Инженерные методы обеспечения качества молока
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
На правах рукописи
УШАКОВ
Юрий Андреевич
ИНЖЕНЕРНЫЕ МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА МОЛОКА
Специальность: 05.20.01 – Технологии и средства
механизации сельского хозяйства
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук
Оренбург – 2011
Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет»
Научный консультант: заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Л.П. Карташов
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор З.В. Макаровская доктор технических наук, профессор А.П. Иванова доктор технических наук, профессор В.В. Кирсанов
Ведущая организация: НПП «Фемакс», г. Москва
Защита состоится 10 ноября 2011г. в 1000 часов на заседании диссерта ционного совета Д 220.051.02 в ФГОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет» по адресу: 460795, ГПС, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, 18.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте http://www.orensau.ru ФГОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет».
Автореферат разослан « _ » 2011 г.
Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, доцент В.А. Шахов
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
По данным министерства сельского хозяйства РФ в 2008 году в целом по стране от общей массы молока, сдаваемого сельскохозяйственными предпри ятиями на переработку, принято высшим сортом - 5%, первым - 88%, вторым и не сортовым более 7%, в результате чего хозяйства недополучили значительную часть прибыли.
Производство молока на малых и крупных фермах связано с большим расходом электроэнергии, труда и средств. Доильное оборудование необходимо мыть и дезинфицировать после каждого использования, поэтому очень важно сократить время проведения этих операций, сохранив их эффективность, снизив расход электроэнергии, воды и моющих средств. Экономически целесообразно использовать современные моюще-дезинфицирующие средства, установив для них обоснованные режимы санитарной обработки доильного оборудования в условиях конкретной фермы, конкретного исполнения доильной установки.
Анализ научных работ отечественных и зарубежных исследователей пока зал, что, несмотря на достаточно высокий технический уровень современных фермских молочных линий, показатели качества перекачиваемого молока не все гда удовлетворительны, из-за механических воздействий со стороны внутренних поверхностей деталей молочной линии на молоко. Эти воздействия приводят к возникновению завихрений движущегося потока, с гомогенизирующим эффек том, и как следствие происходит деформация жировых шариков молока и по вреждение их оболочек. В результате в молоке образуются масляные зерна и комки жира, которые оседают на внутренних поверхностях коммуникаций, за держиваются фильтрами и при промывке безвозвратно теряются.
После частичной гомогенизации остается дестабилизированный жир, ко торый отстаивается и сбивается в масло, при хранении в последующих емкостях.
Такое молоко за небольшое время приобретает прогорклый и горький вкус, а вместе с ним и вырабатываемая из него продукция. Такой вкус нельзя устранить никакими технологическими приемами. Кроме этого воздух, засасываемый в молочные коммуникации, является источником бактерицидного обсеменения молока, за счет окисления белковых оболочек жировых частиц.
При механизированном доении более 90% микробных и механических за грязнений формируется за счт плохо промытых доильных аппаратов и молоко проводов.
Цель исследования. Совершенствование технологии и технических средств машинного доения коров с целью повышения эффективности их функ ционирования для сохранения качества молока.
Для достижения цели работы поставлены следующие задачи:
• Обобщить результаты научных исследований и дать оценку состоянию процесса доения коров;
провести системный анализ и общее методоло гическое описание процессов в молокопроводной линии доильных уста новок с точки зрения их влияния на качество молока.
• Теоретически обосновать направление совершенствования элементов доильной установки (форма деталей, соприкасающихся с молоком должна обеспечивать сохранение его качества, а при циркуляционной промывке – быстрое и полное удаление с деталей загрязнений). По строение физико-математических моделей течений с учетом особенно стей проточных частей доильных установок и определение их гидроди намических характеристик.
• Повысить эффективность контроля чистоты внутренних поверхностей доильной установки, стабильности гидродинамических параметров мо локовоздушной смеси и моющего раствора (оптимизировать систему контроля, разработать элементную базу).
• Разработать: стенды для моделирования взаимодействия молока (мою щего раствора) с внутренними поверхностями деталей доильной уста новки при различных гидродинамических режимах, испытания элемен тов доильных установок;
генераторы переменного расхода воздуха с за данными вероятностными характеристиками для моделирования турбу лентных потоков и испытания контрольно-измерительного оборудова ния.
• Разработать алгоритмы расчета гидродинамических характери стик проточных частей доильного оборудования, реализовать алгорит мов расчета гидродинамических характеристик проточных частей в виде программных модулей.
• Разработать частные методики: определения импирических коэффици ентов для уточнения математических моделей турбулентностей и техни ческие средства для их реализации;
лабораторных и производственных иследований.
• Провести лабораторные испытания, производственную проверку и ис пытания предложенных технических решений, определить их экономи ческую эффективность и реализовать полученную научно-техническую продукцию потребителям.
Объект исследования. Гидродинамические процессы взаимодействия молока, воздуха, молочно-воздушной смеси и моющего раствора с внутренними поверхностями деталей доильных установок.
Предмет исследования. Закономерности: образования загрязнений на по верхностях деталей доильных установок, удаления загрязнений с поверхностей деталей доильных установок, влияния воздействия поверхностей этих деталей на качество молока.
Рабочая гипотеза исследования. Согласование процессов образования и удаления загрязнений на поверхностях деталей доильной установки взаимодей ствующих с молоком и моющим раствором на этапе проектирования, совершен ствование системы контроля параметров этих процессов при доении и промыв ке, обеспечение возможности управляемого механического воздействия деталей на молоко снижают энергомкость доения и промывки, повышают качество по лучаемого молока.
Методика исследований. Методы исследований диссертационной рабо ты опираются на современные информационные технологии, включающие адек ватные физико-математические модели изучаемых явлений (трехмерные уравне ния Навье-Стокса), эффективные вычислительны алгоритмы (метод конечных объемов, метод конечных элементов), принципы создания проблемно ориентированных программных комплексов. Для расчета динамики образования и удаления загрязнений применялся метод контрольного объема при решении уравнений двухфазной гидродинамики в областях сложной формы. Модель взаимодействия жировых шариков молока с поверхностью лопасти рабочего ко леса получена с использованием струйной теории Эйлера, элементарной теории радиальных вентиляторов В.П. Горячкина и теории рабочего процесса дискового аппарата. При создании методики расчета конструктивно-эксплуатационных па раметров центробежного насоса использовалась теоретическая схема элементар ного представления о кинематике потока в колесе, с поправкой Пфлейдерера на теоретический напор, с учетом конечного числа лопастей. Реализация этапов вычислительного эксперимента для параметрического синтеза центробежного молочного насоса проводилась на основании общепринятой методологии про граммирования. Экспериментальные исследования проводились по разработан ным частным методикам испытаний. Расчет и анализ параметров процесса осу ществлялся с использованием теории математической обработки данных, плани рования многофакторных экспериментов. В работе использовались фото- и ви деосъемка, люминоскопа «Филин», тепловизор и фотоколориметр КФК-2, при менялись программно-технические средства.
Научная новизна работы.
- Определены современные тенденции с оценкой развития эффективных технологий и технических средств, обеспечивающих качество молока.
- Разработан комплекс математических моделей для численного модели рования взаимодействия гидродинамических потоков с проточными частями доильных установок и критерии для оценки этих взаимодействий.
- Подтверждена выдвинутая в работе гипотеза о необходимости: согласо вания процессов образования и удаления загрязнений на поверхностях деталей доильной установки взаимодействующих с молоком и моющим раствором для определения форм этих поверхностей на этапе проектирования;
совершенство вания системы контроля параметров процесса доения и промывки для обеспече ния стабильности их протекания;
обеспечения возможности управляемого меха нического взаимодействия деталей с молоком и моющим раствором.
- Определены коэффициенты модели турбулентностей, поправочные ко эффициенты модели гидродинамического потока, предложены частные методики и технические средства для их получения.
Практическая ценность работы.
- Разработанные методы и алгоритмы расчета гидродинамических харак теристик проточных элементов доильных установок могут быть использованы при решении новых научно-исследовательских, инженерных и проектных задач.
Разработанные программные модули позволяют без проведения дорогостоящих экспериментов получать интегральные и локальные гидродинамические характе ристики.
- Конструкция: стендов для испытания элементов и изучения гидродина мических процессов в проточных частях доильных установок;
устройства для заполнения молочного насоса;
устройства для исследования воздействия насоса доильной установки на молоко;
установки для определения динамического ко эффициента модели движения частицы жидкости, установки для определения нормального усилия от поверхности проточной части оборудования.
- Программные средства для расчета технико-экономических показателей молочного насоса и проектирования формы лопасти рабочего колеса.
- Результаты экспериментальных исследований гидродинамических про цессов в проточных элементах доильных установок.
На защиту выносятся:
- концептуальные основы разработки методик, технологических режимов и средств новой техники для обеспечения качества молока;
- математические модели для численного моделирования гидродинамиче ских потоков в проточных элементах доильных установок, позволяющие проек тировать оптимальные формы;
- новые технико-технологические решения, обеспечивающие повышение качества молока, снижение расхода электроэнергии, воды и моющих средств;
- новые технические решения и программные средства для исследования взаимодействия молоквоздушной смеси и моющего раствора с поверхностями деталей доильных установок.
