TEORETYCZNE ASPEKTY PRZEBIEGU PROCESU TRANSPORTU MATERIAŁÓW ROLNICZYCH ZA POMOCĄ PRZENOŚNIKÓW ŚRUBOWYCH



Podobne dokumenty
ĆWICZENIE BADANIA WYDAJNOŚCI TRANSPORTU ŚLIMAKOWEGO

TENDENCJE ROZWOJU NOWYCH KONSTRUKCJI WOZÓW PASZOWYCH MIESZAJĄCYCH I ICH WYKORZYSTANIE DO UPOWSZECHNIANIA ROLNICTWA ZRÓWNOWAŻONEGO

BADANIE ZJAWISK PRZEMIESZCZANIA WSTRZĄSOWEGO

WYNIKI BADAŃ WARTOŚCIOWANIA PROCESU OBSŁUGI TECHNICZNEJ CIĄGNIKÓW ROLNICZYCH O RÓŻNYM POZIOMIE WYKORZYSTANIA

Rok akademicki: 2013/2014 Kod: RAR AS-s Punkty ECTS: 3. Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

KARTA PRZEDMIOTU. Technika rolnicza R.C2

MODELOWANIE PARAMETRÓW PROCESU ENERGOOSZCZĘDNEJ PRODUKCJI ELEMENTÓW KONSTRUKCJI BUDOWLANYCH METALOWYCH

MECHANIZACJA PRODUKCJI ZWIERZĘCEJ

WIELOKRYTERIALNY DOBÓR ROZTRZĄSACZY OBORNIKA

KOSZTY PRZEWOZÓW ROLNICZYCH RÓŻNYMI ŚRODKAMI TRANSPORTOWYMI

Kierunki na stacjonarnych i niestacjonarnych studiach I i II stopnia stanowiące ofertę edukacyjną w roku akademickim 2019/20. studia stacjonarne

PRZENOŚNIKI ŁAŃCUCHOWE

Instytut Technologiczno-Przyrodniczy Innowacyjne rozwiązania usuwania i magazynowania nawozu naturalnego

Zakład Konstrukcji Spawanych

Efekty kształcenia dla kierunku studiów Zarządzanie i Inżynieria Produkcji po ukończeniu studiów pierwszego stopnia

Przenośniki i dozowniki ciał sypkich.

Problemy Inżynierii Rolniczej nr 4/2007

Dobór silnika serwonapędu. (silnik krokowy)

Elastyczny przenośnik wstęgowy. Transport pionowy i poziomy materiałów włóknistych, sypkich, elementów stałych do 50 mm

UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNO-PRZYRODNICZY W BYDGOSZCZY TRENDY W ROZWOJU KONSTRUKCJI MASZYN ROLNICZYCH W ŚWIETLE UWARUNKOWAŃ ZEWNĘTRZNYCH

układ materialny wytworzony przez człowieka, wykonujący użyteczne działanie dzięki energii doprowadzonej z zewnątrz

Biuletyn Informacyjny ITS (Instytutu Transportu Samochodowego)

Koszty eksploatacji maszyn rolniczych

Kierunki na stacjonarnych i niestacjonarnych studiach I i II stopnia stanowiące ofertę edukacyjną w roku akademickim 2019/20. studia stacjonarne

Urządzenia pomocnicze

Inżynieria Rolnicza 7(105)/2008

Zajęcia laboratoryjne

PYTANIA NA EGZAMIN DYPLOMOWY INŻYNIERSKI. z katedr dyplomowania. dla kierunku TRANSPORT

WYNIKI REALIZOWANYCH PROJEKTÓW BADAWCZYCH

Kierunki na stacjonarnych i niestacjonarnych studiach I i II stopnia stanowiące ofertę edukacyjną w roku akademickim 2019/20. studia stacjonarne

