. -Алма-Ата: Кайнар, 1978, 87 с.

78. Сборник отраслевых нормалей В/О Союзсельхозтехника по экономической оценке сельскохозяйственных машин. М, 1967, -56с.

79. Старостин М.Г. Измерение скоростей жидкости полупроводниковыми микротермосопротивлениями. М.: Наука, 1972, - 78 с.

80. Сизов Г.Н. Струйные установки и их применение на водном транспорте. М.: Транспорт, 1967, - 161с.

81. Студенчиков Б.И. Размывающая способность потока и методы русловых расчетов. М.: Стройиздат, 1964, - 184 с.

82. Суюнчалиев Р.С., Ким А.Д. Поиск принципиально новых методов механизированной обработки (купания) овец. Мех. и электр. сел. хоз-ва, 1983, № 12, с. 40.43.

83. Суюнчалиев Р.С., Шевцов В.В., Ким А.Д. и др. Способ санитарной обработки овец. А.С. I0379I2 (СССР). Опубл. Б.И., 1983, № 32.

84. Суюнчалиев Р.С. Установки для профилактической обработки овец. М.: Россельиздат, 1979, - 87 с.

85. Суюнчалиев Р.С. Исследование и обоснование основных параметров механизированной опрыскивающей установки для профилактической обработки овец. Дис. . канд.техн. наук. - М.: 1972, -182 с. 4

86. Суюнчалиев Р.С. Методика определения основных параметров электромеханизированных опрыскивающих установок для профилактической обработки овец. М.: ВИЭСХ, 1971, - 35 с.

87. Ташимов К.С. Исследование и обоснование конструкции конвеер-но-кольцевой купочной установки для овец.: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Алма-Ата, 1974, - 18 с.

88. Тлеубергенов С.Т., Максимов А.Г., Таранчеев О.С. Механизация противочесоточной обработки овец на пастбищах. Труды

89. Алма-Атинского зооветинститута, том XIX. Алма-Ата, 1969, с. 23.27.

90. Усаковский В.М., Суюнчалиев Р.С. Комплексная механизация в овцеводстве. М.: Колос, 1982, - 254 с.

91. Хан А.В. Способы механизации купки овец. Алма-Ата.: Кайнар, 1965, - 24 с.

92. Хинце В.М. Турбулентность. Ее механизм и теория. М.: Физматгиз, 1963, - 680 с.

93. Шенк X. Теория инженерного эксперимента. М.: Мир, 1972,382 с.

94. Чарный И.А. Основы подземной гидравлики. М.: Гостоп-техиздат, 1956, - 260 с.

95. Ярных B.C. Механизация ветеринарных работ. М.: Колос, 1966, - 251 с.

96. Laffen P. Staub, 1966, Bd. 26, п7, а. 274-280.

97. Spielmah D. еа. TCOU. Lntev., SeiI97, v43, N1, р 51-65.

98. Blanken G. Technik in der Schafhaltung.-Landtechnik, IX, Bd 25, N 17, s. 556-558.

99. Johnston D. C. Savings in crutching cost. "Queensl. Agr. J." 1972, 98, N 8, p 4II-4I6.

100. Buzagh A. Ann. Univ. Scient. Budapest Sec. chern, 1959. v I, p 32.78.

101. Pataf P., Schnud W., Chem. Ind. Techn., I960, Bd 32, N I, s. 10.II.

102. Moses S. Industr. and Engng. Chem. 1949, v. 41, p. 23.39.

103. Zavsen R. J. Jm. Ind. Hud. Assoc. Y., 1958, v. 19, N 4, P 265.270.

104. Boucher R. M. G., Staples M. Z. Text. Res. Sourn., 1967, v. 37, N 8, 621.643.

105. Kling W. Me11. Textilbar, 1959, N 8, p. 948,п1.lmlOI