64
3.3 Жемдік қоспа құрауыштарын ұнтақтау және араластыру
үрдістерін зерттеу
Ауыл шаруашылығы малдары үшін құрама жем сапасына қойылатын
бірден – бір негізгі талаптардың бірі олардың ірілігі және гранулометриялық
құрамы болып табылады.
Құрама жем шикізаттарын көпқұрамды ұнтақтаудың эксперименттік
зерттеулері Қазақ қайта өңдеу және тамақ өнеркәсібі ғылыми – зерттеу
институтының құрама жем цехындағы А1 – ДМР ұнтақтағышында жүргізілді.
Ұнтақтағыштың жұмыс органы – үшбұрышты штифтары бар диск.
Ұнтақтау
соғу
арқылы
жүргізіледі.
Ұнтақтау
камерасына
өнім
виброқоректендіргіш арқылы беріледі. Ұнтақталған өнім камерадан желдеткіш
арқылы шығарылып, жинақтағыш стаканға түседі. Ауа сорғыш қондырғы
арқылы сыртқа шығарылады. Ұнтақтау ірілігі саңылауының диаметрі әртүрлі
електерді қою арқылы жүзеге асады [174, 175].
Ауыл шаруашылығы малдарына арналған дәстүрлі құрама жем өндірісінің
технологиясы шикі заттарды бір сатылы шикізатты ұнтақтауды қарастырады,
бұл құрауыштарды қайталап ұсақтауға, ұнтақтағыштың өнімділігінің
төмендеуіне, электрқуатының шығынының көбеюіне ықпал етеді.
Жемдік қоспаның қажетті ірілігі мен гранулометриялық құрамы балғалы
ұнтақтағыштың 1 және 2 сатыларында екі кезеңді ұнтақтауда байқалды.
Ұнтақтаудың
әр
түрлі
тәсілінің
тиімділігі
келесідей
негізгі
көрсеткіштермен іске асады: құрал – жабдық өнімділігі, электр қуатының
меншікті шығыны, ұнтақталған өнімнің ірілігі. Сынақ жүргізгенде
ұнтақтағышқа саңылауының өлшемі 2, 3, 4, 5 мм болатын електер орнатылды .
Ұнтақталған өнімдерді сұрыптау үшін А1 – БЦП елегіш машинасы
қолданылды, ондағы сұрыптау елегінде саңылауының өлшемі 2 мм елек
орнатылған. Үрдісті құру технологиялық сызбасы 6 – суретте берілген.
65
1 – қорап; 2 – магнитті бағана; 3 – ұнтақтағыш А1 – ДМР; 4 – елеуіш машина
А1 – БЦП.
Сурет 6 – Жемдік қоспа құрауыштарын екі сатылы ұнтақтағышта
технологиялық нобайын жасау үрдісі
Жүзім сығындысы, қызанақ сығындысы, кепкен картоп қалдығы, жүгері
және бидай тұқымдық бүршігі мен жүгері глютені және рецепт бойынша осы
өнімдердің қоспасын ұнтақтау тәжірибелері жүргізілді.
7 және 8 – ші суреттерге сәйкес құрауыштарды А1 – ДМР ұнтақтағышында
бір кезеңді және екі кезеңді ұнтақтау нәтижелері ұнтақтағыштың ең жоғарғы
өнімділігі және ең төменгі электр қуатының шығыны жүзім және қызанақ
сығындыларын ұнтақтағанда байқалды. Елегінің саңылауы 2, 3, 4, 5 мм
ұнтақтағыштың өнімділігі 0,2, 0,3, 0,4, 0,5 т/сағ, ал электр қуатының меншікті
шығыны 1,6; 1,4; 1,2; 1,1 кВт•сағ/т құрады. Кепкен картоп қалдығын
ұнтақтағанда
қызанақ
сығындысын
ұнтақтау
мен
салыстырғанда
ұнтақтағыштың өнімділігінің 8.....15,5 % – ға азайғаны, электр қуатының
меншікті шығынының 5.....14,5 % – ға көбейгені байқалды.