ILOŚCIOWE I JAKOŚCIOWE ZMIANY W STANIE PARKU CIĄGNIKOWEGO

Dobór parametrów dla frezowania

gruntów Ściśliwość Wytrzymałość na ścinanie

WPŁYW TECHNICZNEGO UZBROJENIA PROCESU PRACY NA NADWYŻKĘ BEZPOŚREDNIĄ W GOSPODARSTWACH RODZINNYCH

TECHNICZNE UZBROJENIE PROCESU PRACY W RÓŻNYCH TYPACH GOSPODARSTW ROLNICZYCH

OBRÓBKA SKRAWANIEM DOBÓR NARZĘDZI I PARAMETRÓW SKRAWANIA DO FREZOWANIA. Ćwiczenie nr 6

WYKORZYSTANIE ZASOBÓW PRACY UPRZEDMIOTOWIONEJ A PRACOCHŁONNOŚĆ PRODUKCJI W GOSPODARSTWACH ROLNYCH

PORÓWNANIE METOD ROZDRABNIANIA BIOMASY DLA APLIKACJI W PRZEMYSLE ENERGETYCZNYM ZE SZCZEGÓLNYM UWZGLĘDNIENIEM ROZDRABNIANIA

Innowacyjne rozwiązania technologiczno-budowlane w chowie krów mlecznych

DOBÓR ŚRODKÓW TRANSPORTOWYCH DLA GOSPODARSTWA PRZY POMOCY PROGRAMU AGREGAT - 2

INSTALACJE TRANSPORTU BIOMASY - DOŚWIADCZENIE I OFERTA FIRMY FP ENGINEERING LTD

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 04/15

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Najnowsze rozwiązania stosowane w konstrukcji wirówek odwadniających flotokoncentrat i ich wpływ na osiągane parametry technologiczne

Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów

OCENA ENERGOCHŁONNOŚCI CHOWU BYDŁA MLECZNEGO W OBORACH WOLNOSTANOWISKOWYCH Z UWZGLĘDNIENIEM POZIOMU MECHANIZACJI

Wentylatory promieniowe typu WPO-10/25 WPO-18/25 PRZEZNACZENIE

Właściwości dynamiczne kolektora słonecznego a efektywność instalacji grzewczej

Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów

POSTĘP TECHNOLOGICZNY A WYDAJNOŚĆ I KOSZTY W TRANSPORCIE ZWIERZĄT

WPŁYW CECH FIZYCZNYCH SUROWCÓW ROŚLINNYCH NA JAKOŚĆ I ENERGOCHŁONNOŚĆ WYTWORZONYCH BRYKIETÓW

Przenośnik zgrzebłowy - obliczenia

WZORU UŻYTKOWEGO EGZEMPLARZ ARCHIWALNY. Przedsiębiorstwo Modernizacji Obiektów Przemysłowych CEMA SA, Opole, PL. Andrzej Madej, Ozimek, PL

ZAŁOśENIA WEJŚCIOWE DO PROGRAMU OPTYMALIZUJĄCEGO DOBÓR LICZBY ŚRODKÓW TRANSPORTOWYCH DLA GOSPODARSTW ROLNICZYCH

Systemy dla przemysłu spożywczego Informacja ogólna

METODA AKTUALIZACJI WSKAŹNIKA KOSZTÓW NAPRAW MASZYN ROLNICZYCH NOWEJ GENERACJI

,,Staże w CKZ-cie najlepsze na świecie realizowane w ramach projektu Regionalnego Programu Operacyjnego województwa Podlaskiego na lata

Modele teoretyczne i matematyczne momentu strat mechanicznych w pompie stosowanej w napędzie hydrostatycznym

