УДК 631.363.5.

Авторы: к.т.н., Курманов А.К., к.т.н., Хасенов У.Б.,

                ст. преподаватель, Сапа В.Ю.,

                ст. преподаватель, Кумаргажанова С.К.

Костанайский государственный университет им. А. Байтурсынова, Казахстан.

Результаты сравнительных экспериментов экспандера и экструдера

 

Эксперименты проводились на изготовленных установках (см. Рисунок 1 и Рисунок 2).

Рисунок 1 - Схема экспериментального экструдера

1 – станина;  2 – фильеры; 3 – корпус; 4 – шнек; 5 – питатель; 6 – муфта; 7 – промежуточное соединение; 8 – привод; 9 – редуктор; 10 – электродвигатель.

 

В качестве плана реализации экспериментов выбран симметричный некомпозиционный план Бокса-Бенкена. Факторы варьировались на трех уровнях, кроме того, план дополнялся тремя опытами в центре (на основном уровне). Квадратичная модель для k = 4 имеет 15 членов.

 

Рисунок 2 - Конструктивно-технологическая схема экспандера:

1 — корпус шнека; 2 — шнек; 3 - головка экспандера; 4 – регулируемые конуса; 5 - электронагревательный элемент с источником питания током высокой частоты; 6 – электродвигатель; 7 – фильеры; 8 — пружина.  

 

Исследовали зависимость удельной производительности для экструдера (Y1) и удельной энергоемкости для экспандера (Y2) от факторов: частоты вращения шнека (Х1 = 30;45;60 об/мин), влажности корма (Х2 = 24;28;32 %), температуры в выходной головке (Х3 = 70;100;130 оС) и содержание отрубей в составе корма (Х4 = 10;20;30 %) . В результате проведения экспериментов были получены уравнения регрессии:

для экспандера:

Y1 = 24,0212 + 1,7134x1 – 5,81x3 + 0,5961x4 + 1,16715x1∙x2 + 0,8553x1∙x3 + 1,3197x2∙x4 – 1,51899x22 + 0,93806x32 + 0,8006x42                                        

для экструдера:

Y2 = 10,56 + 2,394х1 + 0,352х2 – 0,654х3 + 0,445х4 + 1,095х1х2 – 1,4х12 – 3,313х22 – 1,189х32 – 1,503х42.

При обработке результатов исследования экспандера с помощью программы MathCAD11 было получено минимальное и максимальное значение критерия оптимизации  от влияния всех факторов при проведении эксперимента

На основании анализа полученных данных при использовании компьютерной программы MathCAD11 получены значения удельной производительности для экструдера в кодированном варианте.

             

При этом минимальное значение критерии оптимизации (Min = 0,405 кг/кВт.ч), максимальное значение (Max = 15,84 кг/кВт.ч).

 

    По результатам  проведения экспериментов было установлено повышение эффективности (удельной энергоемкости) экспандера по сравнению с экструдером в 4,9 раза.

 

Литература

1. Хасенов У.Б. Совершенствование конструктивно-режимных параметров экструдера при переработке монокорма. Автореферат дисс. к.т.н. – Оренбург: ОГАУ – 2006. – 22с.