66
1 – жүзім сығындысы, 2 – қызанақ сығындысы, 3 – кепкен картоп қалдығы,
4 – өсімдік шаруашылығы қалдық өнімдерін өңдеген қоспасы
Сурет 7 – Жанама өнімдер мен құрғақ картоп қалдықтарының қоспасын
бір кезеңді ұнтақтаудың өнімділік пен электр қуатының меншікті шығынына
тәуелділігі
1 – жүзім сығындысы, 2 – қызанақ сығындысы, 3 – кепкен картоп қалдығы, 4 –
өсімдік шаруашылығы қалдық өнімдерінің қоспасы
Сурет 8 – Өнімділік пен электр қуатының меншікті шығынының жанама
өнімдер және жанама өнімдердің қоспасын екі сатылы ұнтақтауда
ұнтақтағыштың елек саңылауына тәуелділігі
67
1 – жүзім сығындысы, 2 – қызанақ сығындысы, 3 – кепкен картоп қалдығы,
4 – өсімдік шаруашылығы қалдық өнімдерін өңдеген қоспасы
Сурет 9 – Ұнтақтағыштың елек саңылауы диаметрінің өсімдік
шаруашылығының жанама өнімдерін бір сатылы (а) және екі сатылы (б)әдіспен
ұнтақтаудағы бөлшегінің орташа өлшеміне тәуелділігі
Электр қуатының аса көп шығыны және сәйкесінше ұнтақтағыштың ең
төмен өнімділігі кепкен картоп калдығын ұнтақтағанда байқалған. Электр
қуатының меншікті шығыны 1тонна картоп қалдығын ұнтақтағанда елек
ұяшығының диаметрі 1, 2, 3, 4, мм болғанда, 1,6; 1,4; 1,2; 1,0; 0,5 кВт сағат
тоннасын құрады, ал ұнтақтағыш өнімділігі 0,05; 0,1; 0,17; 0,25 және 0,3 тонна
сағатына болды. Ал электр қуатының ең аз шығыны мен ұнтақтағыштың
жоғары өнімділігі жүзім сығындысын (1-нұсқа) және қоспаны (4-нұсқаны)
ұнтақтауда байқалды.
Бір сатылы және екі сатылы ұнтақтау әдістерінің техникалық –
экономикалық қасиеттерін салыстыруда ең жоғары тиімділік ұнтақтағышқа
саңылауының өлшемі 4 мм електі орнатуда байқалды. Мысалы, құрғақ картоп
қалдықтарын ұнтақтағанда саңылауының өлшемі 4 мм електі қолдануда желінің
өнімділігі бір сатылы ұнтақтаумен салыстырғанда 17,8 % жоғары болды.
Сығындылар үшін бұл көрсеткіштер 16,7 және 12,8 %, қоспа үшін – 16,6 және
14,4 % құрады.
9 – суретте ұнтақталған өнімдердің гранулометриялық құрамы берілген.
Ұнтақталған жүзім сығындысы бөлшегінің өлшемі ірі және 0,93…1,2 мм
құрады. Құрғақ картоп қалдығының және қоспаның бөлшегінің өлшемі едәуір
кіші және 0,90…1,1 мм және 0,75…0,90 мм құрады.
Жанама өнімдердің қоспасын бір – және екі сатылы ұнтақтау әдістері
мынаны көрсетті, ұнтақталған қоспа бөлшегінің орташа өлшемі бір кезеңді
ұнтақтауда 1,5 мм, ал екі кезеңді ұнтақтауда 1,1 мм және біркелкі болды. Ауыл
шаруашылығы малдарына арналған құрама жем өндірісінде жанама өнімдердің
қоспасын екі кезеңді ұнтақтаудың тиімділігі өндірістік практикада толық
дәлелденді.
68
Жемдік қоспа дайындау оның құрамына жеткілікті мөлшерде құрауыш
қосумен шектелмейді. Құрама жемнің барлық көлеміне біркелкі араласқан
құрамы жағынан да біртекті болуы қажет. Сондықтан да қоспаның құрамының
біркелкілігі, оның сапасының да бірдей көрсеткішін қамтамасыз етеді, ал
біртекті араласпаған жағдайда жемдік қоспаның қоректік құндылығы әртүрлі
болады. Айырықша мән беретін құрауыштар олар биологиялық белсенділігі
жоғары дәрумендер, микроэлемент тұздары және басқалары, бұл
құрауыштарды құрама жем құрамына жемдік қоспамен бірге араластырады.
Құрауыштардың біркелкілігі араластыруға ыңғайлы болып келеді. Араластыру
үрдісі деп – араласқаннан кейінгі қоспаның біртектілігін айтамыз. Әртүрлі ауыл
шаруашылық малдарына арналған құрама жем өндіруде ең жоғарғы талаптар
қойылады.
Араластыру тиімділігін бағалау әдісі рецепт бойынша құрамына ең аз
мөлшерде кіретін құрауыштың мөлшерін анықтауға негізделген.
Құрама жем құрауыштарын араластыру – қоспа көлемі бойынша барлық
құрауыштардың біркелкі араласуын қамтамасыз ететін механикалық үдеріс.
Араластыру нәтижесінде құрауыштардың біркелкі қоспасы алынады. Жемнің
кез келген бөлігі( оның ішінде ең азы да) рецепт бойынша қарастырылған
барлық құрауыштарды сақтауы қажет. Бұны іске асыру өте қиын. Қоспаның
кез-келген бөлігіндегі құрауыштардың концентрациясын анықтау мүмкін емес,
өйткені барлық құрауыштардың қатынасын анықтайтын әдіс жоқ. Сондықтан
қоспаның біркелкілік дәрежесін құрама жем құрамына ең аз мөлшерде кіретін
бір немесе екі құрауыштар-индикаторлардың (мысалы, тұз, бор) біркелкі
таралуы бойынша бағалайды. Эксперименттік зерттеулер арқылы қоспа
құрамына ең аз мөлшерде кіретін бір құрауыштың біркелкі таралуы қоспаның
біркелкі таралуын сипаттайды.