Достоверность научных положений выводов и рекомендаций под тверждена результатами экспериментальных исследований, проведенных в лабо раторных (кафедра «Механизация животноводства» Оренбургского ГАУ, ГНУ ВИЭСХ, ОНЦ УрОРАН) и производственных (МТФ с. Новотроицкое, Октябрь ского района, ЗАО Нива, СПК «им. Юдина» и ПСК «Приуральский» Орен бургского района) условиях;
а также соответствием приведенных результатов данным, полученными другими авторами. Достоверность подтверждается также воспроизводимостью результатов в пределах точности эксперимента, согласием результатов проведенных экспериментов с данными независимых опытов в диа пазоне совпадения параметров, а также удовлетворительным согласием с расче тами по моделям, основанным на фундаментальных уравнениях механики жид костей.
Апробация работы. Отдельные разделы и материалы диссертационной работы были доложены и одобрены на научно-технических конференциях Орен бургского ГАУ (1983…2011гг.);
на III Всесоюзной межвузовской конференции «Робототехнические системы» (Челябинск, 1983 г.);
на расширенном заседании отдела механизации и автоматизации животноводческих ферм СИБИМЭ (Ново сибирск, 1986,1987 гг.);
на научной конференции Челябинского ордена Трудово го Красного Знамени института механизации и электрификации сельского хозяй ства (Челябинск, 1985 г.);
на VI Всесоюзном симпозиуме по машинному доению сельскохозяйственных животных (Таллин, 1983 г.);
на техническом совещании ПО «Кургансельмаш» (Курган, 1987 г.);
на VI, V111, IX, X,, XIV, XV меж дународных симпозиумах по вопросам машинного доения сельскохозяйственных животных (Таллин, 1983;
Оренбург, 1995, 1997;
Москва, 2002;
Гомель, Белорус сия, 2006 г.;
Углич, Россия, 2008г.;
Брацлав, Украина, 2010 г.);
на научно технической конференции по методам и техническим средствам, применяемых при испытаниях сельскохозяйственной техники (Москва, АгроНИИТЭИИТО, 1988 г.);
на IV научно-практической конференции «Научно-технический про гресс в инженерной сфере АПК» отделения механизации, электрификации и ав томатизации Российской академии сельскохозяйственных наук, Главного управ ления механизации и электрификации Министерства сельского хозяйства и про довольствия Российской Федерации и Главного управления по развитию сель скохозяйственного и тракторного машиностроения Комитета Российской Феде рации по машиностроению (Москва, ГОСНИТИ, 1995 г.);
на II Международной конференции «Интеркультурные коммуникации» технического университета Chemnitz-Zwickau, совместного российско-германского предприятия «Оверис Урал» (Оренбург-Кемниц-Ансбах – 1996 г.);
на Х, ХI, XII международных науч но-практических конференциях (ГНУ ВНИИМЖ, Москва, 2007, 2008, 2009 гг.);
на международном научном конгрессе студентов, аспирантов и молодых ученых YSTM’96 (Симпозиум «Науки в области техносферы» - Москва, 28 января – февраля 1996 г.). Фрагменты диссертации включены в проект, утвержденный Российским фондом фундаментальных исследований и Правительством Орен бургской области (заявка № 08-08-99119-Р-ОФИ). Часть работы выполнена в рамках темы: «Изучение кинематической устойчивости жидкодиспрсных систем в условиях контактных взаимодействий с твердыми телами различной кривиз ны» и включена в НИОКР Отдела биотехнических систем Оренбургского науч ного центра УрО РАН на 2009-2011 гг. (номер госрегистрации 01200952374).
Теоретические исследования с технической реализацией результатов удостоены диплома лауреата областной выставки научно-исследовательских работ админи страцией Оренбургской области (1995 г.), отмечены серебряной и бронзовой ме далями ВВЦ (г. Москва). Разработка «Универсальный стенд для исследования пробкового движения молока в трубопроводе» включена в каталог IV Россий ского Форума «Российским инновациям – российский капитал», IX Ярмарки бизнес-ангелов и инноваторов (стр. 88-89, 2011 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 53 работы (в том числе четырнадцать статей опубликованы в рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ, а 22 работы опубликованы в других научнотехниче ских изданиях). Новизна технических решений защищена пятнадцатью патента ми на изобретения и двумя свидетельствами об официальной государственной регистрации программы для ЭВМ РОСПАТЕНТа.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, списка использованной литературы из 215 наименований, из них на иностранном языке. Работа изложена на 285 страницах машинописного тек ста, включая список литературы, содержит 92 рисунка, 17 таблиц и приложения.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Введение содержит обоснование актуальности выбранной темы, сформу лированы цель, научная новизна и практическая ценность исследований, изло жены основные положения, выносимые на защиту.
В первой главе «СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕ ЧЕНИЯ КАЧЕСТВА МОЛОКА» освещены современные требования к качеству молока, динамика изменения качества молока и влияние на него чистоты доиль ного оборудования, в частности отмечено, что из вымени здоровых коров молоко выходит практически стерильным, а по мере движения по молочной линии про исходит увеличение бактериологической обсемененности (рис.1). Кроме этого, при проведении Рис. 1. Примерная динамика бактериальной обсемененности в молочной линии доильной установки (1 и 2 - при нормальном и неудовлетворительном состоянии молочной линии).
зоотехнических исследований процесса движения молоковоздушной смеси через узлы и детали доильной установки, выявлено, что общие потери жира молока в доильной установке колеблются от 0,13 до 0,19%, причем потери жира при транспортировке по молокопроводу составляют 0,06-0,08%, через молочный насос – 0,06-0,1%, прочие – менее 0,01%. Приведены существующие способы контроля ка чества промывки.
Большой вклад в теорию и практику проблемы очистки доильного обору дования и сохранения качества молока внесли следующие ученые: М.В. Бара новский, Ю.И. Беляевский, В.И. Березуцкий,, А.Е. Брагина, Г.П. Дегтерев, Б.А.
Доронин, А.М. Жмырко, Ю.П. Золотин, В.Г. Мохнаткин, А.Б. Кузьмин, П.А. Ку рунин, Л.П. Карташов, Дж. Кэмпбэл, В.В. Кирсанов, Ю.А. Цой, Карл Пфлейде рер, А.И. Пунько А. Тепел, А.И. Фененко, С.В. Харьков, В.Н. Шулятьев R.S.
Gates, R. Sagi, R.W. Guest, D.J. Reinemann и др..
Анализ литературы показал, что на поверхности доильно-молочного обо рудования в течение короткого промежутка времени скапливается остатки моло ка и прочие загрязнения, которые служат питательной и защитной средой для развития микроорганизмов. При некачественной очистке оборудования это при водит к загрязнению получаемого молока и снижению его качества.
Наиболее важной операцией по уходу за доильной аппаратурой и мо лочным оборудованием является его промывка. Основная задача промывки до ильного оборудования — удаление с его внутренней поверхности, соприка сающейся с молоком, различного рода загрязнений (молочных остатков, грязи, бактериальных скоплений и других частиц веществ). Причем, молочная пленка и жир являются не только благоприятной средой для быстрого размножения бак терий, но и причиной преждевременного износа резиновых деталей.
В случае недостаточно тщательного соблюдения режима санитарной об работки или выбора несоответствующего средства для нее в молокопроводящих путях в течение короткого периода времени происходит накопление молочных остатков, что создает благоприятную среду для размножения микроорганизмов и защищает от губительного действия на нее моюще-дезинфицирующих средств.
Эффективность промывки молочной линии зависит от комплексного воз действия температуры, скорости и продолжительности циркуляции моющего раствора, и его типа и концентрации. Анализ рекомендуемых значений техноло гических параметров показал, что при внедрении систем промывки с формиро ванием пробкового режима движения моющего раствора, они требуют уточне ния.
Таким образом, решение проблемы повышения санитарного качества мо лока требует доработки и совершенствования элементов системы технологиче ских и технических мероприятий по обслуживанию молочной линии доильной установки.
Вторая глава - «ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОДИНА МИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ПРОТОЧНЫХ ЧАСТЯХ ДОИЛЬНОЙ УСТА НОВКИ». Закон Ньютона может быть построен с помощью тензорной операции умножения, где внешняя сила F, определяется в абсолютной системе координат, а реакция W – в локальном базисе, связанном с элементарной деформируемой частицей молоковоздушной смеси или моющей жидкости (рис.2).
Тензорная масса жидкой частицы M реагирует на суммарное внешнее воз действие с учетом предыстории ее несвободных движений и внутренних дефор Рис. 2. Элементарная частица жидкости в гидродинамическом потоке.
маций, при этом исполняет роль аккумулятора энергии поступательного движе ния, учитывает инерционные свойства деформационного и вращательного дви жений.
