Nowadays, the pressure transporting method of various feed masses through pipes in animal husbandry has become widespread. Production experience and research work showed that this transportation mean is the most economical, is characterized by simplicity and high reliability of structural elements and makes it possible to automate the transportation process. Their great rheological properties exert a great influence on the characteristics of mixtures, when moving through pipes. These characteristics change significantly under the influence of vibration. That’s why, in recent years, along with classical rheology, the vibrational rheology has been intensively developing, which study the patterns of change in deformation under periodic application of forces. The main difference between vibrational rheology and traditional when moving feed masses through pipes is that all rheological bodies are elastic, viscous and plastic, and treated as carriers of two properties of their basic and inertial. The necessity to complement the rheological properties by inertial ones in the study of problems of vibrational rheology is due to the fact that during periodic action the inertial loads can significantly exceed the acting forces of gravity, becoming commensurable, and sometimes prevailing over elastic, viscous and plastic stresses. Therefore, the article discusses the mutual relationship of inertial and rheological properties, when the feed masses move through pipes, under the influence of a certain harmonic oscillation. Dependences of deformation were obtained for periodic loading in an elastic, elastic inertial, viscous, viscous inertial and plastic inertial body, which allow to obtain the average velocity values in the future from the term of the harmonic pressure fluctuation chosen for calculations, as well as the loss values, usually determined by the formula of Darcy-Weisbach.
rheology, vibration, viscosity, liquid, pipe.
На современном этапе развития сельскохозяйственного производства продукции животноводства широкое распространение получил напорный способ транспортирования кормовых масс неньютоновских жидкостей по трубам [1,2,3,4].
Исследовательские работы по изучению таких систем показал, что такой способ транспортирования наиболее экономичен; отличается высокой надежностью конструктивных элементов, дает возможность полностью автоматизировать процесс транспортирования [5,6].
При транспортировании простую жидкость, которая обычно относится к неньютоновским, принято рассматривать как нормальную, а жидкости с характеристиками с отклоняющими от обычных как аномальными – неньютоновскими. Однако эти, так называемые, аномальные или неньютоновские жидкости, часто встречаются в природе. Они широко применяются в различных отраслях народного хозяйства, в том числе и в агропромышленном комплексе (различные сочетания кормовых масс), и в основе гидромеханики таких неньютоновских жидкостей лежат законы упруговязкопластических деформации и реологические свойства исследуемых сред [7,8].
Теоретические и экспериментальные исследования ряда авторов [9,10] показали, что течение таких неньютоновских жидкостей, которыми являются большинство кормовых масс подчиняются закону, который достаточно точно описывается уравнением Шведова-Бингама.
Существует много различных подходов изучения таких неньютоновских жидкостей[10]. Например, определяют поведение жидкости, исходя из ее химических и физических свойств, созданием математической модели или используя количественные методы расчета, основывающиеся на реальных характеристиках жидкостей. Для решения инженерных задач гидромеханики, на наш взгляд, предпочтительным является второй метод изучения жидкостей. Следует отметить, что в настоящее время наиболее простые типы неньютоновских жидкостей поддаются такому рассмотрению.
Многообразие свойств смесей и сложнейший характер их движения не дают до настоящего времени создать общую универсальную теорию расчета ее параметров. В связи с этим для различных видов исследовании свойств движения применяют отдельные модели однофазных, такие как вязкопластическая и степенная и многофазных смесей.
1. Asadullin N.M. Razrabotka tekhnologii i obosnovanie parametrov pulsiruyuschego transportirovaniya vlazhnykh vysokovyazkikh kormosmesey po trubam v zhivotnovodstve: Dis… kand.tekhn.nauk. (Development of technology and justification of the parameters of pulsating transportation of wet high-viscosity feed mixtures by pipes in animal husbandry: Ph.D. of Technical sciences thesis). - Kazan, 1995. -P. 164.
2. Patent №130037 RF, MPK F 17 D 1/16 Truboprovod dlya transportirovaniya vyazkikh poluzhidkikh kormovykh smesey. / Asadullin L.N., Markin O.Yu., Asadullin N.M., Markin Yu.S. // Zayavleno 14.12.2012; opubl. 10.07 2013. Byul. №19. (Patent №130037 RF, IPC F 17 D 1/16 Pipeline for transportation of viscous semi-liquid fodder mixtures. // Declared 14.12. 2012; Publ. 10.07.2013. Bul. №19).
3. Patent №143992 RF, MPK F 17 D 1/16 Truboprovod dlya transportirovaniya kormovyh sred / Asadullin N.M., Asadullin L.N.// Zayavleno 21.02.2014; opubl. 10.08. 2014. Byul. №22.
4. Patent №153891 RF,MPK F17D1/16. Truboprovod dlya transportirovaniya kormovyh smesey/ Asadullin N.M., Asadullin L.N.// Zayavleno 06.10.2014; opubl. 10.08.2015. Byul. №22.
5. Asadullin N.M., Asadullin L.N. Nestacionarnoe transportirovanie vyazkih neszhimaemyh poluzhidkih smesey po trubam // Vestnik Kazanskogo GAU.- 2014.-№4. -S.72-77.
6. Asadullin L.N., Markin O.Yu., Asadullin N.M. Obosnovanie parametrov dvizheniya kormovyh mass po trubam.// Agrarnaya nauka 21 veka. Aktual'noe issledovaniya i perspektivy/ materialy mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii. - Kazan': Izdatel'stvo Kazanskogo GAU, 2015.-S.31-34.
