В настоящее время широкое распространение получил напорный способ транспортирования различных кормовых масс по трубам в животноводстве. Производственный опыт и исследовательские работы показали, что такой способ транспортирования наиболее экономичен, отличается простотой и высокой надежностью конструктивных элементов и дает возможность автоматизировать процесс транспортирования. Большое влияние на характеристику смесей при движении по трубам оказывают их реологические свойства. Эти характеристики существенно изменяются под действием вибрации. Поэтому в последнее время наряду с классической реологией интенсивно развивается вибрационная реология, изучающая закономерности изменения деформации при периодическом приложении сил. Основное отличие вибрационной реологии от традиционной при движении кормовых масс по трубам состоит в том, что все реологические тела упругие, вязкие и пластичные, рассматриваются как носители двух свойств своего основного и инерционного. Необходимость дополнения реологических свойств инерционными при исследовании задач вибрационной реологии обуславливается тем, что при периодическом воздействии инерционные нагрузки могут значительно превышать действующие силы тяжести, становясь соизмеримыми, а иногда и преобладающими над упругими, вязкими и пластичными напряжениями. Поэтому в статье рассмотрена взаимная связь инерционных и реологических свойств, при движении кормовых масс по трубам, под действием определенного гармонического колебания. Были получены зависимости деформации при периодическом нагружении в упругом, упругоинерционном, вязком, вязкоинерционном и пластичноинерционном теле, которые позволяют в дальнейшем получать среднее значение скоростей по времени из условии выбранного для расчетов гармонического колебания давления, а также величин потерь напора определяющихся обычно по известной формуле Дарси-Вейсбаха.
реология, вибрация, вязкость, жидкость, труба.
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. Асадуллин Н.М. Разработка технологии и обоснование параметров пульсирующего транспортирования влажных высоковязких кормосмесей по трубам в животноводстве: Дис… канд.техн.наук.-Казань,1995.-164с.
2. Патент №130037 РФ, МПК F 17 D 1/16 Трубопровод для транспортирования вязких полужидких кормовых смесей/ Асадуллин Л.Н., Маркин О.Ю., Асадуллин Н.М., Маркин Ю.С.// Заявлено 14.12.2012; опубл. 10.07 2013. Бюл. №19.
3. Патент №143992 РФ, МПК F 17 D 1/16 Трубопровод для транспортирования кормовых сред / Асадуллин Н.М., Асадуллин Л.Н.// Заявлено 21.02.2014; опубл. 10.08. 2014. Бюл. №22.
4. Патент №153891 РФ,МПК F17D1/16. Трубопровод для транспортирования кормовых смесей/ Асадуллин Н.М., Асадуллин Л.Н.// Заявлено 06.10.2014; опубл. 10.08.2015. Бюл. №22.
5. Асадуллин Н.М., Асадуллин Л.Н. Нестационарное транспортирование вязких несжимаемых полужидких смесей по трубам // Вестник Казанского ГАУ.- 2014.-№4. -С.72-77.
6. Асадуллин Л.Н., Маркин О.Ю., Асадуллин Н.М. Обоснование параметров движения кормовых масс по трубам.// Аграрная наука 21 века. Актуальное исследования и перспективы/ материалы международной научно-практической конференции. - Казань: Издательство Казанского ГАУ, 2015.-С.31-34.
7. Рудаков А.И., Асадуллин Н.М. Классификация кормовых и навозных полужидких сред применительно к гидромеханике неньютоновских жидкостей.-М.,1991.-12с.-Деп. в ВНИИТЭИАгропром, 09.02.91. №494.
8. Рудаков А.И., Асадуллин Н.М., Сулейманов Р.З. Классификация и анализ способов транспортирования полужидких кормовых и навозных масс по трубам. - М.,1990.-10 с.- Деп. в ВНИИТЭИАгропром 01.09.90 №262.
9. Уилкинсон У.П. Неньютоновские жидкости. Гидромеханика, перемешивание и теплообмен: Пер с англ. - М.: Мир, 1964. - 110 с.
10. Рудаков А.И., Асадуллин Н.М. Пульсирующее транспортирование псевдопластических жидкостей по трубам в животноводстве // Вестник Казанского ГАУ.-2006.-№4.- С.62-67.
11. Патент №2097606 МПК F04F5/04. Пульсирующий эжектор / А.И.Рудаков, Н.М. Асадуллин // Заявлено 15.03.1994. Опубл 27.11.1997.
12. Патент №135273 РФ, МПК B 02 C 2/02 Устройство для испытания трубопроводов с полужидкими кормами / Асадуллин Л.Н., Маркин О.Ю., Асадуллин Н.М., Маркин Ю.С.// Заявлено 12.03.2013; опубл. 10.12 2013. Бюл. №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).
