Модель жидкого навоза

Авторы патента:

A01C3G09B23/12 -

МОДЕЛЬ ЖИДКОГО НАВОЗА, содержащая наполнитель,добавку и воду , о тли чающаяся тем, что, с целыо повышения степени подобия модели и натурального жидкого йавоза и снижения затрат на исследование технологических процессов, рабочих органов машин и оборудования, она содержит в качестве наполнителя бумажную массу, а в качестве добавки - стиральный порошок при следующем соотношении компонентов, мас.%: Бумажная масса 0,34-0,82 Стиральный порошок0 ,001-0,1 Вода Остальное

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

11 А 01 С 3/00, G 09 В 23/12

3(5

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИД2ТEllbCTHY (21) 3565265/30-15 (22) 09.02.83 (46) 30.08.84. Бюл. М 32 (72) И.А.Вороницкий и В.Т.Левкин (71) Центральный научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства

Нечерноземной зоны СССР (53) 631.862.1:620.16(088.8) (56) 1. Мильчюс Л. Исследование процесса перемешивания жидкого свиного навоза в резервуарах винтовой мешалкой и обоснование ее параметров. Расширенный автореф. дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн; наук.

Каунас, 1973, с. 12 (прототип).

„„SU„„1110392 А (54) (57) МОДЕЛЬ ЖИДКОГО НАВОЗА, содержащая наполнитель,добавку и воду, отличающаяся тем, что, с целью повышения степени подобия.модели и натурального жидкого навоза и снижения затрат на исследование технологических процессов, рабочих органов машин и оборудования, она содержит в качестве наполнителя

Ъ бумажную массу, а в качестве добав-ки вЂ” стиральный порошок при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Бумажная масса 0,34-0,82

Стиральный порошок 0,001-0, 1

Вода Остальное

1110392

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может найти применение при исследовании технологических процессов и рабочих органов машин и оборудования, предназначенных для раЪоты с жидким навозом.

Известна модель жидкого навоза, содержащая воду, наполнитель, торфокрошку и добавку 5Х от всей массы силикатного клея. Торфокрошки добав- 10 ляются столько, что количество сухого вещества в общей массе составля- ет от 1,25 до 5,92Х. Вязкость такой смеси в 6,25 раза меньше вязкости жидкого навоза. Масштаб линейных раз- 1S меров исследуемого устройства при этом равен 2,5 f13 .

Известная модель жидкого навоза позволяет исследовать процесс при соблюдении подобия по вязкости. Одна- 20 ко для полного подобия модели и натуры необходимо учитывать не только вязкость, но и предельные напряжения сдвига. Поэтому известная модель не обеспечивает полное гидродинамичес- 25 кое подобие исследуемых процессов в модели и натуре. Оптимальный режим выполнения технологического процесса полученный при этом в модели, не соответствует оптимуму в натуре, что 30 .приводит к дополнительным денежным и энергетияеским затратам. Каме того, экспериментальные установки для исследования технологических процессов и рабочих органов машин и оборудования с применением известной модели имеют высокую стоимость из-эа малых масштабов моделирования.

Цель изобретения вЂ” повышение степени подобия модели и натурального 4б жидкого навоза и снижение затрат на исследование технологических процессов и рабочих органов машин и оборудования. Ц

Поставленная цель достигается тем, что согласно изобретению в воду вво" дят бумажную массу в качестве наполнителя и. стиральный порошок в качестве добавки при следующем соотношении 0 компонентов, мас.Х:

Бумажная масса 0,34-0,82

Стиральный порошок 0,001-.0,1

Вода Остальное

Такая смесь по вязкости и предель"55

° ным напряжениям сдвига в масштабе соответствует навозу крупного рогатого скота влажностью 88,5-92Х.

Жидкий навоз является тиксотропным веществом. Тиксотропия вызывается содержащимися в нем коллоидами, способными адсорбировать воду в так называемых сольватных оболочках. В текущем навозе под действием касательных напряжений сольватные оболочки разрушаются, выделяя свободную воду, которая снижает вязкость. При отсутствии касательных. напряжений навоз превращается в желеподобную массу.