Пространственное описание движения и взаимодействия частиц жидкости выполняется в расширенной тензорной нотации в абсолютной (Эйлеровой) и ло кальной системах координат. Последняя выступает естественным базисом кон кретной частицы жидкости, участвующей в свободном (Лагранжевом) движении по собственной траектории, и в которой определяются внутренние свойства этой частицы жидкости. Пространственно-временная картина движения и взаимодей ствия согласно основному принципу динамики может быть записана в виде dt m (t, ) dt d f (t ) (1) x m(t, ) m(t, x* (t )), вектор к кривой где f (t ) касательный - центр масс конфигурации тела массой М(), – плотность массы, r (t, b) x* (t ) M ( ) – конфигурация тела, x - координаты места, – скорость движения.
При этом под силой следует понимать результирующую силу е f f ( e, t ), действующую на тело со стороны его внешности, которая скла дывается из контактной (поверхностной) f с f ( e, t ) и массовой или объемной f f ( о, t ) составляющих f f с f, а внешность тела в виде объединения e е ое. Кинематическая граница состоит из одних и тех же точек тела и, е следовательно, множества во времени не меняются. Контактная сила явля и ое е ется непрерывной функцией площади поверхности конфигурации тела (замкну той кинематической границы).
Рассматриваемая вычислительная модель наделяет жидкость свойствами сжимаемости, вязкости и упругости (рис.3). Выделение диагонального тензора скорости позволяет получить тензор шарового сжатия с компонентами, опреде Рис. 3. Схема шарового сжатия, вращения и упругой деформации частицы ляющими давление, с учетом коэффициента динамического сжатия. Выделение кососимметричной части матрицы скорости, которая задает вращение одной крупной частицы относительно смежных получают тензор вязких напряжений.
Оставшийся симметричный тензор связывается с упругой деформацией.
Использование этой модели при проектировании проточных устройств доильных установок на требуемые параметры работы невозможно без надежного прогнозирования характеристик этих течений. Вследствие самой природы этих сред течения молоковоздушной смеси и моющей жидкости нередко происходят весьма сложным образом, с образованием нестационарных эффектов, застойных зон и вихревых структур. В данной работе не учитывалось образование скачков уплотнения и ударных волн при высоких скоростях движения частиц, наличие теплопереноса, течение с кавитацией, конденсацией и химическими реакциями.
Для замыкания этих уравнений исследовали различные модели турбу лентности, классификация которых приведена на рис.4.
Мoдели Турбуле нтностей ностей Ламинар k-epsilon k-omega Rey (2 ур-я) (2 ур-я) - nolds ный Stress режим (5 ур-й) Quadrat Linear Low RNG SST Stan- Reali- Stan ic Pres- Re dart sable dart Pressure sure Stress Strain Strain Omega Рис.4. Классификация моделей турбулентностей Для описания наиболее общего случа движения жидкой среды необхо димо использовать уравнения Навье – Стокса (2) и неразрывности (3):
u uj, (2) ui ui uj p i fi x j x i t x j x i x j uj 0. (3) t x j Здесь использована сокращенная запись уравнений, i, j = 1-3, предпола гается суммирование по одинаковым индексам, x1, x2, x3 – оси координат, t – вре мя. Член fi выражает действие массовых сил. В этой системе из 4 уравнений не зависимыми искомыми параметрами являются 3 компоненты скорости u1, u2, u3 и давление p. Плотность молока и моющего раствора полагается величиной по стоянной. Течение в молочном насосе рассматриваются в относительной системе отсчета, при этом член fi в правой части уравнений (2) выражает действие цен тробежных и кориолисовых сил:
fi 2 u r, (4) где – угловая скорость вращения;
r – радиус-вектор (модуль которого равен расстоянию от данной точки до оси вращения).
Для моделирования турбулентностей выбрали k – модель турбулент ности. Эта модель предполагает дополнение систем уравнений движения жидко сти 2 дифференциальными уравнениями, описывающими перенос соответствен но кинетической энергии турбулентности k и скорости диссипации k u k k P, (5) x j x j j k k t x j C P C 2, uj (6) x k 1 k t x j x j j t t ui где P – член, выражающий генерацию энергии k,,.
k uiu j k k x j ui k Параметры и t определяются следующим образом:,.
C t x j Константы k – модели, согласно рекомендациям исследователей и ре зультатам собственных экспериментов: С = 0.09, С 1 = 1.44, С 2 = 1.92, k = 1.0, = 1.3.
Vasquez S.A. для моделирования двухфазных течений, когда в потоке присутствуют дискретныех частицы, которые взаимодействуют с потоком основной фазы и друг с другом дискретно ввел уравнение (7).
d3 f dvf d3 f dvf dv p dv p d3 p d 3dCcor vf v p dt Fe 6 p f r mp vp dt 6 dt 12 dt. (7) Здесь mp – масса частицы, d – диаметр частицы, v – скорость, – динамическая вязкость вещества основной фазы, Ccor – его коэффициент вязкого сопротивления;
– угловая скорость вращения, r – радиус вектор (при рассмотрении движения в относительной системе отсчета). Индекс p относится к частице, индекс f – к веществу основной фазы.
Для простоты полагаеются, что частицы рассеянной фазы имеют шарооб разную форму. Силы, действующие на эту частицу, обусловлены разностью ско рости частицы и скорости потока основной фазы, а также вытеснением этой час тицей среды основной фазы.
Третья глава - «ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МОЛОКА С РАБОЧИМ КОЛЕСОМ МОЛОЧНОГО НАСОСА». Состоит из выбора реологи ческих параметров молока, математической модели взаимодействия лопасти рабочего колеса с молоком и расчета конструктивно-эксплуатационных парамет ров насоса доильной установки. В параграфе «Выбор реологических параметров молока» выяснено, что наибольшее механическое воздействие оказывается кон структивными параметрами рабочего колеса, на такие физико-химические свой ства молока, как плотность, вязкость и размер жировых частиц.
Реологические параметры определяли для молока обладающего ньюто новскими (градиент среза c 400 с-1) и неньютоновскими ( c 400 с-1) свойствами жидкости. Плотность молока, в условиях процесса перекачивания в доильной установке, главным образом, зависит от содержания в нем воздуха. Выражения для определения вязкости и градиента среза (скорости) найдены с помощью кри вых вязкости для сырого молока и молока подвергнутого неполной гомогениза ции (исследования А. Тепела).
Предлагаемая в параграфе «Математическая модель взаимодействия ло пасти рабочего колеса с молоком» модель основывается на струйной теории Эй лера и теории рабочего процесса дискового аппарата. При ее создании были приняты следующие допущения:
1) Линия действия результирующей силы P (главного вектора) от потока молока на жировую частицу направлена по касательной к рабочей поверхности лопасти, в плоскости перпендикулярной к оси вращения рабочего колеса;
2) Частота вращения n рабочего колеса неизменна в течении времени, при данном цикле работы насоса.
3) Сила нормального давления N со стороны рабочей поверхности лопа сти колеса на поток молока постоянна.
4) Время взаимодействия различных жировых частиц с лопастью подчи нено равномерному закону распределения.
После составления суммы проекций всех внешних сил, действующих со стороны лопасти на жировую частицу, в декартовой системе координат (рис.5), получена система уравнений:
m х FТР сos N cos( ) P cos FК cos( ) FЦ cos( ) (8) m y FТР sin N sin( ) P sin FK sin( ) FЦ sin( ) FA mg Подставив выражения внешних сил в дифференциальное уравнение (8), после преобразований получим линейное неоднородное дифференциальное уравнение 2-го порядка с переменными коэффициентами:
3 c k N (2 tg ) x 2 x sin cos, (9) x 2 d m m Рис. 5. Схема внешних действующих сил на жировой шарик молока: P - результирующая сила от потока молока, Н;
Fтр - сила внутрен Fтр Fа него трения струи молока о рабочую поверх ность лопасти, Н;
N - сила нормального дав N ления со стороны лопасти рабочего колеса на Fц A r поток молока, Н;
Fa - сила Архимеда, Н;
Fк Fк кориолисова сила инерции, Н;
Fц - центробеж P ная сила инерции, Н;
– угол, составленный mg касательной к лопатке с положительным на правлением радиус-вектора r, рад;
– по лярный угол, рад;
- угол, составленный каса тельной к лопатке с положительным направле нием оси абсцисс, рад.
где – угловая скорость вращения колеса, с-1;
k – динамический коэффициент, кг/с;
m - масса жировой частицы молока, кг;
N – сила нормального давления, Н;
– плотность молока, кг/м3, - динамическая вязкость, Ст;
c - градиент скорости или среза, с-1, d – диаметр (размер) жировой частицы молока, м.
При помощи последовательно вводимых подстановок методом Бернулли ( x f( u z ) ( ( ) и подстановкой допускающей понижение по рядка ( z u ), получим следующее выражение:
3 c k k k 1k х (cos ) 2 e m cos q sin 1 2 ( ) 2 ( ( ) 2 ) 2 ) 2 d m m 2m 3 c k k 2 d sin q cos m (2 ( m ) ) (10) Подставив в выражение (10) реологические (,, c, d) и эксплуатационные (, k, N) параметры получим траекторию кривой, описывающую оптимальную фор му лопасти рабочего колеса насоса (см. на рис. 3, а).
В параграфе «Расчет конструктивно-эксплуатационных параметров на соса доильной установки» для получения наиболее полного теоретическо го обоснования процесса перекачивания молока, представлена разработанная методика расчета, включающая в себя: выбор теоретических и расчет действи тельных параметров насоса, выбор и расчет основных размеров центробежного колеса и связь основных параметров насоса с геометрией рабочего колеса.
