Экспериментально-теоретические исследования движения молока и воздуха в молоковыводящем тракте доильного аппарата

В статье на основании сплошной модели пробкового течения двухфазной среды выполнен теоретический анализ процесса движения молока из молочной камеры коллектора по молочному шлангу до молокопровода. Получены аналитические выражения, позволяющие определять величины падения давления на нисходящем и восходящем участках молочного шланга. По результатам теоретического анализа для двухтактного аппарата попарного действия выявлена линейная зависимость (R² = 0,9965) между падением давления в молочном шланге и интенсивностью молоковыведения. Экспериментальные исследования величины падения давления в молочном шланге доильного аппарата, выполненные в коровнике на 200 голов одного из передовых предприятий Кировской области, подтвердили весьма тесную связь (R² = 0,9967) между текущей интенсивностью молоковыведения и падением давления в молочном шланге при движении молоковоздушной смеси. Во всем диапазоне варьирования интенсивности молоковыведения потери давления на нисходящем участке изменялись в диапазоне Δр_тр12 = 0,85…1,47 Па. По абсолютному вкладу в общие потери давления Δр_1-3 = 8293,80…12705,32 Па подавляющее влияние оказывают потери давления на преодоление сил тяжести на восходящем участке молочного шланга Δр_гр = 6611,31…10992,27 Па. Результаты расчетов падения давления в молочном шланге, выполненные по предлагаемому в статье алгоритму, укладываются в доверительной интервал экспериментального измерения падения давления с 5% уровнем значимости. Использование результатов работы позволит прогнозировать потери давления в молочном шланге в зависимости от интенсивности молоковыведения и учитывать результаты расчетов при проектировании доильных аппаратов и разработке их алгоритмов функционирования для доения высокоудойных коров.

давление, двухфазная среда, интенсивность молоковыведения, коллектор, молоковоздушная смесь, молокопровод, молочный шланг, пробковое и расслоенное движение

1. Федоренко В. Ф., Мишуров Н. П., Маринченко Т. Е., Тихомиров А. И. Анализ состояния и перспективы улучшения генетического потенциала крупного рогатого скота молочных пород: науч. аналит. обзор. М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2019. 108 с. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=37393601

2. Цой Ю. А. Процессы и оборудование доильно-молочных отделений животноводческих ферм. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2010. 424 с.

3. Шулятьев В. Н., Рылов А. А. Машинное доение коров (Привязное содержание): монография. Киров: ООО ЛОБАНЬ, 2017. 198 с. Режим доступа: https://search.rsl.ru/ru/record/01009532413

4. Ульянов В. М. Вопросы теории машинного доения. Рязань, 2006. 112 с. Режим доступа: https://search.rsl.ru/ru/record/01003357569

5. Кирсанов В. В. Структурно-технологическое обоснование эффективности построения и функционирования доильного оборудования: монография. Княгинино: НГИЭИ, 2012. 396 с. Режим доступа: https://znanium.com/catalog/product/421621

6. Hamman J., Main G. A., Wetzel S. Teat tissue reactions to milking. Effects of vacuum level. Journal of Daiiy Science. 1993;76(4):1041-1045. DOI: https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(93)77432-9

7. Ужик В. Ф., Кузьмина О. С., Китаёва О. В., Некипелов С. И. Переносной манипулятор с почетвертным управляемым режимом доения коров. Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. 2019;(4(36)):51-56. Режим доступа: http://vniimzh.ru/images/material/Magazines/n36.pdf

8. Экхорутовен О. Т., Медведев Г. Ф. Неконтагиозный мастит у коров. Актуальные проблемы ветеринарного акушерства и репродукции животных: мат-лы Междунар. науч.-практ. конф. Горки: БСХА, 2013. С. 458-464. Режим доступа: http://elc.baa.by/upload/science/vet-akushersvo-materialy.pdf

9. Кирсанов В. В., Милешина О. В. Способы и технические средства определения ранней диагностики мастита у коров и отделения аномального молока в потоке при доении на доильных установках. Научные труды ГНУ ВНИИМЖ Россельхозакадемии. 2011;22(2(2)):79-85. Режим доступа: http://vniimzh.ru/images/material/Magazines/n2.pdf

10. Сафиуллин Н. А., Хазипов Н. Н., Шайдуллин М. З., Загидуллин Л. Р., Каюмов Р. Р., Волков Р. А. Машинное доение коров – искусство. Казань: Печатный двор, 2013. 107 c.

11. Рылов А. А., Шулятьев В. Н., Конопельцев И. Г. Доильный аппарат: пат. №154881 (Российской Федерация). №2015113650/13: заявл. 13.04.15; опубл. 10.09.15. Бюл. №25. 2 с. Режим доступа: https://yandex.ru/patents/doc/RU154881U1_20150910

12. Соловьев С. А., Карташов Л. П. Исполнительные механизмы системы «человек-машина-животное». Екатеринбург: УрОРАН, 2001. 179 с. Режим доступа: https://search.rsl.ru/ru/record/01000739079

13. Мамаев А. А., Одишария Г. Э., Клапчук О. В., Точилин А. А., Семенов Н. И. Движение газожидкостных смесей в трубах. М.: Недра, 1978. 270 с. Режим доступа: http://www.geokniga.org/books/9838

14. Цой Ю. А., Мамедова Р. А. Параметры пробкового режима течения жидкости в молокопроводе при промывке. Техника в сельском хозяйстве. 2007;(2):3-4.

15. Тильман Хефельмайр, Якоб Майер Юн (ДЕ) Способ измерения расхода молока и устройство для его осуществления: пат. №2093982 (Российской Федерация). №5011377/02: заявл. 26.03.1992; опубл. 27.10.1997. Бюл. №37. 11 с. Режим доступа: https://yandex.ru/patents/doc/RU2093982C1_19971027

16. Карташов Л.П. Машинное доение коров. М.: Колос, 1982. 301 с. Режим доступа: https://search.rsl.ru/ru/record/01001110834