Араластыру тиімділігін құрауыш-индикатордың таралуы бойынша мына
формуламен анықтайды [127, 156]:
(3.5)
мұндағы: Х
i
– i – сынамадағы құрауыш-индикатордың мөлшері (%);
Х
0
– қоспадағы құрауыш-индикатордың орташа арифметикалық мәні (%);
п – зерттелетін сынама саны.
Вариация коэффициентін былай анықтайды: қоспаның әр жерінен (10 кем
емес) сынамалар алып, ондағы құрауыш-индикатордың мөлшерін талдайды.
Берілген құрауыш мөлшерін біліп (рецепт бойынша) немесе орташа
арифметикалық мәнін табу арқылы вариация коэффициентін анықтайды.
Әр сынамадағы құрауыш-индикатордың мөлшері орташа арифметикалық
мәніне тең болса, вариация коэффициенті нөлге тең болады. Яғни, вариация
коэффициентінің мөлшері көп болған сайын қоспадағы құрауыштың таралуы
нашар болып саналады.
1
)
(
100
1
2
n
Хо
Хi
o
Vc
n
i
Х
69
Құрауыштардың физикалық – механикалық қасиеттерінің әртүрлі
болуынан сусымалды материалдардың араласуы дайын өнімнің қарама қарсы
үдерісін – сегрегацияны (қабаттардың пайда болуы) тудырады. Араласу үдерісі
күшін жояды, егер бөлшектердің араласуы мен сегрегация үдерістері
теңескенде. Бұл араласу ұзақтығымен анықталады. Араласу үдерісінің
аяқталуына сегрегация құбылысы жаңадан пайда болған кез жатады.
В.Э. Перельман [176] араласу біркелкілігін анықтауда негізгі құрауыш
ретінде ас тұзын қолдануды ұсынады. Жемдік қоспаның араласу тиімділігін
бағалау нәтижелері 14 – кестеде берілген.
Кесте 14 – Жемдік қоспа құрауыштарының араласу тиімділігін бағалау
нәтижесі
Сынама №
Сауын сиырларға арналған жемдік қоспа
1
2,41
2
2,32
3
2,19
4
2,33
5
2,67
6
2,22
7
2,19
8
2,3
9
2,01
10
2,14
Х
2,27
V
c
, %
10,5
Әдебиет деректері бойынша [177] егер вариациялау коэффициенті V < 3 %
болса, онда оның қоспа сапасы өте жақсы, ал 3 % < V < 7 % – жақсы, 7 % < V <
15 % – қанағаттанарлықты, V > 15 % – нашар деп бағаналады. Жемдік
қоспаның араласу біркелкілігі қанағаттанарлықты деп бағаланады.
Келтірілген кесте нәтижелерінен жемдік қоспаны араластырудағы
вариация коэффициентінің мәні 10,5% құрағаны көрінеді [178 – 181].
3.4 Жемдік қоспаны түйіршіктеудің оптималды параметрлерін
анықтау
Жемдік қоспаларды түйіршіктеу үрдісі бұл сусымалды ұсақ дисперсті
жемдік қоспа өнімінің белгілі бір бөлшектерін алдын – ала белгіленген
физикалық қасиеттерін өнімге механикалық әсер ету арқылы өзгерту.
Түйіршікті жем өндірісінің жалпы сызбасы жемдік қоспаларды ұнтақтау,
оларды араластыру, жемдік массаға байланыстырушы мен су қосу, белгілі
өлшемге дейін қоспаны сығымдаудан тұрады.
70
Түйіршікті
жемді
физикалық
қасиеттеріне
сай
(тұтқырлығы,
температурасы, ылғалдығы) қысу арқылы дайындайды. Бір мезгілде ылғал,
жылу мен механикалық қысым сығу камерасына беріледі, бұл матрица
арнасында қажетті ылғалдану мен жылуды, сонымен бірге түйіршік
қалыптастыруға септігін тигізеді.
Будың әсерінен жемдік қоспа бір жағынан құрылымдық – механикалық, ал
екінші жағынан биохимиялық өзгерістерге ұшырайды. Нәтижесінде тұтқыр,
тиімді, сығымдауға дайындалған өнімді аламыз.
Сығымдау үрдісі мынандай: механикалық қуат (ішкі және сыртқы
үйкеліске жұмсалады) пластикалы түрде серпімді деформацияға көшеді.
Нәтижесінде өнім 5 – 10
0
С ысиды. Жемдік азықты түйіршіктеу
құрауыштардың 15 – 17 % ылғалдылығында жақсы өтеді.