TECHNIKI STOSOWANE DO MECHANIZACJI ZADAWANIA PASZ OBJĘTOŚCIOWYCH W WYBRANYCH OBIEKTACH

Kompleksowe podejście do rozwoju systemów ciepłowniczych

MIESZANIE DOZOWANIE PODAWANIE SUSZENIE

WŁASNOŚCI NIEZAWODNOŚCIOWE SPRZĘGIEŁ CIERNYCH

OPŁACALNOŚĆ UŻYTKOWANIA MASZYN NABYTYCH Z DOTACJĄ

Rozdział 1. Podstawy teoretyczne agrobiznesu Pojęcie agrobiznesu Inne określenia agrobiznesu... 17

BADANIA EKSPERYMENTALNE PROCESU MIESZANIA MATERIAŁÓW ROLNYCH

Obliczenia mocy napędu przenośnika taśmowego

Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów

Konstrukcje Maszyn Elektrycznych

POMPA SMAROWNICZA TYP MPS 10

Podajniki celkowe firmy RotaVal - tradycja i nowoczesność. Andrzej Żelazo

TEMAT: PARAMETRY PRACY I CHARAKTERYSTYKI SILNIKA TŁOKOWEGO

CVE POZIOME POMPY KOMÓRKOWE PRZEMYSŁU WODNEGO Poziome pompy komórkowe przemysłu wodnego, typ 65, 80, 100, 125, 150-CVE

Rok akademicki: 2016/2017 Kod: RBM s Punkty ECTS: 3. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

ENERGOCHŁONNOŚĆ TOWAROWEJ TECHNOLOGII PRODUKCJI STRĄKÓW FASOLI SZPARAGOWEJ

OCENA WPŁYWU PRĘDKOŚCI OBROTOWEJ ŚLIMAKA MIESZAJĄCEGO Z PIONOWYM ELEMENTEM ROBOCZYM NA STOPIEŃ ZMIESZANIA KOMPONENTÓW PASZY

zwijających. Korzystając z najnowocześniejszych Przed wysłaniem do odbiorców wszystkie maszyny są bardzo precyzyjnie testowane i sprawdzane:

WPŁYW AKTUALIZACJI NIEKTÓRYCH WSKAŹNIKÓW EKSPLOATACYJNO-EKONOMICZNYCH NA KOSZTY EKSPLOATACJI CIĄGNIKÓW ROLNICZYCH NOWEJ GENERACJI

Mechanizacja transportu w gospodarstwie rolnym

Napęd pojęcia podstawowe

Seria ASP. Pompy perystaltyczne przemysłowe

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

mr1 Klasa betonu Klasa stali Otulina [cm] 4.00 Średnica prętów zbrojeniowych ściany φ 1 [mm] 12.0 Średnica prętów zbrojeniowych podstawy φ 2

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

INFORMACJE WPŁYWAJĄCE NA DECYZJĘ O ZAKUPIE ŚRODKÓW TECHNICZNYCH W GOSPODARSTWACH ROLNICZYCH MAŁOPOLSKI

- Celem pracy jest określenie, czy istnieje zależność pomiędzy nośnością pali fundamentowych, a temperaturą ośrodka gruntowego.

HARMONOGRAM ZIMOWEJ SESJI EGZAMINACYJNEJ 2014/2015 STUDIA STACJONARNE WIL

HARMONOGRAM ZIMOWEJ SESJI EGZAMINACYJNEJ 2015/2016 STUDIA STACJONARNE WIL

Sterowanie napędów maszyn i robotów

OCENA TECHNOLOGII PRZEWOZU W TRANSPORCIE ROLNICZYM

Po prostu dobre dozowanie MechaTron modułowy system dozowania ze zintegrowaną elektroniką kontrolno-pomiarową

Dane Techniczne. SPMT modułowa platforma transportowa 4 osiowa.

