DOI: https://doi.org/10.32515/2414-3820.2018.48.189-197

Analysis of the Feed Mix in the Hopper of the Feed Preparation Unit

Vasyl Khmelovskyi

About the Authors

Vasyl Khmelovskyi, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: viktor.deikyn@gmail.com

Abstract

The purpose of the article is to detect the position of the OZ axis of a point source of permeation of the feed mixture, which affects the effectiveness of the mixing of feed components and ensures the avoidance of stagnant zones in the hopper of the feed preparation unit. The movement of the feed mixture in the hopper of the feed preparation unit provides a screw working organ in cylindrical coordinates (r, φ, z) with an axis z along the vector Ω of the angular velocity of the feed mixture. When the fodder mixture comes from a spiral of a screw in a super-spiral space, a wave forms. Depending on the geometric parameters of the bunker and the screw working organ, the wave formed promotes the effective mixing of feed components and the formation of a homogeneous mixture. The article describes the results of research on the movement of the feed mixture in the hopper of the feed preparation unit. The theoretical analysis has made it possible to establish that, provided ω <2Ω on the axis of OZ, the influence of the point source of perturbation of pressure p’ extends in this case throughout the volume of the feed mixture, and the effect decreases in the distance from the source of perturbation by the power law. The studies allowed to obtain angular dependences between the wave vector and the vector , which makes it possible to ensure consistent mixing of feed components inside the bunker A peculiar type of internal waves propagates in a feed mixture that is evenly rotated. (In this case we consider the feed mixture to be non-compressible, ie, its density ρ is constant in time and space). The origin of these waves is due to the emergence of Coriolis forces and constant feeding of the feed mixture with a screw. On the basis of the research it was succeeded to establish the following. Assuming that ω <2Ω on the OZ axis, the influence of the point source of perturbation (pressure p’) extends in this case throughout the volume of the feed mixture, with the effect decreasing in the distance from the source of perturbation by the power law. To ensure effective mixing of feed components and avoidance of stagnant zones, the angle 2θ should be within the range of 12-19o.

Keywords

feed preparation unit, mixing rotor, feed mixture, wave vector, efficient mixing

Full Text:

PDF

References

1. Revenko, I.I. et al. (2018). Mashyny ta obladnannya dlya tvarynnycztva. [Machines and equipment for livestock breeding]. Kyiv: TOV «CzP Kompry`nt» [in Ukrainian].

2. Revenko. I.I. et al. (2017). Mashyny ta obladnannya dlya tvarynnycztva. [Machines and equipment for livestock breeding]. Nizhyn: PP Lysenko M.M. [in Ukrainian].

3. Khmelovskyi, V. (2018). Study of process of cooking a high-energy feed mixtures for cattle. TEKA. An International Quarterly Journal on Motorization, Vehicle Operation, Energy Efficiency and Mechanical Engineering. Lublin–Rzeszów, Vol. 18, 1, 39-43. [in Poland].

4. Novitskyi, A.V., Novytskyi, Y.A. (2017). Klasyfikaciya robochyx organiv typu «nizh» zasobiv dlya prygotuvannya i rozdavannya kormiv [Classification of working tools of the "knife type" for the preparation and distribution of feed]. Naukovyj visnyk Nacionalnogo universytetu bioresursiv i pryrodokorystuvannya Ukrayiny. Seriya: Texnika ta energetyka APK. - Scientific Bulletin of the National University of Bioresources and Nature Management of Ukraine. Series: Engineering and Power Engineering of Agroindustrial Complex, Vol. 262, 287-296. [in Ukrainian].

5. Novitskyi, A.V., Novytskyi, Y.A. (2017). Texnichna ocinka spozhyvchyx yakostej silskogospodarskoyi texniky [Technical evaluation of consumer qualities of agricultural machinery]. Naukovyj visnyk Nacionalnogo universytetu bioresursiv i pryrodokorystuvannya Ukrayiny. Seriya: Texnika ta energety`ka APK. - Scientific Bulletin of the National University of Bioresources and Nature Management of Ukraine. Series: Engineering and Power Engineering of Agroindustrial Complex, Vol. 264, 293-303. [in Ukrainian].