Түйіршіктеу нәтижесінде қоспаның кескіні мен физикалық – механикалық
қасиеті өзгереді. Ол үлкен көлемдік тығыздыққа өтеді, ағымы жақсарады,
тасымалдауға қолайлы болады. Температура әсерінен жемдік қоспаның негізгі
құрауыштары коллоидтық күйін өзгертеді, әртүрлі заттардың әсерінен таза
физикалық сипаттағы үрдіске өтеді. Түйіршіктеу кезінде сондай – ақ
гидротермиялық өңдеуге де түседі, дәнді азықтарда ішінара қант түзіледі [182,
183].
Сусымалы жемдік қоспаны түйіршіктеу параметрін табу үшін,
статистикалық жоспарлау көп факторлы эксперимент әдісін пайдалана отырып
зерттеулер жүргізілді.
Сығымдау үрдісінің тиімділігі кинематикалық және технологиялық
факторларға байланысты екені белгілі.
Түйіршіктеу үрдісі туралы ақпаратқа негізделген ауыл шаруашылық
малдарына арналған қоспаны түйіршіктеу мына фактоларрға негізделіп
таңдалды: бу беру қысымына, матрица мен білік ара қашықтығы,
байланыстырушы заттың сапасына, липидтің пайыздық енуіне байланысты.
Түйіршіктеу үрдісін сипаттайтын негізгі көрсеткіштер – дайын түйіршіктің
үгілгіштігі У
1,
қуат тұтыну У
2
. Екі оңтайландыру белгісін таңдау арқылы
түйіршіктеу үрдісінің тиімділігін бірмезгілде жұмыс істейтін факторлардың
әсерімен бағалау.
Жеміс, көкөніс өндірістерінің қалдық өнімдері – жүзім сығындысы, алма
сығындысы, картоп қалдығы негізінде дайындалатын жемдік қоспаны
түйіршіктеу үрдісіне әртүрлі факторлардың тигізетін әсерін зерттеу үшін
тәжірибені жоспарлаудың математикалық әдістері [184] қолданылды.
Математикалық модель тәжірибелер негізінде статистикалық әдістермен
алынған
регрессия
теңдеуі
күйінде
болады.
Зерттелетін
үрдістің
математикалық моделі екінші дәрежелі полином күйінде бейнеленеді:
k
i
j
i
j
i
ij
x
x
в
x
в
в
Y
1
1
1
0
....
, (3.6)
71
мұндағы: – b
0
– теңдеудің бос мүшесі, ол қарастырылатын факторлар
орташа, «нөлді» деңгейде болатын жағдайда лебіздің орташа шамасына тең;
х – функция лебізін анықтайтын және ауытқитын факторлардың шамасы;
i,j – факторлардың индексі;
b
i –
сызықтық мүшелердің коэффициенттері;
b
ij –
әрекеттесудің екіфакторлы коэффициенттері, олар біреуінің шамасы
өзгергенде екінші фактордың өзгеру дәрежесінің қаншаға өзгеретінін
көрсетеді;
b
ii
–
квадратты әсерлердің коэффициенттері, олар қарастырылатын
факторларға байланысты емес шешуші параметрдің сызықсыздығын
анықтайды.
Зерттелетін мәселе бойынша әдебиет деректері негізінде [185 - 187]
түйіршіктеу үрдісіне әсер ететін негізгі факторларға мыналар алынды:
х
1 –
берілген бу қысымы P, МПа;
х
2 –
жемдік қоспаның ылғалдығы ( W, %);
х
3 –
матрица мен білік аралығы, d, м.
Қоспаның ылғалдығы 14 – тен 20 % – ға дейін өзгертілді. 16 % төмен
ылғалдылықтағы өнімді түйіршіктеу электр қуатының меншікті шығынының
күрт жоғарылауына байланысты түйіршіктегіштің жұмысын бұзады, сонымен
қатар шикізаттың ылғалданбаған бөлшектері арасындағы үйкелу күшейіп,
материалдың жұмыс органына жабысып қалуын тудырып, машинаның
жұмысын тоқтатады.
20 % жоғары ылғалдылық өнім сапасын нашарлатады – түйіршік
жеткілікті тығыз, кеуекті емес және ылғалды болып шығады.
Жемдік қоспаның сапасы мына көрсеткіштермен бағаланды:
У
1 –
түйіршіктің үгілгіштігі, %; У
2 –
қуат тұтынуы, кВт∙сағ/т.
Жүргізілген зерттеулер нәтижесінде жемдік қоспаны түйіршіктеу
параметрлері үрдісінің жақсы жүруін қамтамасыз ететін ауытқу деңгейлері
алынды (кесте 14).