Четвртая глава - «РАЗРАБОТКА ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ СОХРА НЕНИЯ КАЧЕСТВА МОЛОКА». Излагается два аспекта. Первый - повышение эффективности контроля чистоты молочной линии и параметров обеспечиваю щих стабильный вакуумный режим. Второй – необходимость разработки генера торов переменного расхода воздуха для испытания элементов доильных устано вок, создания гидродинамического потока моющей жидкости с заданной интен сивностью турбулентности. Приведена схема построения генераторов с плавно изменяющейся функцией распределения расходов. Рассмотрены разные схемы построения контрольно-измерительных систем, проанализированы различные контролируемые параметры с точки зрения их чувствительности и информатив ности.
Пятая глава - «МЕТОДИКА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА»
посвящена реализации теоретического обоснования процесса движения молока и моющего растворав проточных частях доильной установки. Разработан алгоритм математического моделирования (рис.6) взаимодействия молока с лопаткой рабочего колеса насоса, защищенный двумя свидетельствами о государственной регистрации программы для ЭВМ. Результаты численного моделирования в других проточных частях выполнены с помощью открытого пакета Open FOAM (Open Field Opera tion and Manipulation).
Для проведения параметрического синтеза процесса перекачивания молока насосом были созданы программные средства (ПС), написанные в среде программи рования Borland C++ Builder 6.0.: первое – ПС№1 для моделирования профиля ло пасти рабочего колеса, второе – ПС№2 для моделирования процесса работы мо лочного насоса. ПС состоят из нескольких программных модулей, выполняющих определенные расчетные функции, и базы данных, хранящую реологические пара метры молока и конструктивные параметры молочного насоса. Расчетные функции ПС представлены разделами второй главы.
ПС позволяют работать с реологическими параметрами молока – вводить новый состав и свойства молока, корректировать и расширять базу данных. К реоло гическим параметрам относятся: плотность молоковоздушной смеси, динамиче ская вязкость. Эти параметры изменяются в соответствии с изменением размера жировых частиц, жирности молока и содержания воздуха в молоке. Расчет пара Рис. 6. Схема решения задачи математического моделирования метров проводился по методике раздела «Выбор реологических параметров мо лока».
В ПС реализована возможность вводить, корректировать и сохранять конструктивные параметры молочного насоса в базе данных. К этим параметрам относятся: приведенный диаметр входа D1пр, диаметр входной воронки D0, ши рина лопасти b, входной D1 и выходной D2 диаметры колеса, толщина лопасти, углы установки лопасти на входе 1 и на выходе 2, число лопастей z, полярный угол установки лопасти, шаг лопастей входа t1 и выхода t2. Кроме этого содер жится ряд коэффициентов для уточнения конструктивных параметров рабочего колеса, а именно: коэффициент стеснения на входе 1 и выходе 2 из рабочего колеса, уточненное значение коэффициента стеснения 1р, погрешность коэффи циента стеснения, эмпирический коэффициент ', поправка на конечное чис ло лопастей. При этом, после ввода первой группы конструктивных парамет ров насоса, ПС проводят расчет уточненных параметров и дают оценку рацио нальности предлагаемой конструкции, используя методику раздела «Расчет кон структивно-эксплуатационных параметров насоса доильной установки».
После работы с базой данных реологических и конструктивных пара метров приступают к выбору эксплуатационных параметров процесса. В ПС к таким параметрам относятся: коэффициент сопротивления среды a, удельная массовая нагрузка q, частота вращения рабочего колеса насоса n.
Последним этапом работы с ПС является вывод на экран ЭВМ интер фейсного окна «Технико-экономические параметры». Экранное окно (рис. 7) условно разделено на три блока: основные параметры насоса, экономические параметры процесса работы насоса и конструктивная схема рабочего органа на соса – ПС№1 или конструктивная схема рабочего колеса насоса – ПС№2.
а б Рис. 7. Окна технико-экономических параметров: а - ПС№1, б - ПС№2.
Блок значений «Основных параметров насоса» формируется в результате определения значений показателей по методике раздела «Расчет конструктивно эксплуатационных параметров насоса доильной установки». Блок значений эко номических параметров – по методике «Оценка экономических параметров про цесса перекачивания молока насосом доильной установки». А блоки «Конструк тивная схема рабочего органа насоса – ПС№1» - по методике раздела «Матема тическая модель взаимодействия лопасти рабочего колеса с молоком» и «Конст руктивная схема рабочего колеса насоса – ПС№2» - по методике построения кривых Бедье по 3-м точкам.
По результатам первых двух блоков оценивали, насколько целесообраз но использовать полученную конструктивную схему рабочего колеса, с предла гаемой формой лопасти. Если результат не приемлем, то проводили последова тельное изменение всех, либо любой на выбор группы параметров ПС. Таким образом, определяют оптимальную конструктивную схему рабочего колеса насо са.
В шестой главе «ПРОГРАММА И ЧАСТНЫЕ МЕТОДИКИ ПРОВЕ ДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ» подробно описаны ме тодики проведения серий опытов, расчетов параметров процесса и проведения лабораторного анализа молока.
Для проверки рабочей гипотезы на адекватность, теоретических поло жений и программных средств на точность решения разработаны и созданы:
стенды для испытания молочного насоса и элементов вакуумной системы (рис. 8), устройство для заполнения молочного насоса (рис. 9), устройство для исследования воздействия насоса доильной установки на молоко (рис. 10), устройство для отбора проб молока, установка для определения динамического коэффициента, установка для определения нормального усилия.
Б.К.У.С.
Рис. 8. Стенд для испытания молочного насоса:
1 - подвижная рама;
2, 7 - запорный элемент;
3 - ручка;
4 - расходная емкость;
5 - заливная горловина;
6 - всасывающий трубопровод;
8 - счетчик газа ротационный РСМ-40-М;
9,14 мановакуумметр МВПЗ-УФ и манометр МПЗ-УУ2;
10,19 - соединительные муфты;
11 устройство для отбора молока;
12 - блок контроля управления стендом;
13 - молочный насос;
15 - термометр ТБ-1;
16 - напорный трубопровод;
17 - электродвигатель;
18 - счет чик СКВ-12/32;
20 - поворотные колеса.
Стенд для испытания молочного насоса позволяет: проводить испыта ния различных конструкций молочных насосов доильной установки;
регистри ровать эксплуатационные параметры процесса перекачивания молока насосом;
обладает конструкцией для его передвижения при помощи ручной тяги, с целью проведения лабораторных и производственных испытаний;
использовать ссовме стно с устройствами для отбора проб молока, исследования воздействия насоса доильной установки на молоко и для заполнения молочного насоса. Стенд для испытания элементов вакуумной системы позволяет моделировать режимы такие же как и в реальной действительности.
Динамическую стабильность разрежения в неблагоприятной точке оцени вали величиной tк 1 dP dt dt, (11) К рс t tк t где t0 - время начала дойки, c;
tк - время окончания дойки, с;
P- значение разре жения в функции времени, Па;
Крс - отношение длины кривой фактического из менения давления в трубопроводе к величине проекции этой кривой на направ ление оси временя с учетом масштабного коэффициента по оси ординат и оси абсцисс.
Рис. 9. Схема устройства для заполнения молочного насоса. 1 – всасывающий тру бопровод, 2 – молокосборник, 3 – попла вок, 4 – шток, 5, 8 – труба молоковвода, 6 – датчик включения насоса, 7 – вакуум провод, 9 – трубка Пито, 10 - сливная трубка, 11 – отсекатель, 12 – сильфон, 13 – пульт управления, 14 – заборная трубка, 15 – рабочая камера насоса, 16 – нагнета тельный трубопровод, 17 - электродвига тель, 18 – крепление насоса.
Устройство для заполнения молочного насоса предназначено для удале ния воздуха просасывающегося в рабочую камеру насоса, во время его остановки и работы.
Рис. 10 – Устройство для исследования воз действия насоса на молоко: 1 – вал электро двигателя, 2 – шпонка, 3 – обойма, 4 – пове рочные шайбы, 5 – уплотнительный наконеч ник, 6,7– ведущий и ведомый диск, 8 – гайка, 9 – шайба крепления, 10 – винт, 11 – корпус насоса, 12 – лопасть, 13 – винт крепления, – пружина, 15 – упорный винт, 16 – хво стовик.
Устройство для исследования воздействия насоса доильной установки на молоко позволяет изменять конструктивные параметры рабочего колеса, с целью нахождения его оптимальной конструкции и состоит из механизмов для закреп ления лопастей и фиксации устройства на валу электродвигателя.
Устройство для отбора проб молока позволяет определить процентное содержание воздуха в молоке, после остановки насоса и отобрать пробы молока в процессе работы насоса для их лабораторного анализа.
Установка для определения динамического коэффициента позволяет найти соотношение результирующей силы P, возникающей от потока молока в рабочем колесе насоса, и абсолютной скорости потока, соответствующей произ вольной частоте вращения вала насоса. Установка для определения нормального усилия N, позволяет определить допустимое значение усилия на жировые шари ки, не приводящее к их травмированию.
