В сельскохозяйственном производстве значительную часть машин, вертикально перемещающих материал, составляют винтовые транспортеры.
На спирально-винтовом вертикальном транспортере диаметром кожуха 27,5 мм, диаметром спирального винта 25мм, диаметром проволоки 3 мм проведены экспериментальные исследования для жидкости плотностью ρ = 1104 кг/м3 и вязкостью ν = 2,76·10-6м2/с.
По данным эксперимента было построено уравнение регрессии, достоверно описывающие характер изменения зависимости производительности Q транспортера от частоты вращения спирали п и шага винта s:
Q = 7,75·10-3 ns - 1,26·10-4 п2 + 0,76 n - 1,57 s2 + 69,2 s -2·103.
Графически уравнение представлено в форме поверхности отклика (рис. 1).
Из графика видно, что максимальная производительность при транспортировании, полученная методом классической оптимизации, достигается при частоте вращения n = 4·103мин1, шаге винта s = 32 мм.
Рисунок 1. Экспериментальная зависимость производительности вертикального спирально-винтового транспортера Q (кг/ч) от частоты вращения п (мин-1) и шага винта s (мм)
Оценка эффективности работы спирально-винтового транспортера по производительности будет не полной без учета удельных энергозатрат. Для этого были получены данные и построены уравнения регрессии, описывающие характер изменения зависимости удельных энергозатрат N (Вт·с/кг) транспортируемого материала от частоты вращения спирали п (мин-1) и шага винта s (мм):
N = -1,82·10-5 ns - 2,06·10-7 п2 - 1,04·10-3 n + 3,11·10-3 s2 - 0,11 s +3,71.
Минимальное значения удельных энергозатрат при транспортировании, полученное методом классической оптимизации достигается при частоте вращения n = 3,8·103 мин1, шаге винта s = 29,3 мм. Совмещая данные по производительности и удельным энергозатратам, получены оптимальные показатели работы вертикального спирально-винтового транспортера. Для жидкости вязкостью ν =2,76·10-6м2/с при n = 4·103мин1 и шаге винта s = 30 мм. Q = 617 кг/ч; N = 0,07 Вт·с/кг.
Таким образом, установлены оптимальные режимные параметры вертикального спирально-винтовой установки, обеспечивающие наибольшую производительность подъема при условии минимального значения удельных энергозатрат.