Кесте 14 – Зертханалық жағдайда жемдік қоспаны түйіршіктеудегі зерттелетін
параметрлер және олардың ауытқу деңгейлері
Код түріндегі реттелетін параметрлер
(табиғи)
Код күйіндегі деңгейлер
Ауытқу
аралығы
– 1
0
+1
x
1
– берілген бу қысымы P, МПа
0,2
0,3
0,4
0,1
х
2
–
жемдік қоспаның ылғалдылығы
(W, %)
14
17
20
3
x
3
– матрица мен білік аралығы d, м
3·10
– 4
5·10
– 4
7·10
– 4
2·10
– 4
Жемдік қоспаны түйіршіктеу үрдісін модельдеуде регрессиялық әдістерді
тиімді қолданудың негізгі алғы шарты мыналарда:
72
– аргументтің әрбір белгіленген мәнінде шартты дисперсия не тұрақты
болуы керек, немесе аргументтің белгілі функциясына пропорционалды болуы
керек;
– бақылаудың жүйелі қатарының нәтижелері бір – біріне байланысты
болмауы тиіс, яғни алдыңғы бақылаудың нәтижелері соңғы нәтижеге әсер
етпеуі керек;
– аргумент сапасы ретінде қабылданған көрсеткіштерді өлшеу қателіктері
тәуелді айнымалыларды өлшеу қателіктерінен аз болуы керек.
Көптеген факторлардың әрекеттесуінде жүретін күрделі технологиялық
үрдістерді зерттегенде осы үрдістерді оптимизациялау мәселесін шешу әдісін
таңдаудың маңызы зор.
Бұл мәселені шешуде тәжірибелік зерттеулердің озық әдістерін қолдану
тиімді болып табылады. Бұндай әдістерге тәжірибені эксперменталды
жоспарлау әдісі жатады, ол тәжірибенің анық бағытталуын қамтамасыз етіп,
ізденушінің еңбек өнімділігін жоғарылатады. Сонымен қатар бұл әдістерді
қолдану лебіз функциясының тәжірибелік мәндерінің шынайылығын
арттырады, яғни тәжірибенің өнімділігін жоғарылатады. Осындай әдіске Бокс –
Бенкиннің «тік көтерілу» әдісі жатады (15 кесте).
Кесте 15 – Бокс – Бенкиннің стандартты жоспары және жемдік қоспаны
түйіршіктеу параметрлерін тәжірибелік зерттеу нәтижелері
Тәжірибе
№
Параметр
Түйіршіктер
үгілгіштігі Y
1
, %
Қуат тұтынуы Y
2
,
кВт·сағ/т
x
1
x
2
x
3
1
2
3
4
5
6
1
– 1
– 1
– 1
9,90
10,3
2
– 1
– 1
0
9,60
10
3
– 1
– 1
1
9,00
9,3
4
– 1
0
– 1
10,40
11
5
– 1
0
0
11,00
10,8
6
– 1
0
1
11,60
11,2
7
– 1
1
– 1
14,00
12
8
– 1
1
0
12,80
11,6
9
– 1
1
1
13,20
12,4
10
0
– 1
– 1
10,70
14,6
11
0
– 1
0
8,40
13,7
12
0
– 1
1
9,20
13,9
13
0
0
– 1
10,00
13,6
14
0
0
0
7,00
9,2
15
0
0
1
8,20
9,9
16
0
1
– 1
9,60
13,3
17
0
1
0
8,00
9,6
18
0
1
1
8,20
9,8
73
15 – кестенің жалғасы
1
2
3
4
5
6
19
1
– 1
– 1
15,60
16,7
20
1
– 1
0
12,90
15,8
21
1
– 1
1
12,60
16,2
22
1
0
– 1
14,10
15,9
23
1
0
0
12,00
14,8
24
1
0
1
15,60
16,7
25
1
1
– 1
12,90
15,8
26
1
1
0
12,60
16,2
27
1
1
1
14,10
15,9
Жемдік қоспаны түйіршіктеу үрдісінің көрсеткіштерін сипаттайтын негізгі
параметрлерді бағалау тәжірибелердің мәліметтері бойынша жүргізілді.
Әрбір көрсеткіш үшін негізгі статистикалық көрсеткіштер: орналасу
өлшемдері – арифметикалық орта М, орташа қателік m, медиана (med), мода
(mod); шашырату шаралары – дисперсия s
2
, стандартты (орташа квадратты)
ауытқу s, ең аз (min – минимум), ең көп (max – максимум) мәндер мен
таңдаулы мәліметтердің ауқымы L; форма өлшемдері – асимметрияның А және
эксцестің Е стандартты көрсеткіштері, вариация коэффициенті V анықталды
(кесте 16)
Кесте 16 – Жемдік қоспаны түйіршіктеудің статистикалық параметрлерінің
нәтижелері
Статистикалық
сипаттамалары
Шартты
белгілеу
Параметр
Y
1
Y
2
P
W
d
Бақылау көлемі
N
27
27
27
27
27
Арифметикалық
орташа
M
0,3
17
17
11,230
12,970
Стандартты қате
m
0,02
0,48
0,0005
0,466
0,505
Медиана
med
0,3
17
0,0005
11
13,3
Мода
mod
0,2
14
0,0003
9,6
16,7
Стандартты ауытқу
s
0,083
2,5
0,0002
2,419
2,625
Үлгідегі дисперсия
s
2
0,007
6,23
0,000
5,852
6,889
Эксцесс
E
– 1,56 – 1,56 – 1,560 – 0,986 – 1,559
Асимметрия
A
0,000
0,000
0,000
0,121
0,010
Құлаш
R
0,2
6
0,0004
8,6
7,5
Минимум
min
0,2
14
0,0003
7
9,2
Максимум
max
0,4
20
0,0007
15,6
16,7
Вариация
коэффициенті V, %
V
27,74
14,71
33,28
21,54
20,24
74
Жемдік қоспаны түйіршіктеудің реттелетін параметрлерінің регрессиялық
талдауының нәтижелері 17 кестеде көрсетілген.