PRZEWODNIK DO ĆWICZEŃ Z GLEBOZNAWSTWA I OCHRONY GLEB. Andrzej Greinert

BUDOWLANYCH WYKOP SZEROKOPRZESTRZENNY

Opis zakładanych efektów kształcenia

Straty i sprawność energetyczna silników i układów napędowych

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

PYTANIA NA EGZAMIN DYPLOMOWY INŻYNIERSKI. z katedr dyplomowania. dla kierunku TRANSPORT

Technologia robót budowlanych

Sterowanie napędów maszyn i robotów

Wyposażenie rolnictwa Lubelszczyzny w środki transportowe

Transkrypt:

Problemy Inżynierii Rolniczej nr 4/2008 Jan Barwicki Agencja Restrukturyzacji i Modernizacji Rolnictwa w Warszawie Wacław Romaniuk Instytut Budownictwa, Mechanizacji i Elektryfikacji Rolnictwa w Warszawie Instytut Inżynierii Rolniczej Akademia Rolnicza w Szczecinie TEORETYCZNE ASPEKTY PRZEBIEGU PROCESU TRANSPORTU MATERIAŁÓW ROLNICZYCH ZA POMOCĄ PRZENOŚNIKÓW ŚRUBOWYCH Streszczenie Transport materiałów rolniczych przy wykorzystaniu przenośników śrubowych jest bardzo popularny zarówno w przemyśle rolniczym, gospodarstwach wiejskich, jak i maszynach rolniczych. Celem niniejszego opracowania było przygotowanie narzędzia optymalizacyjnego do doskonalenia nowych rozwiązań konstrukcyjnych przenośników śrubowych oraz poprawy wydajności i energochłonności pracy istniejących konstrukcji. Słowa kluczowe: przenośniki śrubowe, transport, optymalizacja, materiały rolnicze, parametry, wydajność, zapotrzebowanie energii Wstęp Materiały sypkie i rozdrobnione materiały objętościowe bardzo często transportowane są za pomocą przenośników śrubowych zarówno w zakładach produkcyjnych jak również bezpośrednio w gospodarstwach rolnych Romaniuk [1996]. Ponadto wiele maszyn i urządzeń rolniczych jak kombajny, mieszalnie pasz, mają przenośniki śrubowe, które często należą do ich podstawowych zespołów roboczych i wywierają duży wpływ na energochłonność Szeptycki i in. [2003]. Samodzielne przenośniki śrubowe mogą pracować jako urządzenia stacjonarne lub mogą stanowić rozwiązania mobilne. Jako urządzenia stacjonarne mogą być między innymi wykorzystywane do zadawania pasz pełnodawkowych dla zwierząt do bezpośredniego skarmiania oraz pracują też w przemyśle spożywczym. Przenośniki śrubowe mogą również pracować jako dozowniki komponentów w różnego typu mieszalniach pasz oraz zaprawiarkach do nasion przygotowywanych do siewu. Celem opracowania było wykorzystanie teorii działania przenośników śrubowych do optymalizacji konstrukcji tych urządzeń przy wykorzystaniu symulacji komputerowej. 63

