Експериментальне дослідження процесу подрібнення твердих побутових відходів під час зневоднення шнековим пресом

Abstract

Експериментальне дослідження процесу подрібнення твердих побутових відходів під час зневоднення шнековим пресом є актуальною науково-технічною задачею як одної зі складових для вирішення проблеми створення основ проектування високоефективних робочих органів машин для збирання та первинної переробки твердих побутових відходів. Метою дослідження є визначення регресійних моделей показників технологічного процесу подрібнення твердих побутових відходів під час зневоднення у сміттєвозі шнековим пресом від основних параметрів впливу. Під час дослідження проаналізовано літературні джерела, використано метод ситового аналізу, а також планування експерименту методом Бокса–Уілсона другого порядку. Аналіз літературних джерел, у яких розглянуто поводження з твердими побутовими відходами, підтвердив необхідність їхнього подрібнення. Проведено експериментальне дослідження процесу подрібнення твердих побутових відходів під час зневоднення шнековим пресом. Отримано адекватні квадратичні регресійні залежності таких показників процесу подрібнення як залишок на ситі та енергоємності подрібнення твердих побутових відходів від основних параметрів впливу: середнього розміру частинок, початкової відносної густини твердих побутових відходів, діаметра осердя шнека на останньому витку. Перевірка адекватності регресійних моделей проводилась за критерієм Фішера, а значимості коефіцієнтів регресій — за критерієм Стьюдента. Отримані регресійні моделі можуть бути використані під час створення методики інженерних розрахунків параметрів машин та механізмів для подрібнення твердих побутових відходів як складової науково-технічних основ проектування високоефективних робочих органів машин для збирання та первинної переробки твердих побутових відходів. Побудовано поверхні відгуків цільових функцій — залишку на ситі та енергоємності подрібнення твердих побутових відходів та їхні двомірні перерізи в площинах параметрів впливу, які дозволяють наочно проілюструвати залежність даних цільових функцій від окремих параметрів впливу.

Experimental investigation of the milling process of solid domestic wastes during dewatering by the auger press is an urgent scientific and technical task as one of the components for solving the problem of creation of scientific and technical bases for designing highly efficient working bodies of machines for collecting and primary processing of solid domestic wastes. The purpose of the investigation is to determine the regression models of indicators of technological milling process of solid domestic wastes during dewatering in a garbage truck with the auger press from the main parameters of influence. The investigation used the method of analysis of literary sources, the method of sieve analysis, as well as the planning of the experiment by the Box–Wilson method of the second order. The analysis of literary sources on solid domestic wastes management confirmed the need for their milling. There has been conducted the experimental investigation of the milling process of solid domestic wastes during dewatering by the auger press. Adequate quadratic regression dependences of such indicators of the milling process as the residue on the sieve and the energy intensity of milling of solid domestic wastes were obtained from the main parameters of influence, such as average particle size, initial relative density of solid domestic wastes, diameter of the auger core at the last coil. The adequacy of the regression models was verified according to the Fisher criterion and the significance of the regression coefficients by the Student criterion. The obtained regression models can be used to create a methodology for engineering calculations of the parameters of machines and mechanisms for mill-ing solid domestic wastes as a component of the scientific and technical basis of designing highly efficient working bodies of machines for the collection and primary processing of solid domestic wastes. The response surfaces of the target functions is constructed — the residue on the sieve and the energy intensity of milling of solid domestic wastes and their two-dimensional cross sections in the planes of the impact parameters, which allow to clearly illustrate the dependence of these target functions on the individual impact parameters.

Экспериментальное исследование процесса измельчения твердых бытовых отходов при обезвоживании шне-ковым прессом является актуальной научно-технической задачей, как одной из составляющих для решения про-блемы создания основ проектирования высокоэффективных рабочих органов машин для сбора и первичной пере-работки твердых бытовых отходов. Целью исследования является определение регрессионных моделей пока-зателей технологического процесса измельчения твердых бытовых отходов при обезвоживании в мусоровозе шнековым прессом от основных параметров влияния. При исследовании проанализированы литературные ис-точники, использован метод ситового анализа, а также планирование эксперимента методом Бокса–Уилсона второго порядка. Анализ литературных источников, описывающих обращение с твердыми бытовыми отхода-ми, подтвердил необходимость их измельчения. Проведено экспериментальное исследование процесса измель-чения твердых бытовых отходов при обезвоживании шнековым прессом. Получены адекватные квадратичные регрессионные зависимости таких показателей процесса измельчения как остаток на сите и энергоемкости измельчения твердых бытовых отходов от основных параметров влияния: среднего размера частичек, началь-ной относительной плотности твердых бытовых отходов, диаметра сердечника шнека на последнем витке. Проверка адекватности регрессионных моделей проводилась по критерию Фишера, а значимости коэффициен-тов регрессий — по критерию Стьюдента. Полученные регрессионные модели могут быть использованы при создании методики инженерных расчетов параметров машин и механизмов для измельчения твердых бытовых отходов как составляющей научно-технических основ проектирования высокоэффективных рабочих органов машин для сбора и первичной переработки твердых бытовых отходов. Построены поверхности откликов целе-вых функций — остаток на сите и энергоемкости измельчения твердых бытовых отходов и их двухмерные сечения в плоскостях параметров влияния, позволяющие наглядно проиллюстрировать зависимость этих целе-вых функций от отдельных параметров влияния.