Кесте 17 – Жемдік қоспаны түйіршіктеудің реттелетін параметрлерінің
регрессиялық талдауының нәтижелері
Фактор Регрессия
коэффи –
циенті
Стандарт
ты қате
Стьюдент
t –
критерийі
p –
маңызды
лық
деңгейі
95% – дық
Сенімділік
межелері
төмеңгі
жоғарғы
Y
1
– Түйіршіктер үгілгіштігі, %
–
7,92963
0,559967
14,16090
0,000000
6,74820
9,111056
x
1
1,16111
0,259214
4,47935
0,000330
0,61422
1,708005
2
1
x
3,62778
0,448972
8,08019
0,000000
2,68053
4,575026
x
2
0,41667
0,259214
1,60742
0,126375
– 0,13023 0,963561
2
2
x
0,19444
0,448972
0,43309
0,670396
– 0,75280 1,141693
x
3
– 0,30556 0,259214 – 1,17878 0,254723 – 0,85245 0,241338
2
3
x
1,12778
0,448972
2,51191
0,022395
0,18053
2,075026
x
1
x
2
– 1,08333 0,317471 – 3,41238 0,003318 - 1,75314 - 0,41352
x
1
x
3
0,01667
0,317471
0,05250
0,958744
– 0,65314 0,686472
x
2
x
3
0,36667
0,317471
1,15496
0,264083 – 0,30314
1,036472
Y
2
– Қуат тұтынуы, кВт·сағ/т
–
10,99259
0,736240
14,93072
0,000000
9,43926
12,54592
x
1
2,52222
0,340813
7,40061
0,000001
1,80317
3,24127
2
1
x
1,52222
0,590305
2,57870
0,019520
0,27679
2,76766
x
2
– 0,2166
0,340813 – 0,63573
0,533415 – 0,93572
0,50239
2
2
x
0,60556
0,590305
1,02583
0,319346 – 0,63988
1,85099
x
3
– 0,4388
0,340813
– 1,28777 0,215081 – 1,15794 0,28016
2
3
x
0,83889
0,590305
1,42111
0,173369 – 0,40655
2,08432
x
1
x
2
– 0,6000
0,417409
– 1,43744 0,168745 – 1,48066 0,28066
x
1
x
3
0,06667
0,417409
0,15972
0,874988 – 0,81399
0,94732
x
2
x
3
– 0,0666
0,417409
– 0,15972 0,874988 – 0,94732 0,81399
Тәжірибені статистикалық өңдеудің нәтижесінде жемдік қоспадағы
түйіршіктер үгілгіштігі мен қуат тұтынуы таңдап алынған факторларға
байланыстылығын көрсететін регрессия теңдеулері алынды:
Түйіршіктер үгілгіштігі, %
75
Y
1
= 7,92963 + 1,16111 x
1
+ 3,62778
2
1
x + 0,41667 x
2
+ 0,19444
2
2
x – 0,30556
x
3
–
+ 1,12778
2
3
x – 1,08333 x
1
x
2
+ 0,01667 x
1
x
3
+ 0,36667x
2
x
3
(3.7)
Қуат тұтынуы, кВт·сағ/т
Y
2
= 10,99259 + 2,52222 x
1
+ 1,52222
2
1
x – 0,21667 x
2
+ 0,60556
2
2
x – 0,43889
x
3
+ 0,83889
2
3
x – 0,60000 x
1
x
2
+ 0,06667 x
1
x
3
– – 0,06667 x
2
x
3
(3.8)
Регрессия теңдеулерін талдау қарастырылатын үрдіске ең маңызды
факторларды анықтауға мүмкіндік береді.
Алынған нәтижелер бойынша Стьюденттің t – критерийі, p –
маңыздылық деңгейі статистикалық өңдеудің нәтижесінде жемдік қоспадағы
түйіршіктер үгілгіштігі мен қуат тұтынуының мәнділігін анықтайды.
Түйіршіктер ұнтақталуы, %
Y
1
= 8,0 + 1,16 x
1
+3,63
2
1
x + 0,42x
2
+ 0,195
2
2
x – 0,31x
3
+ 1,13
2
3
x – 1,08 x
1
x
2
+ 0,37x
2
x
3
Мұнда х
1
,
2
1
x , x
2,
2
2
x , x
2
x
3,
коэфициенттерінің маңыздылық деңгейі p < 0,05.