6. Novitskyi, A.V. (2016) Doslidzhennya dynamiky zminy pokaznykiv nadijnosti zasobiv dlya prygotuvannya i rozdachi kormiv [Investigation of the dynamics of changes in the reliability indicators of means for the preparation and distribution of feeds]. Naukovyj visnyk Nacionalnogo universytetu bioresursiv i pryrodokorystuvannya Ukrayiny. Seriya: texnika ta energetyka APK. - Scientific Bulletin of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine. Series: engineering and power engineering of agroindustrial complex, Vol. 241, part 1, 334-338. [in Ukrainian].

7. Khmelovskyi, V.S. (2013). Perspektyvni texnologichni rishennya pidgotovky kormiv dlya zgodovuvannya rogatij xudobi [Promising technological solutions for the preparation of feed for feeding cattle]. Naukovyj visnyk Nacionalnogo universytetu bioresursiv i pryrodokorystuvannya Ukrayiny. Seriya: texnika ta energetyka APK. - Scientific herald of the National University of Bioresources and Nature Management of Ukraine. Series: engineering and power engineering of agroindustrial complex, Vol. 185, part 2, 390-394. [in Ukrainian].

8. Khmelovskyi, V.S., Achkevich, O.M. (2017). Doslidzhennya procesu prygotuvannya vysokoenergetychnoyi kormovoyi sumishi dlya VRX. [Investigation of the process of preparation of a high-energy feed mixture for cattle]. Naukovyj visnyk Nacionalnogo universytetu bioresursiv i pryrodokorystuvannya Ukrayiny. Seriya: texnika ta energety`ka APK. - Scientific herald of the National University of Bioresources and Nature Management of Ukraine. Series: engineering and power engineering of agroindustrial complex, Vol. 262, 304-314. [in Ukrainian].

9. Bazuyev, V.P, Matvienko, O.V, Dulzon, N.K., Smirnova, N.G., Agafonova, M.V. (2014). Chyslennoe yssledovanye strukturы techenyya y teploobmena pryzakruchenom techenyy bytumno-dyspersnыx system v cylyndrycheskyx kanalax [A numerical study of the structure of flow and heat exchange under the twisted flow of bitumen-disperse systems in cylindrical channels]. Vestny`k Tomskogo gos. arxyt. – stroyt. un-ta. – Vestnik Tomsk state archit - builds Un-that, 2, 80 - 93. [in Russian]

10. Matvienko, O.V, Bazuev, V.P, Yuzhanova, N.K. (2014). Matematycheskoe modelyrovanye techenyya zakruchenogo potoka psevdoplastycheskoj zhydkosty v cylyndrycheskom kanale [Mathematical modeling of the flow of a twisted flow of a pseudoplasty liquid in a cylindrical channe]. Ynzhenerno-fyzycheskyj zhurnal. – Engineering-Physical Journal, Vol. 87, 1, 192 - 199. [in Russian]

11. Nogin, N.V. (2013.) Peryodycheskoe dvyzhenye vyazkoj neszhymaemoj zhydkosty po neogranychennoj cylyndrycheskoj trube [Periodic motion of a viscous incompressible fluid in an unlimited cylindrical tube]. Visnyk NTU «XPI». – Bulletin of the NTU "KhPI", 16, 182-186. [in Ukrainian].