План экспериментальных исследований состоял из трех циклов, каждый из которых включал две серии опытов. Первый цикл посвящен определению эксплуатационных параметров процесса перекачивания молока насосом. В пер вой серии опытов был определен динамический коэффициент пропорциональ ности k. Цель эксперимента – оценка значений динамического коэффициента k и определение оптимального значения коэффициента kопт, соответствующего но минальной частоте вращения вала насоса. Характер эксперимента – активный, однофакторный, лабораторный. Средство эксперимента – установка для опреде ления динамического коэффициента k..
Вторая серия опытов посвящена определению нормального усилия N.
Цель эксперимента – определение оптимального значения Nопт, соответствую щего нормальному закону распределения жировых частиц по размерным классам. Характер эксперимента – активный, однофакторный, лабораторный.
Средство эксперимента – установка для определения нормального усилия N.
Второй цикл посвящен исследованию влияния подсоса воздуха и конст руктивно-геометрических параметров насосной установки на эффективность процесса перекачивания молока. В первой серии опытов определяли влияние конструктивно–геометрических параметров насосной установки на эффектив ность перекачивания молока. Цель эксперимента – определение оптимальных конструктивно-геометрических параметров насосной установки, обеспечиваю щих эффективность процесса перекачивания молока насосом. Характер экспери мента – активный, многофакторный, лабораторный. Средства эксперимента – стенд для испытания молочного насоса, устройство для исследования воздейст вия насоса доильной установки на молоко, устройство для заполнения молочного насоса. При планировании использовали матрицу полного факторного экспери мента 22. В качестве факторов выбрали внутренний диаметр всасывающего тру бопровода d (Х1) и высота установки насоса от трубы молоковвода в молокос борнике h (Х2). В качестве откликов – основные характеристики насоса (напор Н (Y1), подача QН (Y2), к.п.д. (Y3), потребляемая мощность N (Y4), удельная мощ ность NУД (Y5)).
Во второй серии опытов определяли влияние подсоса воздуха на эффек тивность процесса перекачивания молока насосом. Цель эксперимента – оценка влияния процентного содержания воздуха в молоке на эксплуатационные пара метры процесса работы насоса. Характер эксперимента – активный, однофактор ный, лабораторный. Средства эксперимента – стенд для испытания молочного насоса, устройство для отбора проб молока, устройство для исследования воз действия насоса доильной установки на молоко, счетчик газа ротационный РС– 40–М.
Третий цикл посвящен исследованию влияния конструкций рабочих ко лес на эксплуатационные параметры процесса работы насоса и качество перека чиваемого молока. В первой серии опытов определяли влияние различных кон струкций рабочих колес на эксплуатационные параметры процесса работы насо са. Цель эксперимента – оценка влияния конструктивных параметров рабочего колеса на эксплуатационные параметры процесса работы насоса. Характер экс перимента – активный, многофакторный, лабораторный. Средства эксперимента – стенд для испытания молочного насоса, устройство для исследования воздей ствия насоса доильной установки на молоко. Планирование эксперимента осу ществляли по насыщенному плану Хартли на кубе, ядром плана являлась полу реплика 24-1. Факторами эксперимента являлись – углы установки лопастей на входе 1 (Х1) в колесо и выходе 2 (Х2) из колеса, полярный угол установки лопа стей (Х3), число лопастей z (Х4). Откликами – основные характеристики насоса (Н (Y1), QН (Y2), N (Y3), к.п.д. (Y4)).
Во второй серии опытов определяли гидромеханическое воздействие оп тимальной и серийной конструкций рабочих колес на качество перекачиваемого молока. Цель эксперимента – оценка влияния конструктивных параметров колеса насоса на физико-химические свойства молока. Характер эксперимента – ак тивный, многофакторный, производственный. Средства эксперимента – стенд для испытания молочного насоса, устройство для отбора проб молока, устройст во для исследования воздействия насоса доильной установки на молоко, при боры и оснастка для лабораторного анализа молока. Таким образом, разра ботанные методики испытаний и расчетов позволили провести точную и качест венную оценку эффективности процесса перекачивания молока насосом доиль ной установки.
С помощью авторской программы различные треки склеиваются в точ ках с одинаковыми производными, полученные наборы траекторий анализиру ются (рис. 11.) Рис.11. Траектории движения частиц.
на предмет особых (сингулярных) точек векторного пространства. Источник это точка, из которой жидкость вытекает, а сток - точка, в которую она стекает.
На рис. 12 показаны некоторые из них. Точка типа 4а - сток, типа 4б - источник, в котором появляются частицы жидкости и начинают двигаться прочь от нее.
в г б а Рис.12. Особые точки потока (векторного пространства): а – сток, б - источник, в – седловая точка, г – завихрение.
На рис. 4в изображена седловая точка, которая образуется при столкновении встречных потоков, а на рис. 4г - завихрение (частицы движутся по окружностям с общим центром). Иногда потоки содержат гораздо более сложные сингулярно сти при столкновении не одного, а нескольких потоков. Это позволило сделать правильный выбор модели турбулентностей. Обработка опытных данных прово дилась на ПЭВМ с комплектом программ Microsoft Office 2007 и Statistica 6.0.
В седьмой главе «АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ» дана оценка полученных результатов экспериментальных исследований. В результате исследований по определению динамического коэф фициента k получено двухмерное графическое представление зависимости ко эффициента k от частоты вращения вала двигателя n, описываемое линейным рег рессионным уравнением, имеющим вид:
k = 0,6487+ 0,1074n. (12) При определении оптимального значения kопт, соответствующего номи нальной частоте вращения вала центробежного молочного насоса nН = 46, об/с, использовали прогноз значений отклика. Полученное kопт = 5,685 подста вили в выражение (10) и получили графическое представление траектории лопа сти рабочего колеса (рис. 7а).
В результате исследований по определению нормального усилия N по лучено трехмерное графическое представление усилия N от размера жировых частиц d и частоты их распределения f по размерным классам (рис. 13), кото рое описывается нелинейным квадратичным регрессионным уравнением вида:
N = 0,0281 + 0,0004f - 0,0032d - 0,000034195f2 + 0,0002 df + 0,0002d2, (13) При определении оптимального значения усилия Nопт, соответствующего нормальному закону распределения жировых шариков по размерным классам (f=20…30%, d=3…4 мкм), использовали прогноз значений отклика. Полученное Nопт = 27,279.10-3 H подставили в выражение (10) и получили траекторию лопа сти рабочего колеса (рис.7а).
В результате исследований по определению влияния конструктивно геометрических параметров насосной установки на эффективность процесса пе рекачивания молока насосом, которыми являлись внутренний диаметр всасы Рис. 13. Результаты определения нормального усилия N.
вающего трубопровода d (Х1) и высота установки насоса от трубы молоковвода в молокосборнике h (Х2), были получены выражения для определения основных характеристик насоса (напор Н (Y1), подача QН (Y2), к.п.д. (Y3), потребляемая мощность N (Y4), удельная мощность NУД (Y5)), представляющие семейство уравнений линейной регрессии:
Y1= -2,891+241,794X1+1,018X2, (14) Y2= 0,09+102,254X1+0,49X2, (15) Y3= -0,082+4,826X1+0,025X2, (16) Y4= 0,362+9,058X1-4,996 10-16X2, (17) Y5= 0,295-2,978X1-0,03X2 (18) Из полученных выражений (14) – (18), определили оптимальные значения конструктивно-геометрических параметров насосной установки: X1 = 0,038 м, X2 = 0,7 м. В результате исследований по определению влияния подсоса воздуха на эффективность процесса перекачивания молока насосом, было получено се мейство уравнений линейной регрессии, показывающие зависимости между от кликами (напор Н(Y1), мощность N(Y2), коэффициент полезного действия (Y3)) и факторами (подача Q(X1), содержание воздуха в молоке Wв (X2)):
Y1 = -2,020 + 1,793X1- 0,017X2, (19) Y2 = 0,480 + 0,045X1- 0,002X2, (20) Y3 = -0,070 + 0,042X1 + 0,001X2, (21) При построении графика зависимости напора Y1 от содержания воздуха в молоке X2, с помощью программы Statistica 6.0 была получена система уравне ний, описывающая левую и правую «ветви» кривой H=f(Wв) (рис. 14), относи тельно точки А (7,855;
1,043).
Y1=7,115e -0,245X2, при X2 7,855% Y1=4,714 – 4,101log X2, при 7,855 X2 100% (22) Рис. 14. Графическая зависимость напора от содержания воздуха в молоке.
В результате найдены минимальные значения основных параметров насо са, при которых обеспечивается напорное движение молока (Y13м), для его дос тавки в молокохранительную емкость. Эти значения составляют: X1=2,833м3/ч, X2=3,525%, Y1=3м, Y2=0,6 кВт, Y3=0,053.