Волокна бумаги в предлагаемой модели жидкого навоза в неподвижном состоянии сцепляются между собой, вызывая тиксотропное загустение смеси и образуя модель желеподобной массы. В движении связь между частичками разрушается и они ориентируются вдоль потока. Масштаб моделирования вязкости равен 31,623.

Добавление до О, 1X стирального .порошка, например марки "Планета", не влияет на вязкость, но уменьшает предельные напряжения сдвига.

Масштаб моделирования предельных .напряжений сдвига рарен 10. Масштаб перевода линейных размеров экспериментальной установки в натуру при использовании предлагаемой модели навоза равен 10.

Пример. Влажность и физикомеханические свойства жидкого навоза изменяются в широких пределах (табл. 1}. В связи с этим была приготовлена бумажная масса влажностью

98>4Х. При исследовании физико-механических свойств влажность массы увеличивали добавлением воды. Для приведения в соответствие предельных напряжений сдвига навоза и бумажной массы в последнюю добавляли стираль,ный порошок "Планета".

Результаты испытаний составов с различным соотношением компонентов представлены в табл. 2.

Из сопоставления данных табл. 1 и 2 видно, что с учетом масштаба моделирования вязкость навоза влажностью 88,5-92Х соответствует вязкоски смеси с содержанием бумаги 0,34.0,82 и стирального порошка 0,001О, 1Х. Вязкость навоза влажностью

93Х не соответствует вязкости смеси.

Предельные напряжения сдвига навоза влажностью 88,5 - 92X соответствуют .предельным напряжениям сдвига смеси с содержанием бумаги 0,34с

1110392

Т,.а б л и ц.а

Характеристика жидкого навоза крупного рогатого скота

Г L Г 2 Г J

Показатель

1 2 3

4, 5. 6 7

Влажность, X

88 88,5 89 90 91 92 93

Динамическая вязкость, Па с

2,9 2,3 1,9 2 0,65 0,3 О, !

Предельные напряжения сдвига, Па

2,3

21,6 18

10,5 6,3 4

Продолжительность отстаивания, сут

120 100 60

Та блица 2

Характеристика модели жидкого навоза

Состав

3 4: 5 6

Показатель

j 2

Влажность бумажной массы, X

Содержание, в смеси, X: стиального порошка

99, 99, 18. 99,24. 99,38 99,52 99,66 99,8

0,1

0,001 . 0,005 0,0!7 0,034 0,01

Оэ9 Оэ82 Оэ76 Ов62 Оэ48 .О ° 34 0,2 бумаги воды

99е! 99 ° 18 99;235 99э363 99э486 99э56 99э7

0,82Х и стирального порошка - 0,0010,1Ж. За пределами этого диапазона предельные напряжения сдвига навоза и смеси не соответствуют друг другу.

Таким образом, предложенная смесь является моделью навоза крупного рогатого скота влажностью 88,5-92Х при соблодении подобия по вязкости и предельным напряжениям сдвига.

В связи с тем, что йзвестная модель, состоящая из смеси воды с торфокрошкой и силикатньвю клеем, непригодна для. моделирования жидкого. навоза .крупного рогатого скота, эа базу для сравнения приняты данные эксперимента с навозом.

Предлагаемая модельная смесь отстаивается значительно быстрее навоза. Так как при исследовании перемешивающих устройств каждый последующий опыт можно проводить только после полного расслоения жидкости, то применение модели навоза в этом эксперименте позволило в 123 раза ускорить работу и значительно сократить трудозатраты исследователей. уменьшение линейных размеров в

1О раэ по сравнению с натурой обеспечивает значительное снижение стоимости экспериментальных установок.

Таким образом, предложенная модель жидкого навоза обладает большей степенью подобия натуральному жидкому навозу и применение ее при испытаниях вызывает снижение затрат на исследование технологических процессов, рабочих органов машин и оборудования.

1110392

ПРодолжение табл.2

Показатель

Состав

Динамическая вязкость, Па-с

0,01

0,09 0,07 0,06

0,04 0,02 0,01

1,8 1,5

1,05 0,63 0,4

0,4

Продолжительность отстаивания,мин