Jan Barwicki, Wacław Romaniuk Oznaczenia Ce szczelina pomiędzy wałem śrubowym a rynną transportową, m Cs masa stali, t m -3 D średnica zewnętrzna śruby, m D ce wielkość szczeliny pomiędzy zewnętrzną krawędzią śruby a obudową, m D h średnica wału śruby, m k współczynnik uwzględniający kąt pochylenia przenośnika śrubowego od 1 dla pracy poziomej do 0,46 do pracy pionowej [Barwicki 1992] L długość przenośnika, m N moc, kw P skok śruby, m S siła potrzebna do przesuwania materiału wzdłuż osi przenośnika, N T moment na wale śrubowym przenośnika, Nm t f czynna wielkość spirali przenośnika, m t h grubość ścianki rury wału śrubowego przenośnika, m q jednostkowe obciążenie przenośnika, N m -1-1 Q wydajność pracy, m 3 h V prędkość przesuwu materiału, m s -1 W całkowita masa wału przenośnika śrubowego, t X zmienny parametr optymalizacyjny konstrukcji przenośnika śrubowego μ współczynnik oporów ruchu materiału od 1,15 dla materiałów drobnoziarnistych do 4 dla cząstek o wielkości do 3 cm [Barwicki 1992] α kąt pochylenia przenośnika [stopnie γ ciężar usypowy, N m -3 ω prędkość kątowa wału śrubowego, rad s -1 Φ napełnienia rynny współczynnik od 0 do 1 ς masa usypowa, t m -3 Prace nad teorią procesu transportu materiałów przenośnikami śrubowymi Mclean i Arnold [2004] dokonali bezwymiarowego opisu teoretycznego przebiegu procesu transportu materiałów sypkich przy wykorzystaniu przenośników śrubowych, nie dokonując jednak weryfikacji założeń teoretycznych w warunkach rzeczywistych. Merrit i Mair [2008] opracowali teoretyczny model przebiegu procesu drążenia tuneli ziemnych przy wykorzystaniu przenośników śrubowych pracujących w obudowie rurowej. W swoich rozważaniach uwzględnili oni następujące parametry: nacisk gruntu na śrubę, moment obrotowy na wale przenośnika, obciążenie wału śrubowego przenośnika na ścinanie oraz proces przepływu materiału w rurze przenośnika śrubowego. Merrit i Mair [2008] opracowali teorię przebiegu procesu skrawania i transportu gleby w sposób bezwymiarowy, uznając, że taki ich model będzie bardziej wszechstronny w zastosowaniu. Dla uzyskania rzeczywistych danych wartości parametrów 64

Teoretyczne aspekty przebiegu... wymienionych powyżej, przeprowadzili oni testy polowe wykonując szereg tuneli podziemnych na glebach gliniastych o różnej wilgotności oraz zwięzłości podłoża. Wymienieni autorzy uważają, że ich teoria może być wykorzystywana w badaniach nad innymi przenośnikami śrubowymi np. ekstruderami w przemysłach spożywczym i tworzyw sztucznych. Barwicki [1992] wykonał w Zakładzie Inżynierii Procesowej Silsoe Research Institute Anglia badania laboratoryjne dotyczące wykorzystania elementów śrubowych do transportu i mieszania różnych materiałów rolniczych (niepublikowane). Romaniuk i in. [2002] badał w IBMER energochłonność pracy przenośników śrubowych do transportu i mieszania pasz sypkich i objętościowych oraz do transportu i mieszania gnojowicy. Matematyczny opis procesu transportu materiałów rolnych przenośnikami śrubowymi W obliczeniach inżynierskich prędkość przesuwu materiału w rynnie transportowej lub w skrzyni ładunkowej wozu paszowego wynosi wg Handbook CEMA [2006]: P x ω V = ------------ (1) 2 π Natomiast wydajność transportową przenośnika śrubowego można przedstawić wzorem wg Handbook SCE-05 [2005]: Q = 450[(D + 2 C e ) 2 - D h 2 ] P ω Φ ς k (2) Siła potrzebna do przesuwu materiału wzdłuż osi przenośnika śrubowego wynosi wg Handbook CEMA [2006]: S = q L ( μ +/- sin α ) (3) Natomiast moc potrzebna do napędu przenośnika śrubowego wyniesie wg Handbook CEMA [2006]: Q γ L N = ------------ (μ +/- sin α ) (4) 3,6 10 6 Zapotrzebowanie na energię przenośnika śrubowego wg Mclean i Arnold [2004] zależne jest od parametru jak poniżej: X = [D h, t h ] T (5) Pozostałe parametry optymalizacyjne przenośnika śrubowego wg tych badaczy muszą przyjmować wartości minimalne: 65