7. Rudakov A.I., Asadullin N.M. Klassifikatsiya kormovykh i navoznykh poluzhidkikh sred primenitelno k gidromekhanike nenyutonovskikh zhidkostey. [Classification of fodder and manure semiliquid media with respect to hydromechanics of non-Newtonian fluids]. M., 1991. - P. 12. - Dep. v VNIITEIAgroprom, 09.02.91. №494.
8. Rudakov A.I., Asadullin N.M., Suleymanov R.Z. Klassifikaciya i analiz sposobov transportirovaniya poluzhidkih kormovyh i navoznyh mass po trubam. - M.,1990.-10 s.- Dep. v VNIITEIAgroprom 01.09.90 №262.
9. Uilkinson U.P. Nen'yutonovskie zhidkosti. Gidromehanika, peremeshivanie i teploobmen: Per s angl. - M.: Mir, 1964. - 110 s.
10. Rudakov A.I., Asadullin N.M. Pul'siruyuschee transportirovanie psevdoplasticheskih zhidkostey po trubam v zhivotnovodstve // Vestnik Kazanskogo GAU.-2006.-№4.- S.62-67.
11. Patent №2097606 MPK F04F5/04. Pul'siruyuschiy ezhektor / A.I.Rudakov, N.M. Asadullin // Zayavleno 15.03.1994. Opubl 27.11.1997.
12. Patent №135273 RF, MPK B 02 C 2/02 Ustroystvo dlya ispytaniya truboprovodov s poluzhidkimi kormami / Asadullin L.N., Markin O.Yu., Asadullin N.M., Markin Yu.S.// Zayavleno 12.03.2013; opubl. 10.12 2013. Byul. №34.
13. Patent №143992 RF, MPK F 17 D 1/16 Truboprovod dlya transportirovaniya kormovykh sred / Asadullin N.M., Asadullin L.N. // Zayavleno 21.02.2014; opubl. 10.08. 2014. Byul. №22. (Patent №143992 RF, IPC F 17 D1/16 Pipeline for transportation of feed medium. // Declared 21.02.2014; Publ. 10.08. 2014. Bul. №22).
14. Patent №153891 RF, MPK F17D1/16. Truboprovod dlya transportirovaniya kormovykh smesey. / Asadullin N.M., Asadullin L.N. // Zayavleno 06.10.2014; opubl. 10.08.2015. Byul. №22. (Patent №153891 of the Russian Federation, IPC F17D1/16. Pipeline for transportation of feed mixtures. // Declared 06.10.2014; Publ. 08/10/2015. Bul. №22).
15. Asadullin N.M., Asadullin L.N. Non-stationary transportation of viscous incompressible semi-liquid mixtures through pipes. [Nestatsionarnoe transportirovanie vyazkikh neszhimayemykh poluzhidkikh smesey po trubam]. // Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - The Herald of Kazan State Agrarian University.-2014.-№4. P. 72-77
16. Asadullin L.N., Markin O.Yu., Asadullin N.M. Obosnovanie parametrov dvizheniya kormovykh mass po trubam. // Agrarnaya nauka 21 veka. Aktualnoe issledovaniya i perspektivy. / Materialy mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. (Substantiation of the parameters of the movement of feed masses through pipes. // Agrarian science of the 21st century. Actual research and prospects. / Proceedings of International scientific and practical conference). - Kazan: Izdatelstvo Kazanskogo GAU, 2015. - P. 31-34.
17. Rudakov A.I., Asadullin N.M., Suleymanov R.Z. Klassifikatsiya i analiz sposobov transportirovaniya poluzhidkikh kormovykh i navoznykh mass po trubam. [Classification and analysis of semi-liquid fodder and manure masses transporting methods through pipes]. - M., 1990. -P. 10. - Dep. v VNIITEIAgroprom 01.09.90 №262.
18. Uilkinson U.P. Nenyutonovskie zhidkosti. Gidromekhanika, peremeshivanie i teploobmen: Per s angl. [Non-Newtonian fluids. Hydromechanics, mixing and heat exchange: translated from English]. - M.: Mir, 1964. - P. 110.
19. Rudakov A.I., Asadullin N.M. Pulsating transportation of pseudoplastic liquids through pipes in animal husbandry. [Pulsiruyuschee transportirovanie psevdoplasticheskikh zhidkostey po trubam v zhivotnovodstve]. // Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - The Herald of Kazan State Agrarian University. - 2006. - №4. - P. 62-67.
20. Patent №2097606 MPK F04F5/04. Pulsiruyuschiy ezhektor. / A.I. Rudakov, N.M. Asadullin // Zayavleno 15.03.1994. Opubl 27.11.1997. (Patent №2097606 of the IPC F04F5/04. Pulsating ejector. // Declared 15.03.1994. Published 27.11.1997)
21. Patent №135273 RF, MPK B 02 C 2/02 Ustroystvo dlya ispytaniya truboprovodov s poluzhidkimi kormami. / Asadullin L.N., Markin O.Yu., Asadullin N.M., Markin Yu.S. // Zayavleno 12.03.2013; opubl. 10.12 2013. Byul. №34. (Patent №135273 of the Russian Federation, IPC B 02 C 2/02 Apparatus for testing pipelines with semi-liquid feeds. // Declared 12.03. 2013; Publ. 10.12.2013. Bul. №34).