12. Matvienko, O.V, Bazuev, V.P, Turkasova, N.G., Baigulova, A.I. (2013). Yssledovanye processa modyfykacyy bytuma v ynzhektornom smesytele [Research of the process of modification of bitumen in an injector mixer]. Vestnyk Tomskogo gos. arxyt. – stroyt. un-ta. – Vestnik Tomskogo gos. archit - builds Un-that. 3, 202 - 213. [in Russian]

13. Matvienko, O.V., Bazuev, V.P., Dulzon, N.K. (2014). Matematycheskoe modelyrovanye techenyya zakruchenogo potoka dylatantnoj zhydkosty v cylyndrycheskom kanale [Mathematical modeling of the flow of a twisted flow of a dilatant fluid in a cylindrical channel] Ynzhenerno-fyzycheskyj zhurnal. – Engineering-Physical Journal. Vol. 87, 1, 192 - 199. [in Russian]

GOST Style Citations

  1. Машини та обладнання для тваринництва / Ревенко І.І. та ін. Київ: ТОВ «ЦП Компринт», 2018. 567 с.
  2. Машини і обладнання для тваринництва / Ревенко І.І. та ін. Ніжин: ПП Лисенко М.М., 2017. 304 с.
  3. Vasyl Khmelovskyi, Study of process of cooking a high-energy feed mixtures for cattle. TEKA. An International Quarterly Journalon Motorization, Vehicle Operation, Energy Efficiency and Mechanical Engineering. Lublin–Rzeszów, 2018. Vol. 18. No 1. P. 39-43.
  4. Новицький А.В., Новицький Ю.А. Класифікація робочих органів типу «ніж» засобів для приготування і роздавання кормів. Науковий вісник Національного університету біоресурсів і природокористування України. Серія: Техніка та енергетика АПК. Київ, 2017. Вип. 262 (2017). С. 287-296.
  5. Новицький А.В., Новицький Ю.А. Технічна оцінка споживчих якостей сільськогосподарської техніки.Науковий вісник Національного університету біоресурсів і природокористування України. Серія: Техніка та енергетика АПК. Київ, 2017. Вип. 264 ( 2017). С. 293–303.
  6. Новицький А.В. Дослідження динаміки зміни показників надійності засобів для приготування і роздачі кормів. Науковий вісник Національного університету біоресурсів і природокористування України. Серія: техніка та енергетика АПК. Київ, 2016. Вип. 241, ч. 1. С. 334-338.
  7. Хмельовський В. С. Перспективні технологічні рішення підготовки кормів для згодовування рогатій худобі. Науковий вісник Національного університету біоресурсів і природокористування України. Серія: техніка та енергетика АПК. Київ, 2013. Вип. 185, ч. 2. С. 390-394.
  8. Хмельовський В. С., Ачкевич О. М. Дослідження процесу приготування високоенергетичної кормової суміші для ВРХ. НауковийвісникНаціональногоуніверситету біоресурсів і природокористування України. Серія: техніка та енергетика АПК. Київ, 2017. Вип. 262. С. 304-314.
  9. Численное исследование структуры течения и теплообмена при закрученом течении битумно-дисперсных систем в цилиндрических каналах / Базуев В. П. и др. Вестник Томского гос. архит. – строит.ун-та, 2014. № 2. С. 80–93.
  10. Матвиенко О. В., Базуев В. П., Южанова Н. К. Математическое моделирование течения закрученого потока псевдопластической жидкости в цилиндрическом канале. Инженерно-физический журнал, 2014. Т. 87, № 1. С. 192-199.
  11. Ногин Н.В. Периодическое движение вязкой несжимаемой жидкости по неограниченной цилиндрической трубе. Вісник НТУ «ХПІ». Харків, 2013. № 16 (989). С. 182-186.
  12. Матвиенко О. В., Базуев В. П., Туркасова Н. Г., Байгулова А. И. Исследование процесса модификации битума в инжекторном смесителе. Вестник Томского гос. архит. – строит.ун-та, 2013. № 3. С. 202–213.
  13. Матвиенко О. В., Базуев В. П., Дульзон Н. К. Математическое моделирование течения закрученого потока дилатантной жидкости в цилиндрическом канале. Инженерно-физический журнал, 2014.Т. 87, № 1. С. 192-199.
Copyright (c) 2018 Vasyl Khmelovskyi