Jan Barwicki, Wacław Romaniuk W(X) Δ(X) F(X) = -------- + --------- (6) 10 4 C e przy czym: C s (D - D h ) t f L π D h W(X) = 2πC s t h (D h - t h )L + --------------------. [ (1 + π 2 ) + (1 + {-------} 2 )] (7) 4 D oraz: π Q(X) = ---- [( D + C e ) 2 - D h 2 ] (D t f ) (8) 4 Przy czym zależności te muszą spełniać następujące warunki brzegowe: D ---- < D h <D D ce (9) π Δ(X) 1 ----- < ------ (10) L 360 Δ(X) < C e (11) Powyższe zależności przyjęto jako model matematyczny do optymalizacji konstrukcji przenośników śrubowych. Podsumowanie Przedstawiona skrótowo analiza teoretyczna procesów zachodzących w trakcie transportu materiałów rolnych przenośnikami śrubowymi,dała podstawy do opracowania modelu matematycznego przebiegu tego procesu. Po weryfikacji modelu i wykorzystaniu symulacji komputerowych będzie możliwe doskonalenie istniejących konstrukcji przenośników śrubowych oraz projektowanie ich nowych rozwiązań konstrukcyjnych. Wnioski 1. Na wydajność pracy przenośników śrubowych znaczący wpływ mają następujące parametry: szczelina pomiędzy wałem śrubowym a rynną transportową, średnica zewnętrzna śruby, średnica wału śruby, czynna wielkość spirali przenośnika. 66

Teoretyczne aspekty przebiegu... 2. Na moc potrzebną do napędu przenośnika śrubowego decydujący wpływ mają następujące parametry: wydajność pracy przenośnika, długość przenośnika, kąt pochylenia przenośnika, współczynnik oporów ruchu materiału transportowanego. 3. Jednym z ważniejszych parametrów konstrukcyjnych rozpatrywanej optymalizacji konstrukcji przenośników śrubowych była całkowita masa wału śrubowego. 4. Przedstawiony model matematyczny optymalizacji konstrukcji przenośników śrubowych ma postać trzech następujących zależności: D ---- < D h <D D ce, π Δ(X) 1 ------- < ------, L 360 Δ(X) < C e. Bibliografia Barwicki J., Phillips V.R., Stafford J.V. 1990. Methods for determining the end points of processes for mixing agricultural and food materials: A literature review and some concepts for the future. DN. 1569. Silsoe Research Institute. Wrest Park, Silsoe, Bedford, 41 pp Barwicki J. 1992. Energy requirement for flow and mixing of agricultural materials using screw elements (unpublished). Silsoe Research Institute. Wrest Park, Silsoe, Bedford, 32 pp Barwicki J. 1993. Energochłonność procesu mieszania pasz objętościowych z paszami sypkimi w wozach paszowych. Praca doktorska. IBMER, Warszawa Conveyor Equipment Manufacturers Association (CEMA) Handbook: Screw conveyors. 2006 Dmitrewski J. 1978. Teoria I konstrukcja maszyn rolniczych. Tom III. PWRiL Handbook of screw conveyor engineering data publication SCE-05. 2005. Christian Engineering San Francisco Mclean A.G., Arnold P.C.: Screw conveyor design. 2004. Powder handling and processing. Vol. 3, nr 4, London Merritt A.S., Mair R.J. 2008. Mechanics of tunneling machine screw conveyors: a theoretical model. Vol. 58, nr 2, pp. 79-94, London Romaniuk W. 1996. Wpływ funkcjonalno-technologicznych rozwiązań obór na energochłonność i koszty produkcji mleka w gospodarstwach rodzinnych. Rozprawa habilitacyjna. Prace Naukowo Badawcze IBMER, Warszawa 67

Jan Barwicki, Wacław Romaniuk Romaniuk W. i in. 2002. Energochłonność pracy przenośników śrubowych podczas transportu i mieszania pasz sypkich i objętościowych oraz gnojowicy (niepublikowane). IBMER, Warszawa Szeptycki A., Wójcicki Z. 2003. Postęp technologiczny i nakłady energetyczne w rolnictwie do 2020 r. IBMER, Warszawa 68