Түйіршіктің үгілгіштігіне жағымды әсер етеді, ал x
3,
x
1
x
2
кері әсерін тигізеді.
Қуат тұтынуы, кВт·сағ/т
Y
2
= 11 + 2,52x
1
+ 1,52
2
1
x – 0,44 x
3
+ 0,84
2
3
x – 0,60 x
1
x
2
Қуат тұтынуына келсек, x
1
,
2
1
x
,
2
3
x
жағымды әсер етеді, x
3
, x
1
x
2
кері әсер
етеді.
Түйіршіктелген жемдік қоспаның параметрлеріне түйіршіктердің
үгілгіштігі мен қуат тұтынуы әсерін бағалауда Парето диаграммасы 10 суретте
көрсетілген.
76
Y
1
– Түйіршіктер үгілгіштігі, % ; Y
2
– Қуат тұтынуы, кВт·сағ/т
Сурет 10 – Түйіршіктелген жемдік қоспаның параметрлеріне түйіршіктердің
үгілгіштігі мен қуаттұтынуы әсерін бағалауда Парето диаграммасы
Жемдік қоспаны түйіршіктеудің реттелетін параметрлерінің дисперсиялық
талдауының нәтижелері 18 кестеде көрсетілген.
Кесте 18 – Жемдік қоспаны түйіршіктеудің реттелетін параметрлерінің
дисперсиялық талдауының нәтижелері
Дисперсия көзі Квадратта
р қосын
дысы SS
Еркіндік
дәреже
саны df
Орташа
квадрат MS
Орташа
квадраттың
қатынасы F
Маңызды-
лығы F
1
2
3
4
5
6
Y
1
– Түйіршіктер үгілгіштігі, %
(1) P, МПа L+ Q 103,2319
2
51,61593
28,46932
0,000001
(2) W, % L+ Q
3,3519
2
1,67593
0,92437
0,413080
(3) d, мм L+ Q
9,3119
2
4,65593
2,56803
0,101702
Regression (SSR) 115,8957
6
57,94779
31,96172
0,514783
Error (SSE)
36,2607
20
1,81304
Total SS (SST)
152,1563
26
Y
2
– Қуат тұтынуы, кВт·сағ/т
(1) P, МПа L+ Q 128,4119 2
64,20593
32,12736
0,000001
(2) W, % L+ Q
3,0452
2
1,52259
0,76187
0,479867
77
18 –кестенің жалғасы
1
2
3
4
5
6
(3) d, мм L+ Q
7,6896
2
3,84481
1,92387
0,172119
Regression (SSR) 139,1467
6,0000
69,5733
34,8131
0,6520
Error (SSE)
39,9696
20
1,99848
Total SS (SST)
179,1163
26
18 – кестеде көрсетілген дисперсиялық талдаудың нәтижесі бойынша
мына жағдайды ескеру қажет: дисперсиялық қатынастардың мәндерінің 76,17
% және 77,69 % болуы эксперимент нәтижелерінің дисперсия моделіне
бағынатынын көрсетеді.
Түйіршіктердің үгілгіштігі үшін
115,8957
152,1563
100%
100%
76,17%
R
T
SS
SS
(3.9)
Қуат тұтынуы үшін
139,1467
100%
100%
77, 69%
179,1163
R
T
SS
SS
(3.10)
STATISTICA жүйесінің «Таратуды дұрыстау» модулі мен статистикалық
графиктерді қолдана отырып дұрыс заң үшін гистограммалар мен қисық
сызықтар тұрғызылды, сонымен қатар Колмогоров – Смирнов D және Шапиро
– Уилк SW – W келісімдерінің шамалары есептелінді, олар клетчатка мөлшері
мен қуаттың меншікті шығыны үшін 11 – 16 суреттерінде берілген.
Бұл суреттердегі статистикалық өңдеудің нәтижесінде жемдік қоспадағы
түйіршіктер үгілгіштігі мен қуат тұтынуы эмпириялық дұрыс таралу қисығына
ұқсас, ал ол түйіршіктің үгілгіштігі мен қуаттың меншікті шығыны үшін
алынған D және SW – W шамалары бойынша дұрыс болып табылады.
Жемдік қоспадағы түйіршіктер ұнтақталуының берілген бу қысымы мен
жемдік қоспаның ылғалдылығы байланысының кеңістіктегі көрінісі 11 және 12
суреттерде көрсетілген.
Ал, 13 және 14 суреттерінде жемдік қоспадағы түйіршіктер үгілгіштігінің
жемдік қоспаның ылғалдылығы мен матрица мен білік аралығы байланысының
кеңістіктегі көрінісі көрсетілген.
Қуат тұтынуының жемдік қоспаның ылғалдылығы мен матрица мен білік
аралығы байланысының кеңістіктегі көрінісі 15 және 16 суреттерде
көрсетілген.
Осы суреттердегі оң жақта орналасқан түрлі түсті белгілер бойынша
жемдік қоспадағы түйіршіктер үгілгіштігінің және қуат тұтынуының
78
функцияларының берілген бу қысымы, жемдік қоспаның ылғалдылығы және
орама мен өліп арасындағы алшақтық байланысының ең кіші мәндерін
анықтауға болады.