В результате исследований по определению влияния различных конструк ций рабочих колес на эксплуатационные параметры процесса работы насоса, были получены графические зависимости, представляющие попеременное изме нение основных характеристик насоса – откликов (расход Q(Y1), напор H(Y2), мощность (Y3), к.п.д. (Y4), удельная мощность Nуд(Х5)) от каждого из факторов (углы установки лопастей на входе 1(X1) в колесо и выходе 2(Х2) из колеса, полярный угол установки лопастей (Х3), число лопастей Z(X4)). Эти зависимо сти носят нелинейный характер, поэтому имеем семейство уравнений не линей ной регрессии:
Y1 = 4,023 - 2,363. X12 +0,560. X2 +0,013. X42, (23) Y2 = -1,321 + 3,729 X4 -0,377. X42 +0,857. X22, Y3 = 0,733 + 0,221. X22,.
(24,25) Y4 = – 0,025 + 0,058. X4 – 0,0056. X42, Y5 = 0,275 + 0,991. X12 – 0,613. X1, (26,27) Критерием оптимизации являлась удельная мощность Y5. Анализируя по лученные графические зависимости (рис. 9) удельной мощностной характери стики насоса от каждого фактора X1-X4, были получены их оптимальные зна чения: X1 = 30о, X2 =14о, X3 = 60о, X4 = 6, и соответствующие им значения откли ков: Y1= 4,419 м3/ч., Y2= 9,274 м., Y3=0,706 кВт, Y4=0,163, Y5=0,16 кВт/(м3/ч).
а б в г Рис. 9 - Влияние конструктивных параметров колеса на удельную мощностную характеристику насоса: а - угла 1, б - угла 2, в - угла, г - числа лопастей z.
В результате исследований по определению гидромеханического воздей ствия оптимальной и базовой конструкций рабочих колес на качество перекачи ваемого молока насосом дана оценка экономических параметров процесса по двум критериям (группам потерь) оптимизации: травмируемость жира Q и по тери жира v.
Для сравнительной оценки влияния оптимальной и базовой конструкций рабочих колес на величину потерь жира, построена гистограмма (рис. 10) рас пределения жировых шариков молока по размерным классам.
Выявлено, что снижение потерь первой группы от применения оптималь ной конструкции рабочего колеса, по сравнению с базовой, составило v =2,594%. В пересчете на жирность происходит увеличение содержание жира в молоке на 0,0825%.
Рис. 10. Гистограмма распределения жировых шариков молока.
Снижение потерь второй группы - составило Q = 6,29%. В пересчете на жирность произошло увеличение содержания жира в молоке на 0,2%. В итоге, общее увеличение жирности молока, в результате внедрения оптимального рабочего колеса, составило 0,283%.
Изменение формы внутренней поверхности поворота изменяет поле ско ростей частиц жидкости (рис.11). Динамика изменения величины скорости раз личных точек сечения по длине молокопровода показана графиками состоящими из точек чрного цвета. Хорошо просматриваются зоны где интенсивность обра зования загрязнений больше, где меньше. В первом случае (радиус поворота не изменяется) скорость частицы возрастает до 2,86 м/с, во втором (радиус кривиз ны уменьшается) – до 3,23 м/с и в третьем (радиус кривизны возрастает)– до 6,81м/с. Причм одна и та же частица принимает минимальные и максимальные V, м/с 2. 0.2 0.1 м 0 0.1 0. а) V, м/с 3. 0.2 0.1 м 0 0.1 0. б) V, м/с 6. 0.2 0.1 м 0 0.1 0. в) Рис. 11. Распределение скоростей в повороте трубопровода в зависимости от вида его исполнения. а – радиус кривизны не меняется, б – радиус кривизны увеличивается, в – радиус кривизны уменьшается.
значения скоростей многократно. Как следствие неравномерно происходит и от ложение загрязнений, при промывке для разных участков следует затрачивать турбулентные потоки моющего раствора различной интенсивности, жировая частица воспринимает значительную механическую нагрузку. Все численные эксперименты проводились с числом итераций равным 140 (рис. 12). При этом, как правило, коэффициенты моделей и значения расчетных параметров сходи лись уже при 15… 20 итерациях.
Рис. 12. Изменение погрешности численного моделирования в зависимости от числа итераций.
В восьмой главе «РЕАЛИЗАЦИЯ ПРЕДЛОЖЕННЫХ КОНСТРУК ТИВНОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИХ ИС ПОЛЬЗОВАНИЯ» описана методика расчета и проведен расчет экономической эффективности внедрения экспериментальных образцов.
Годовой экономический эффект по критерию прироста прибыли, от вне дрения экспериментальных образцов, в расчете на 400 коров со среднегодовой продуктивностью 3467,5 кг/год составил 140000 руб.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ 1. Проблема обеспечения качества малока при машинном доении коров является актуальной не только для крупных сельскохозяйственных предприятий, но и для фермерских хозяйств. Это обосновало необходимость поиска новых решений проблемы с разработкой методологии исследований для различных жизненных циклов технического объекта, позволяющих обеспечить минималь ное механическое воздействие на молоко, улучшить режимы санитарной обра ботки доильного оборудования, гарантировать стабильность параметров систе мой их контроля, то есть создать эффективный процесс машинного доения сель скохозяйственных животных.
2. Математическая модель пространственно-временных картин движе ний и взаимодействий гидродинамических потоков в проточных частях доиль ных установок базируется на основном принципе динамики с численным решением системы уравнений Навье-Стокса и двух дополнительных уравнений, описывающих перенос кинетической энергии турбулентности и скорости е дис сипации. Эта модель позволяет решать задачу формирования поверхностей взаимодействующих с молоком и моющим раствором с учетом взаимодействия частиц между собой и с поверхностями доильно-молочного оборудования. В первом приближении исследовались k-e модели турбулентности. Константы k – модели С = 0.09, С 1 = 1.44, С 2 = 1.92, k = 1.0, = 1.3 обеспечивают лучшую сходимость численного моделирования.
3. В результате проведенных численных расчетов с помощью открытого пакета Open FOAM (Open Field Operation and Manipulation) была получена кар тина движения потоков, а с помощью разработанных алгоритмов учтено воздей ствие лопатки молочного насоса на жировую частицу. Получены поля скоростей и давлений в объеме и на характерных плоскостях внутри конструкции, кинети ческой энергии турбулентности и скорости е диссипации. При числе итераций в опытах большем 140 обеспечивалась погрешность численного моделирования меньше 1%.
4. При определении эксплуатационных параметров процесса перекачива ния молока насосом были найдены оптимальные значения параметров: динами ческий коэффициент пропорциональности для математической модели kопт = 5,685;
сила нормального давления Nопт = 27,279.10-3 Н, соответствующая нор мальному закону распределения жировых шариков по размерным классам (f = 20…30%, d = 3…4 мкм). Подставленные оптимальные значения параметров в уравнение математической модели взаимодействия лопасти рабочего колеса с молоком, позволили получить форму лопасти колеса, обеспечивающую переме щение жировых шариков в потоке молока без травмирования.
5. При исследовании влияния конструкций рабочих колес на эксплуатаци онные параметры процесса работы насоса, получено семейство уравнений не линейной регрессии, найдены оптимальные конструктивные параметры рабочего колеса: углы установки лопастей на входе в колесо – 30о и выходе – 14о, поляр ный угол установки лопастей – 60о, число лопастей – 6. При этом основные па раметры насоса имеют значения: расход – 4,42 м3/ч., напор – 9,27 м., мощность – 0,7106 кВт, к.п.д. – 0,16, удельная мощность – 0,16 кВт/(м3/ч).
6. Разработаны частные методики технические средства для их реализа ции: определения динамического коэффициента пропорциональности;
определе ния предельного усилия на жировой шарик;
определения интенсивности турбу лентностей в конкретных сечениях;
определения набора сингулярных точек в сечениях;
определения стабильности разрежения в неблагоприятной точке;
оп ределения влияния параметров пробкового режима движения на физикомехани ческие свойства молока.
7. Созданы предпосылки для выработки критериев формирования форм поверхностей проточных частей доильной установки по согласованию парамет ров потока молоковоздушной смеси и моющего раствора и использование этих критериев для совершенствования системы контроля за чистотой деталей доиль ных установок и проектирования новых форм деталей доильных установок взаи модействующих с молоком и моющим раствором с учетом нагрузки на жировой шарик.
8. Запатентованные средства: контроля параметров чистоты молочной ли нии и параметров, параметров влияющих на динамику образования загрязнений и их удаления;
для создания переменного расхода воздуха с заданными вероят ностными характеристиками и моделирования различных режимов движения жидкости;
стенды для проведения исследований и испытаний создали базовую платформу их дифференциации и дальнейшего совершенствования процесса машинного доения коров.
9. Использование разработанных мероприятий на доильных установках позволяет сократить затраты труда оператора на операциях очистки его от за грязнений на 11 % в сравнении с традиционной мойкой, увеличить качество промывки доильно-молочного оборудования и обеспечить повышение сортности сдаваемого молока в среднем на 5%, при этом расход моющей жидкости в год от одной системы промывки установки с линейным молокопроводом снизится на 28%, а потребление электроэнергии на 30% при обеспечении качественной про мывки. Годовой экономический эффект от внедрения полученных результатов составил 140000 рублей 400 коров.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:
Статьи в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, входящих в перечень ВАК Ушаков, Ю.А. Повышение эффективности вакуумной линии до 1.
