Модель жидкого навоза

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ ИСАНИЕ ИЗОБР ТОРСКОМУ СВИДТЕЛЬСТВ(71) Центральный научно-исследовательский институт механизации иэлектрификации сельского хозяйстваНечерноземной зоны СССР(56) 1. Мильчюс Л. Исследованиепроцесса перемешивания жидкого свиного навоза в резервуарах винтовоймешалкой и обоснование ее параметров, Расширенный автореф, дисс. насоиск, уч ст. канд. техн; наук.Каунас, 1973, с. 12 (прототип).(54) (57) МОДЕЛЬ ЖИДКОГО НАВОЗА, содержащая наполнитель,добавку и воду, о т л и ч а ю щ а я с я 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 бумажную массу, а в качестве добавки - стиральный порошок при следующем соотношении компонентов, мас.й:Бумажная масса 0,34-0,82 Стиральный порошок 0,001-0, 1 Вода ОстальноеИзобретение относится к области сельского хозяйства и может найти применение ври исследовании технологических процессов и рабочих органов машин и оборудования, предназна ченных для раЪоты с жидким навозом.Известна модель жидкого навоза, содержащая воду, наполнитель, торфокрошку и добавку 5 Х от всей массы силикатного клея. Торфокрошки добав ляются столько, что количество сухого вещества в общей массе составля-ет от 1,25 до 5,923. Вязкость такой смеси в 6,25 раза меньше вязкости жидкого навоза. Масштаб линейных раз меров исследуемого устройства при этом равен 2,5 1 11.Известная модель жидкого навоза позволяет исследовать процесс при соблюдении подобия по вязкости. Одна ко для полного подобия модели и натуры необходимо учитывать не только вязкость, но и предельные напряжения сдвига. Поэтому известная модель не обеспечивает полное гидродинаиичес 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, Кр 4 Ие 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 - повышение степени подобия модели и натурального 40 жидкого навоза и снижение затрат на исследование технологических процессов и рабочих органов машин и оборудования.45Поставленная цель достигается теи, что согласно изобретению в воду вво" дят бумажную массу в качестве наполнителя и стиральный порошок в качестве добавки при следующем соотношении 50 компонентов, мас.Х:Бумажная масса 0,34-0,82 Стиральный порошок 0,001-0,1 Вода Остальное Такая смесь по вязкости и предель"55ным напряжениям сдвига в масштабе соответствует навозу крупного рогатого скота влажностью 88,5-923. 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 0,17 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.П р и м е р. Влажность и физико- механические свойства жидкого навоза изменяются в широких пределах (табл. 1). В связи с этим была приготовлена бумажная масса влажностью 9847. 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 влаж- . ностью 88,5-923 соответствует вязкоски смеси с фсодержанием бумаги 0,34.- 0,82 и стирального порошка 0,001- О, 13. Вязкость навоза влажностью 933 не соответствует вязкости смеси.Предельные напряжения сдвига навоза влажностью 88,5 " 923 соответствуют .предельныи напряжениям сдвига смеси с содержанием бумаги 0,34 с1110392 Т,.а б л и ц.аХарактеристика жидкого навоза крупного рогатого скота Показатель 1 2 3 4 5, 6 7 Влажность, Х 88 8815 89 90 91 92 93 Динамическаявязкость, Пафс 2 э 9 23 1 э 9 112 Ое 65 Оэ 3 Оф Предельныенапряжения сдвига, Па 2,3 2116 18 15 10,5 6,3 4 Продолжительность отстаивания, сут 120 100 60 18 10 Таблица 2 Характеристика модели жидкого навоза Состав3 45 6 Показатель27 Влажность бумажной массы, 3 Содержание, всмеси, Х:стиальногопорошка 99,99, 18. 99,24. 99,38 99,52 99,66 99,8 0,1 0,001 . 0,005 0,017 0,034 0,01 Ов 9 Оэ 82 Оэ 76 Ов 62Оэ 48 Ов 34 Оэ 2 бумагиводы 99 ф 1" 9918 99235 99 е 363 99 э 486 99 э 56 99 е 70,82 Ж и стирального порошка - 0,001- 0,1. 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 88,5-927 при соблюдении подобия по вязкости и предельным напряжениям Сдвига.В связи с тем, что йзвестная модель, состоящая из смеси воды с торфокрошкой и силикатньпю клеем, непри" годна 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 10 раэ по сравнению с натурой обеспечивает значительное снижение стоимос- ти экспериментальных установок.Таким образом, предложенная модель жидкого навоза обладает большей степенью подобия натуральному жидкому навозу и применение ее при исны" таниях вызывает снижение затрат на исследование технологических процессов, рабочих органов машин и оборудо" вания.1110392 Продолжение табл,2 Показатель Состав Динамическая язкость, Па. 0,0Редак илиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Предельные напряжения сдвига,Па аказ 6205/1 Тираж ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, 21 Подписное комитета СССРи открытийаушская наб., д. 4/5