Бұл құрылған кеңістік және тең деңгейдегі желілер көрінісі жемдік
қоспадағы
түйіршіктер
ұнтақталуының
және
қуат
тұтынуының
функцияларының берілген бу қысымы, жемдік қоспаның ылғалдылығы және
матрица мен білік арасының алшақтық байланысының үйлесімді
параметрлерін анықтауға мүмкіндік береді.
Сурет 11 – Жемдік қоспадағы түйіршіктер үгілгіштігінің берілген
бу қысымы мен жемдік қоспаның ылғалдылығына байланысының
кеңістіктегі көрінісі
79
Сурет 12 – Жемдік қоспадағы түйіршіктер үгілгіштігінің берілген
бу қысымы мен жемдік қоспаның ылғалдылығына байланысының
тең деңгейдегі желілер көрінісі
Сурет 13 – Жемдік қоспадағы түйіршіктер үгілгіштігінің жемдік
қоспаның ылғалдылығы мен матрица мен білік аралығына
байланысының кеңістіктегі көрінісі
80
Сурет 14 – Жемдік қоспадағы түйіршіктер үгілгіштігінің жемдік қоспаның
ылғалдылығы мен матрица мен білік аралығына байланысының тең деңгейдегі
желілер көрінісі
Сурет 15 – Қуат тұтынуының жемдік қоспаның ылғалдығы мен матрица мен
білік аралығына байланысының кеңістіктегі көрінісі
81
Сурет 16 – Қуат тұтынуының жемдік қоспаның ылғалдылығы мен матрица мен
білік аралығына байланысының тең деңгейдегі желілер көрінісі
Y
1
және Y
2
мәндерінің оптималды мәндерін анықтау үшін (3.7) және (3.8)
регрессия теңдеулерін және тәуелсіз айнымалылардың екі жақты төменгі және
жоғарғы шектеулерін пайдалана отырып мынадай екі оптималды есептің
шешімін қарастырамыз.
Жемдік қоспадағы түйіршіктер үгілгіштігінің минимумын анықтау керек
Y
1
, % (Y
1
→ min)
1
1
1
2
3
,
1, 2,3;
( , , )
min;
min
max
i
i
i
i
Y
f x x x
x
x
x
(3.11)
Қуат тұтынуының минимумын анықтау керек
Y
2
, кВт – сағ/т (Y
2
→ min)
2
2
1
2
3
,
1, 2,3.
( , , )
min;
min
max
i
i
i
i
Y
f x x x
x
x
x
(3.12)
(3.11) және (3.12) теңдеулер жүйелері тездетіп түсіру әдісі арқылы
шешілген. Оның нәтижелері 22 – кестеде көрсетілген.
Сонымен, Y
1
– жемдік қоспадағы түйіршіктер үгілгіштігі мен Y
2
– қуат
тұтынуы стационарлық нүкте координаттары (оптималды варианттары)
нәтижелері 19 кестеде көрсетілген.
82
Кесте 19 – Y
1
– жемдік қоспадағы түйіршіктер үгілгіштігімен Y
2
– қуат
тұтынуы стационарлық нүкте координаттары
Отклик
Стационарлық нүкте координаттары
Функция
мәні
X
1
– берілген
бу қысымы P,
МПа
X
2
– жемдік
қоспа – ның
ылғалдығы
(W, %)
X
3
– матрица
мен білік
аралығы
d, 10
– 4
м
Y
1
, % (Y1 → min)
0,2
14
7·10
– 4
18
Y
2
, кВт·сағ/т (Y2
→ min)
0,4
20
3·10
– 4
18,495
Түйіршіктелген жемдік қоспаның параметрлеріне түйіршіктер үгілгіштігі
мен қуат тұтынуы әсерін бағалауда компромистік шешім ретінде табылған
оптималды мәндердің орта мәндерін қабылдаймыз:
*(1)
*(2)
*(1)
*(2)
*(1)
*(2)
*
*
*
3
3
1
1
2
2
1
2
1
0,3;
17;
0, 0005.
2
2
2
x
x
x
x
x
x
x
x
x
Оптимизациялау нәтижесінде, ірі қара үшін түйіршіктелген жемдік
қоспаның параметрлері алынды:
x
1
– берілген бу қысымы P,
-
x
1
= 0,3 МПа;
x
2 –
жемдік қоспаның ылғалдығы
-
x
2
= 17 %;
x
3
– матрица мен білік аралығы d,
-
x
3
= 5·10
– 4
м немесе 5мм болды.
Оптималдық критерийдің мәндері мынадай болады
Түйіршіктер үгілгіштігі,
-
Y
1
= 18 % ;
Қуат тұтынуы, кВт·сағ/т
-
Y
2
= 18,495 кВт
· сағ/т.
Достарыңызбен бөлісу: |