ильной установки / Ю.А. Ушаков // Техника в сельском хозяйстве. – 1997. - №4.
– С. 19-20.
Ушаков, Ю.А. Генератор переменного расхода воздуха с плавно 2.
изменяющейся функцией распределения. / С.А. Соловьв, Ю.А. Ушаков, А.Я.
Пушко // Техника в сельском хозяйстве. – 1995. – N4. с.15…17.
Карташов, Л.П. Математическое моделирование взаимодействия 3.
молока с поверхностями деталей доильной установки / Л.П. Карташов, Ю.А.
Ушаков, А.В. Колпаков, А.С. Королев // Техника в сельском хозяйстве. – 2008. №4. – С. 10-13.
Ушаков, Ю.А. Где и как теряется молочный жир / А.В. Колпа 4.
ков, Ю.А. Ушаков // Сельский механизатор. 2008. - №6. – С. 35.
Карташов, Л.П. Экспериментальное исследование процесса 5.
промывки внутренней поверхности молокопровода / Л.П. Карташов, Ю.А. Уша ков, А.С. Королв // Известия ОГАУ. № 1(21). – Оренбург: ОГАУ, 2009. – С. 97 98.
Ушаков, Ю.А. Качество молока в зависимости от санитарного 6.
состояния доильного оборудования / Ю.А. Ушаков, А.А. Панин // Известия ОГАУ. № 1(21). – Оренбург: ОГАУ, 2009. – С. 99-100.
Карташов, Л.П. Обеспечение высокого санитарно 7.
гигиенического состояния внутренней поверхности криволинейных участков молокопровода / Л.П. Карташов, Ю.А. Ушаков, Г.П. Василевский // Известия ОГАУ. № 3(23). – Оренбург: ОГАУ, 2009. – С. 78-80.
Карташов, Л.П. Методика исследования процесса работы мо 8.
лочного насоса доильной установки / Л.П. Карташов, Ю.А. Ушаков, А.В. Колпа ков // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. № 03(12). – Саратов: СГАУ, 2010. – С. 38-41.
Карташов, Л.П. Методики определения коэффициентов модели 9.
вычислительного эксперимента с целью получения оптимальной формы рабоче го колеса молочного насоса / Л.П. Карташов, Ю.А. Ушаков, А.В. Колпаков // Из вестия ОГАУ. № 1(25). – Оренбург: ОГАУ, 2010. – С. 76-79.
Ушаков, Ю.А. Результаты исследования изменения качества мо 10.
лока при использовании усовершенствованного молочного насоса / Ю.А. Уша ков // Известия ОГАУ. № 3(31). – Оренбург: ОГАУ, 2011. – С. 27-30.
Карташов, Л.П. Результаты экспериментальных исследований 11.
вакуумной системы доильной установки / Л.П. Карташов, Ю.А. Ушаков // Вест ник Оренбургского государственного университета. -№6. – Оренбург: ОГУ. 2011. – С. 35-39.
Карташов, Л.П. Критерии формирования поверхностей взаимо 12.
действующих с молоком и моющим раствором / Л.П. Карташов, Ю.А. Ушаков // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. №3. – 2011. – С. 43-47.
Карташов, Л.П. Влияние траектории поворота молокопровода на 13.
гидродинамические показатели потока молока / Л.П. Карташов, Ю.А. Ушаков // Вестник РАСХН. – 2011. - №5. – С. 14-18.
Ушаков, Ю.А. Численное моделирование гидродинамического 14.
потока в молокопроводе доильной установки / Ю.А. Ушаков // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. - 2011. - №4. - С. 85-89.
Свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ Свидетельство 2008610484 Российская федерация. Программа 15.
для моделирования процесса работы молочного насоса доильной установки / Л.П. Карташов, Т.М. Зубкова, Ю.А. Ушаков, А.В. Колпаков, Ю.А. Азиатцев;
зая витель и патентообладатель Оренбургский научный центр УрО РАН (RU). - За явка № 2007613853;
заявл. 28.09.2007;
зарегистр. 25.01.08.
Свидетельство 2009616867 Российская федерация. Программа 16.
для математического моделирования испытаний гидродинамических профилей в лиофобных жидкодисперсных системах / Л.П. Карташов, Т.М. Зубкова, Ю.А.
Ушаков, А.В. Колпаков;
заявитель и патентообладатель Оренбургский научный центр УрО РАН (RU). - Заявка № 2009615687;
заявл. 13.10.09;
зарегистр.
11.12.09.
Авторские свидетельства на изобретения, патенты на изобретения А.с. 1042691 СССР, (51) МПК A01J 5/00. Устройство для кон 17.
троля вакуума в вакуумной линии доильной установки / Л.П. Карташов, Ю.А.
Ушаков, Л.Я. Гущин;
заявитель Оренбургский сельскохозяйственный институт (SU). - № 3437185/ 30;
заявл. 14.05.82;
опубл. 23.09.83, Бюл.35.
А.с. 1061773 СССР, (51) МПК A01J 7/00. Устройство для имита 18.
ции расхода воздуха доильными аппаратами, подключенными к источнику ва куума / Л.П. Карташов, Ю.А. Ушаков;
заявитель Оренбургский сельскохозяйст венный институт (SU). - № 3438120/ 30-15;
заявл. 14.05.82;
опубл. 23.12.83, Бюл.
№47.
А.с. 1261588 СССР, (51) МПК A01J 7/00. Устройство для про 19.
верки работы вакуумной линии доильной установки / Л.П. Карташов, Ю.А. Уша ков, Б.С. Махмутов, В.А. Кабанов;
заявитель Оренбургский сельскохозяйствен ный институт (SU). - № 3844144/ 30-15;
заявл. 17.01.85;
опубл. 07.10.86, Бюл. 37.
А.с. 1230555 СССР, (51) МПК A01J 5/00. Информационно 20.
измерительный прибор для доильных установок / Л.П. Карташов, Ю.А. Ушаков;
заявитель Оренбургский сельскохозяйственный институт (SU). - № 3756914/ 30 15;
заявл. 15.05.84;
опубл. 15.05.86, Бюл. №18.
А.с. 1695856 СССР, (51) МПК A01J 5/00, A01J 7/00. Стенд для 21.
исследования элементов вакуумной системы / Л.П. Карташов, И.А. Бунин, Ю.А.
Ушаков;
заявитель Оренбургский сельскохозяйственный институт (SU). - № 4794818/ 15;
заявл. 20.11.89;
опубл. 07.12.91, Бюл. №45.
А.с. 1748754 СССР, (51) МПК A01J 5/00. Устройство для опре 22.
деления степени загрязненности вакуумпровода доильной установки / С.А. Со ловьев, Ю.А. Ушаков, Ю.И. Коровин;
заявитель Оренбургский сельскохозяйст венный институт (SU). - № 4851602/ 15;
заявл. 03.05.90;
опубл. 23.07.92, Бюл. № 27.
Пат. 2094982 Российская Федерация, (51) МПК A01J 7/00. Ваку 23.
умная линия доильной установки / Л.П. Карташов, С.А. Соловьев, Ю.А. Ушаков, С.В. Сабчук;
заявитель и патентообладатель Оренбургская сельскохозяйственная академия (RU). - № 95113005/ 13;
заявл. 25.07.95;
опубл. 10.11.97, Бюл. № 31.
Пат. 2099936 Российская Федерация, (51) МПК A01J 7/00. Спо 24.
соб диагностирования негерметичности молокопроводов доильных установок / Н.А. Барсов, И.А. Бунин, В.И. Квашенников, В.И. Сусликов, С.В. Сабчук, В.И.
Сусликов, Ю.А. Ушаков;
заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Оренбург ский государственный аграрный университет (RU). - № 96100715/ 13(001319);
заявл. 11.01.96;
опубл. 27.12.97, Бюл. № 31.
Пат. 2099937 Российская Федерация, (51) МПК A01J 5/00, A01J 25.
7/00. Имитатор расхода воздуха / Л.П. Карташов, С.А. Соловьев, Ю.А. Ушаков, А.Я. Пушко;
заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Оренбургский государ ственный аграрный университет (RU). - № 96101223/ 13;
заявл. 16.01.96;
опубл.
27.12.97, Бюл. № 31.
Пат. 2321773 Российская Федерация, (51) МПК F04D 9/00, 26.
G01M 15/00. Стенд для испытания молочного насоса / Л.П. Карташов, Ю.А.
Ушаков, В.А. Урбан, А.В. Колпаков;
заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Оренбургский государственный аграрный университет (RU). - № 2006119825/ 06;
заявл. 06.06.06;
опубл. 10.04.2008, Бюл. № 10.
Пат. 2321774 Российская Федерация, (51) МПК F04D 9/00. Уст 27.
ройство для заполнения молочного насоса / Л.П. Карташов, Ю.А. Ушаков, А.В.
Колпаков;
заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Оренбургский государст венный аграрный университет (RU). - № 2006119888/06;
заявл. 06.06.06;
опубл.
10.04.08, Бюл. № 10.
Пат. 2348915 Российская Федерация, (51) МПК F04D 7/02, 28.
