Разработка и исследование устройства для непрерывного контроля влажности сыпучих материалов
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность и востребованность темы диссертации (PhD). В мире во всех сферах промышленного производства и управления экономикой на современном этапе научно-технического прогресса особое внимание уделяется модернизации и разработке измерительных приборов, контролирующих качественные параметры продукции. В крупных промышленных предприятиях развитых стран, выпускающих зерновую продукцию, большое значение уделяют производству интеллектуальных контрольно-измерительных приборов, в связи с этим особой задачей является производство интеллектуальных измерительных приборов (влагомеров), контролирующих влажность зерновых материалов.
В мире производство зерна неразрывно связано с улучшением его качества, одним из главных показателей которого является влажность. Она определяет сроки начала уборки, режимы обмолота и сушки. Исследования показали, что увеличение влажности до (20-21) % приводит к потере (1...1,5) % всхожести, самосогреванию и порче зерна при хранении.
О Г Л А В Л Е Н И Е
Введение 4
ГЛАВА-1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ КОНТРОЛЯ ВЛАЖНОСТИ ЗЕРНА И ЗЕРНОВЫХ ПРОДУКТОВ................................................................................ 13
§ 1.1 Общие вопросы контроля влажности зерна и зерновых продуктов....................................................................................... 13
1.1.1 Величины, характеризующие содержание влаги в сыпучих материалах..................................................................................... 18
1.1.2 Влияние влаги на физические свойства зерновых продуктов. 23
§1.2 Требования к влагомерам зерна и зерновых продуктов........ 28
§1.3 Анализ основных методов измерения влажности.................... 34
§1.4 Электрофизические характеристики зерна и зерновых продуктов..................................................................................... 49
§1.5 Обоснование выбора и перспектив усовершенствования метода и типа преобразователей для непрерывного контроля влажности сыпучих материалов……………………………….
ГЛАВА-2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ЕМКОСТНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ВЛАЖНОСТИ ЗЕРНА И ЗЕРНОВЫХ ПРОДУКТОВ................................................... 59
§ 2.1 Физические и математические модели емкостных преобразователей влажности зерна и зерновых продуктов в
системе автоматического контроля............................................ 59
§ 2.2 Общая методика расчета емкостных преобразователей для измерения влажности зерновых материалов и продуктов....... 61
§ 2.3 Выбор и разработка измерительной схемы емкостного
преобразователя влажности зерна и зерновых продуктов...... 70
Выводы по второй главе.................................................................................. 79
ГЛАВА-3. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЕМКОСТНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ВЛАЖНОСТИ ЗЕРНА И ЗЕРНОВЫХ ПРОДУКТОВ................................... 80
§ 3.1 Общие вопросы основных характеристик емкостных преобразователей влажности зерна и зерновых продуктов.... 80
§ 3.2 Исследования основных характеристик емкостных преобразователей влажности зерна........................................... 82
§ 3.3 Расчет основной и дополнительной погрешности измерений
и прибора для влажности зерна и зернопродуктов.................. 84
§ 3.4 Результаты экспериментального исследования преобразователя влажности зерна................... 91
Выводы по третьей главе.............................................................................. 95
ГЛАВА-4. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ И ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ НЕПРЕРЫВНОГО КОНТРОЛЯ ВЛАЖНОСТИ ЗЕРНОВЫХ ПРОДУКТОВ..................................................... 96
§ 4.1 Анализ объектов контроля влажности зерновых продуктов.. 96
§ 4.2 Определение влажности хлебобулочных изделий стандартным методом................................................................ 103
§ 4.3 Разработка структурной схемы и конструкции устройства поточного контроля влажности хлебобулочных изделий..... 105
§ 4.4 Технические требования к разрабатываемому устройству измерения влажности зерна и зерновых продуктов............... 107
§ 4.5 Разработка конструкции датчика-кюветы и корпуса измерительного устройства...................................................... 109
§ 4.6 Алгоритм работы устройства контроля влажности зерна 114
Выводы по четвертой главе ............................................................................ 117
Заключение........................................................................................................ 118
Список использованной литературы............................................................... 120
Приложения......................................................................................................... 134
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Указ Президента Республики Узбекистан Ш.М. Мирзиёева «Об утверждении стратегии развития сельского хозяйства Республики Узбекистан на 2020-2030 годы УП-5853 от 23 октября 2019 года.
2. Указ Президента Республики Узбекистан Ш.М. Мирзиёева «О стратегии действий по дальнейшему Развитию Республики Узбекистан» УП-4947 от 7 февраля 2017 года.
3. Кострикина И.А. Методы и средства измерений электрических параметров материалов для оценивания влажности - Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. -Пенза.-2004 -140 с.
4. Кулуев Р.Р., Матякубова П.Р. Разработка прибора контроля влажности сыпучих и жидких материалов на основе емкостного метода // Приборостроение-2019. Материалы 12-й международной научно-технической конференции 13-15 ноября 2019 года. БНТУ, Минск, Республика Беларусь, 2019. – С. 181-183.
5. Багчи Б. Биологическая вода. В воде в биологических и химических процессах: от структуры и динамики к функции (Cambridge Molecular Science, стр. 81-96). Кембридж: Издательство Кембриджского университета. DOI: 10.1017 / CBO9781139583947.009, 2013.
6. Сюрдо А.И., Бирюков Д.Ю. Физические основы измерений. Учебное пособие. - Екатеринбург: УрФУ, 2013. - 143 с.
7. Гусев Ю.А. Основы диэлектрической спектроскопии. Казань: КГУ, 2008, - 112 с.
8. Богданов К.Ю., «Физика-11» под ред. К.Ю. Богданова, учебник фиксированного формата по физике для 11-го класса, Изд-во Просвещение, Москва, 2010.
9. Смагин А. А Интеллектуальные информационные системы: учебное пособие / А. А. Смагин, С. В. Липатова, А. С. Мельниченко. - Ульяновск: УлГУ, 2010. – 136 с.
10. Кулуев Р.Р., П.М.Матякубова Современные инновационные в технологии хранения и переработки зернопродуктов // Фан ва техника тараққиётида интеллектуал ёшларнинг ўрни. Ёшларнинг Республика илмий-техникавий анжумани. Тошкент, 2020. – С. 54-57.
11. Митчелл, Дж. Акваметрия / Дж. Митчел, Д. Смит. - М.: Химия, 1980. - 600 с.
12. Берлинер, М. А. Измерения вла
Пределы измерений радиоактивных методов измерения влажности твердых материалов от абсолютно сухого до полного насыщения погрешность измерения влажности составляет ± (1,5 – 2) % .
Общими достоинствами рассматриваемой группы методов является неконтактный способ измерения. Метод позволяет определять влажность материала без нарушения его структуры и без отбора проб; имеет высокое быстродействие (измерение можно считать практически безинерционным).
Недостатки: для применения радиоактивных методов необходима сложная аппаратура. На результат измерения влажности существенно влияет плотность материала. Это обстоятельство усложняет применение радиоактивного метода, так как у большинства капиллярно-пористых материалов процессы сушки и увлажнения сопровождаются усадкой или набуханием материала, т. е. изменением его плотности.