G01M 19/00. Устройство для испытания лопастей рабочего колеса центробежно го молочного насоса / Л.П. Карташов, Ю.А. Ушаков, А.В. Колпаков;
заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Оренбургский государственный аграрный уни верситет (RU), Отдел биотехнических систем Оренбургского научного центра УрО РАН (RU). - № 2006147157/06;
заявл. 28.12.2006;
опубл. 10.03.09, Бюл. № 7.
Пат. 2378825 Российская Федерация, (51) МПК А01J 7/02. Уст 29.
ройство для контроля качества промывки молокопроводов доильных установок / Л.П. Карташов, Ю.А. Ушаков, А.C. Королев;
заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Оренбургский государственный аграрный университет (RU). - № 2008103423/12;
заявл. 29.01.08;
опубл. 20.01.10. Бюл. № 2.
Пат. 2390123 Российская Федерация, (51) МПК А01J 7/02. Уни 30.
версальный стенд для исследования чистоты промывки молочной линии / Л.П.
Карташов, Ю.А. Ушаков, В.Д. Поздняков, А.C. Королев;
заявитель и патентооб ладатель ФГОУ ВПО Оренбургский государственный аграрный университет (RU). - № 2008103423/12;
заявл. 21.11.08;
опубл. 27.05.2010. Бюл. № 16.
Пат. 2390122 Российская Федерация, (51) МПК А01J 5/01 А01J 31.
7/00. Стенд для исследования пробкового движения молока в молокопроводе / Л.П. Карташов, Ю.А. Ушаков, А.А. Панин;
заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Оренбургский государственный аграрный университет (RU). - № 2008146174/12;
заявл. 21.11.2008;
опубл. 27.05.10. Бюл. № 15.
Публикации в других научно-технических изданиях, доклады на конференциях Карташов, Л.П. Информационно-измерительные системы авто 32.
матов для машинного доения / Л.П. Карташов, И.К. Ольхова, Ю.А. Ушаков // Материалы 111 Всесоюзной конференции Роботы и робототехнические систе мы, ч.2. – Челябинск. – 1983. - С. 4…5.
Карташов, Л.П. Информационно-контролирующая система для 33.
доильных установок / Л.П. Карташов, Ю.А. Ушаков // V1 Всесоюзный симпози ум по машинному доению сельскохозяйственных животных, ч.2. - Москва. 1983. – С. 37…38.
Ушаков, Ю.А. Имитатор расхода воздуха доильными аппарата 34.
ми / Ю.А. Ушаков // Поиск и творчество молодых в реализации продовольствен ной программы страны: V111 научно-практическая конференция молодых уче ных и специалистов сельского хозяйства (31 октября – 2ноября). - Куйбышев. – 1983. - С. 260…261.
Карташов, Л.П. Испытание вакуумной системы доильных уста 35.
новок / Л.П. Карташов, Ю.А. Ушаков // Тезисы докладов научно-технической конференции по методам и техническим средствам, применяемым при испыта ниях сельскохозяйственной техники. АгроНИИТЭИИТО, М., 1988. – с.157.
Ушаков, Ю.А. Эффективность контроля вакуумного режима до 36.
ильных установок. / Ю.А. Ушаков // Материалы V111 (1Всероссийского) симпо зиума по машинному доению сельскохозяйственных животных. - Оренбург. 1995. – С.54.
Ушаков, Ю.А. Результаты экспериментальных исследований 37.
устройства для стабилизации вакуумметрического режима доильной установки. / Ю.А. Ушаков, С.В. Сабчук // Тезисы докладов научно-практической конферен ции, посвященной 25-летию кафедры Механизация животноводства Оренбург ского аграрного университета. – Оренбург. - 1995. – С. 32.
38. Ushakov, Yu. A. Problem of Vacuum Condition Stabilization in Milking Equipment and Technological Devices for its Solution. / Yu.A. Ushakov, S.V.
Sabchuk // Scientific Programme of YSTM’96 Moscow Symposia. – January 28 – February 2. – 1996. – S. 46…47.
Ушаков, Ю.А. К вопросу о повышении эффективности функ 39.
ционирования вакуумной линии доильной установки / Ю.А. Ушаков, А.Я. Пуш ко // Материалы V Международного симпозиума по машинному доению сель скохозяйственных животных. – Оренбург. - 1997. – С. 109-111.
Ушаков, Ю.А. Применение струйных вакуумных насосов для 40.
доильных установок / Ю.А. Ушаков, И.А. Бунин // Материалы международной научно-практической конференции. Научно-технический прогресс в инженерной сфере АПК России (энергосбережение в сельском хозяйстве). - Москва. – 1998. – С.75-77.
Ушаков, Ю.А. Вакуумные насосы для доильных установок / 41.
Ю.А. Ушаков, И.В.Иванова, Т.А.Терновая // Материалы X Международного симпозиума по машинному доению сельскохозяйственных животных, первичной обработке и переработке молока. – Москва. - 2002. – С. 121-127.
Ушаков, Ю.А. Оптимизация интервала квантования сигналов 42.
для диагностики состояния вакуумной линии доильной установки / Ю.А. Ушаков // Тезисы докладов научно-технической конференции по методам и техническим средствам, применяемым при испытаниях сельскохозяйственной техники.
АгроНИИТЭИИТО, М., 2003. – С.98.
Карташов, Л.П. Стенды для исследования взаимодействия моло 43.
ка с поверхностями деталей молочной линии доильной установки / Л.П. Карта шов, Ю.А. Ушаков, А.В. Колпаков // Материалы Международного симпо зиума по вопросам машинного доения сельскохозяйственных животных. – Го мель: РУНИП «ИМСХ НАН Белоруссии», 2006. – С. 197-201.
Ушаков, Ю.А. Устройство для испытания лопастей рабочего ко 44.
леса центробежного молочного насоса / Ю.А. Ушаков, А.В. Колпаков // Известия ОГАУ. № 4(12). – Оренбург: ОГАУ, 2006. – С. 82-83.
Карташов, Л.П. Стенд для испытания молочного насоса / Л.П.
45.
Карташов, Ю.А. Ушаков, А.В. Колпаков // Известия ОГАУ. № 2(10). – Оренбург:
ОГАУ, 2006. – С. 78-80.
Карташов, Л.П. Теоретические исследования и эксперименталь 46.
ная база для обеспечения качества молока / Л.П. Карташов, Ю.А. Ушаков, А.В.
Колпаков // Научно-технический прогресс в животноводстве – машинно технологическая модернизация отрасли. Сборник научных трудов ГНУ ВНИ ИМЖ, том 17. ч.2– М.: ГНУ ВНИИМЖ Россельхозакадемии, 2007.– С. 67-74.
Ушаков, Ю.А. Технические средства для обеспечения качества 47.
молока / Ю.А. Ушаков, А.В. Колпаков, А.С. Королев // Научно-технический про гресс в животноводстве – машинно-технологическая модернизация отрасли.
Сборник научных трудов ГНУ ВНИИМЖ, том 10. – М.: ГНУ ВНИИМЖ Рос сельхозакадемии, 2007. – С. 67-75.
Карташов, Л.П. Результаты экспериментальных исследований 48.
процесса промывки молокопровода и методика их проведения / Л.П. Карташов, Ю.А. Ушаков, А.С. Королв // Материалы V Международного симпозиума по вопросам машинного доения сельскохозяйственных животных. – Углич. - 2008. – С. 158-164.
Ушаков, Ю.А. Некоторые вопросы обеспечения качества молока 49.
в молокопроводе доильной установки / Ю.А. Ушаков, А.А. Панин, А.С. Королв // Сб. докладов международной научно-технической конференции. Выпуск 10. – Оренбург: ОГАУ, 2009. – С. 75-87.
Ушаков, Ю.А. Совершенствование конструктивно-технической 50.
системы контроля состояния внутренней поверхности молокопровода доильной установки / Ушаков Ю.А., Панин А.А. // Машинотехнологическое обеспечение животноводства – проблемы эффективности и качества. Сборник научных тру дов ГНУ ВНИИМЖ, том 21. ч.2– М.: ГНУ ВНИИМЖ Россельхозакадемии, 2010.– С. 73-75.
Карташов, Л.П. Методы определения качества чистоты молоч 51.
ной линии доильных установок / Л.П. Карташов, Ю.А. Ушаков // Научные осно вы совершенствования механизированных технологий в животноводстве: к 40 летию кафедры механизации животноводства Оренбургского ГАУ. – Оренбург:
Издательский центр ОГАУ, 2010. – С. 84-86.
Карташов, Л.П. Инженерные методы обеспечения качества мо 52.
лока / Л.П. Карташов, Ю.А. Ушаков, А.В. Колпаков, А.С. Королев, А.А. Панин, Г.П. Василевский // Механізація та електрифікація сільського господарства. – Глеваха. - 2010. Вип. 84. – С. 26-29.
Карташов, Л.П. Формирование математической модели движе 53.
ния и взаимодействия частиц молока или моющего раствора в узлах доильных установок / Л.П. Карташов, Ю.А. Ушаков // Механізація та електрифікація сільського господарства. – Глеваха. - 2010. Вип. 84. – С. 30-35.
Ушаков Юрий Андреевич ИНЖЕНЕРНЫЕ МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА МОЛОКА Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук