Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Обоснование параметров глубокого пневмосепарирующего канала для очистки семян от трудноотделимых примесей Хамуев Виктор Геннадьевич

Обоснование параметров глубокого пневмосепарирующего канала для очистки семян от трудноотделимых примесей
<
Обоснование параметров глубокого пневмосепарирующего канала для очистки семян от трудноотделимых примесей Обоснование параметров глубокого пневмосепарирующего канала для очистки семян от трудноотделимых примесей Обоснование параметров глубокого пневмосепарирующего канала для очистки семян от трудноотделимых примесей Обоснование параметров глубокого пневмосепарирующего канала для очистки семян от трудноотделимых примесей Обоснование параметров глубокого пневмосепарирующего канала для очистки семян от трудноотделимых примесей Обоснование параметров глубокого пневмосепарирующего канала для очистки семян от трудноотделимых примесей Обоснование параметров глубокого пневмосепарирующего канала для очистки семян от трудноотделимых примесей Обоснование параметров глубокого пневмосепарирующего канала для очистки семян от трудноотделимых примесей Обоснование параметров глубокого пневмосепарирующего канала для очистки семян от трудноотделимых примесей Обоснование параметров глубокого пневмосепарирующего канала для очистки семян от трудноотделимых примесей Обоснование параметров глубокого пневмосепарирующего канала для очистки семян от трудноотделимых примесей Обоснование параметров глубокого пневмосепарирующего канала для очистки семян от трудноотделимых примесей
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Хамуев Виктор Геннадьевич. Обоснование параметров глубокого пневмосепарирующего канала для очистки семян от трудноотделимых примесей : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.01 / Хамуев Виктор Геннадьевич; [Место защиты: Всерос. науч.-исслед. ин-т механизации сел. хоз-ва].- Москва, 2008.- 150 с.: ил. РГБ ОД, 61 08-5/1527

Содержание к диссертации

Введение

Глава I. Современное состояние вопроса 10

1.1. Анализ пневмосепарирующих систем зерноочистительных машин 10

1;2. Сепарация зернового материала в пневмосепарирующих каналах с восходящим воздушным потоком 22

Глава II. Теоретические исследования пневмосепара-ции зернового материала в восходящем воздушном потоке 32

Глава III. Программа и методика экспериментальных исследований 43

3.1. Программа исследований 43

3.2. Экспериментальные установки, оборудование и приборы 43

3.2.1. Экспериментальная установка для исследования распределения скорости воздушного потока в глубоком пневмосепари-рующем канале 43

3.2.2. Лабораторная установка для исследования разделения зернового материала в глубоком пневмосепарирующем канале с барьерами 47

3.2.3. Прибор для определения скорости витания зерновок 50

3.2.4. Сепарирующие установки для проведения сравнительных исследований 52

3.2.5. Контрольно-измерительные приборы 57

3.3. Методика экспериментальных исследований 61

3.3.1. Схема проведения экспериментов 61

3.3.2. Методика проведения опытов при исследовании распределения семян и примеси исходного материала по скорости витания 64

3.3.3. Методика проведения опытов при исследовании распределения скорости восходящего воздушного потока в глубоком пневмосепарирующем канале (без барьеров и с барьерами) при различной удельной зерновой нагрузке 65

3.3.4. Методика проведения опытов при сравнительном исследовании эффективности разделения зернового материала в глубоком пневмосепарирующем канале (без барьеров и с барьерами) и на пневмосепараторе К-293 "Petkus" 67

3.3.5. Методика проведения опытов при исследовании разделения зернового материала в глубоком пневмосепарирующем канале с барьерами при одинаковой производительности и разном соотношении выходов 68

3.3.6. Методика проведения опытов при исследовании разделения зернового материала в глубоком пневмосепарирующем канале с барьерами при разной производительности и одинаковом соотношении выходов 69

3.3.7. Методика проведения опытов при сравнительном исследовании эффективности разделения зернового материала в глубоком пневмосепарирующем канале с барьерами и на других сепарирующих устройствах 70

3.3.8. Количество опытов и их повторность 71

Глава IV. Результаты экспериментальных исследований 74

4.1. Исследование распределения семян и примеси исходного материала по скорости витания 74

4.2. Исследование распределения скорости восходящего воздушного потока в глубоком пневмосепарирующем канале без барьеров и с барьерами при различной удельной зерновой нагрузке 74

4.3. Сравнительное исследование эффективности разделения -зернового материала в глубоком пневмосепарирующем канале (без барьеров и с барьерами) и на пневмосепараторе К-"Petkus" 84

4.4. Исследование разделения зернового материала в глубоком пневмосепарирующем канале с барьерами при одинаковой производительности и разном соотношении выходов 93

4.5. Исследования разделения зернового материала в глубоком пневмосепарирующем канале с барьерами при разной производительности и одинаковом соотношении выходов 98

4.6. Исследование эффективности разделения зернового материала в глубоком пневмосепарирующем канале с барьерами в сравнении с другими сепарирующими устройствами 103

Глава V. Интенсификация процесса разделения семенного материала в восходящем воздушном потоке 108

Глава VI. Технико-экономическая эффективность результатов исследовании 116

6.1. Расчет энергетических затрат 116

6.2. Расчет экономических затрат 118

Общие выводы 124

Литература 126

Приложение 134

Введение к работе

Актуальность работы. Качество семян - один из важнейших факторов получения хорошего урожая. Тщательная очистка семян от сорняков имеет огромное значение как предохранительная мера от возможного их заноса на поле.

По данным Госсеминспекции РФ не редко до половины посевного материала не отвечает требованиям стандарта, причем значительная часть его из-за повышенного содержания трудноотделимых примесей.

Прежде всего, это связано с имеющейся технической базой для послеуборочной обработки зерна, которая физически устарела (более 90 % техники исчерпало свой рабочий ресурс и подлежит списанию), и с обеспеченностью машинами для очистки семян, составляющей не более 35 %.

Следует отметить, что используемые при окончательной очистке пневмо-сортировальные столы применяются не эффективно или же во многих случаях их вовсе исключают из семяочистительных линий. Причиной этому является наличие большого количества технологически взаимосвязанных параметров (более 7), а также тот факт, что незначительное изменение значений одного из них может вызвать изменение других.

Между тем, практика очистки семенных материалов на выпускаемых промышленностью зерноочистительных машинах с воздушно-решетно-триерными рабочими органами показала, что существующие способы и средства очистки не обеспечивают надлежащего качества посевного материала. В результате хозяйствам приходится несколько раз проводить очистку семян для доведения их до требований стандарта, допуская значительное увеличение потерь дорогостоящих семян в отходы и травмирование, что приводит к снижению их посевных качеств.

В этой связи создание высокопроизводительных машин для более эффективной очистки семян от трудноотделимых сорняков и примесей имеет важное народнохозяйственное значение. В сельском хозяйстве нашли применение машины, в которых разделение семенных материалов производится исключительно с помощью воздушного потока, так называемые пневмосепараторы. Наибольшее распространение благодаря конструктивной простоте и компактности получили пневмосепараторы, в которых используется канал с восходящим воздушным потоком. Такие каналы обеспечивают более продолжительное воздействие воздушного потока на сепарируемый материал, по сравнению с горизонтальным и наклонным потоками, а как показали исследования [57], время воздействия потока на материал оказывает влияние на качество разделения. Выход легкого компонента тем больше, чем длительнее время сепарирования. В пневмосепараторах с непрерывной подачей материала время взаимодействия материала с воздушным потоком определяется скоростью его ввода в поток, высотой и глубиной пневмо-сепарирующего канала [60]. Однако в каналах прямоугольной формы в результате сложных явлений, которые имеют место при взаимодействии зернового материала с потоком воздуха, эффективность очистки находится в зависимости от его глубины. По этой причине глубина во всех каналах пневмосепараторов и пневмосепарирующих систем зерно-семяочистительных машин не превышает определенного значения. Глубину канала увеличивают, применяя специальные конструктивные решения.

Для интенсификации процесса разделения семенного материала и достижения более высоких экономических и качественных показателей работы се-мяочистительного оборудования, необходимо провести исследования с таким конструктивным решением, которое поможет значительно увеличить глубину канала, по сравнению с известными модернизациями канала.

Цель работы - повышение эффективности очистки семенных материалов от трудноотделимых примесей пневмосепарирующими машинами.

Задачи исследования: • разработать математическую модель процесса сепарации зерна в восходящем воздушном потоке для расчета полноты разделения в зависимости от определяющих факторов, связанных с физико-механическими свойствами об -7-рабатываемого материала, конструктивными и режимными параметрами пнев мосепарирующего канала;

• на основе экспериментальных исследований определить конструктивные решения, обеспечивающие повышение эффективности процесса сепарации семенного материала в глубоких пневмосепарирующих каналах за счет равномерного распределения скорости воздушного потока;

• обосновать конструктивно-компоновочную схему и основные параметры глубокого модернизированного пневмосепарирующего канала.

Объект исследований - процесс очистки семенных материалов зерновых культур от трудноотделимых примесей на экспериментальных установках, имеющих глубокий пневмосепарирующий канал.

Предмет исследований - основные параметры и конструктивно-компоновочная схема глубокого пневмосепарирующего канала, обеспечивающего повышение качества сепарации.

Методика исследований.

При разработке математической модели процесса сепарации восходящим воздушным потоком использованы положения теории вероятностей. Характеристику воздушного потока определяли с помощью пневмометрической насадки Пито-Прандля, микроманометра ММН и ротаметра пневмоклассификатора РПК-30. Поле скоростей воздушного потока в глубоком пневмосепарирующем канале оценивали коэффициентом вариации (неравномерности распределения), определяемого методами теории вероятности. Качество разделения семенного материала оценивали показателем Г.В. Ньютона и В.Г. Ньютона.

Научную новизну представляют:

• математическая модель процесса разделения зернового материала в пневмосепарирующем канале, согласно которой полнота разделения адекватно описывается функцией гамма-распределения с аргументами: параметра интенсивности выделения легкого компонента; продолжительности сепарации (или глубины пневмосепарирующего канала); удельной зерновой нагрузки; факторов, учитывающих физико-механические свойства подлежащих разделению

-компонентов материала, конструктивных и режимных параметров канала (зарегистрирована в ВНТИЦ №50200801790);

• закономерность изменения интенсивности выделения легкой примеси в зависимости от удельной зерновой нагрузки и скорости воздушного потока.

Практическую ценность представляют:

• конструктивно-компоновочная схема и основные параметры глубокого пневмосепарирующего канала с пластин-барьерами для выделения трудноотделимых примесей;

• конструктивно-компоновочная схема глубокого пневмосепарирующего канала с перегородками, толщина и количество которых связана с глубиной канала соотношением.

Реализация результатов исследований.

Результаты исследований использованы при разработке "Комплекса технических средств нового поколения для селекции, сортоиспытания и первичного семеноводства" (ВИМ, 2005 г.), при проектировании семяочистительной машины окончательной очистки СМВО-10Б, которая прошла государственные испытания в ФГУ «Поволжская МИС» и рекомендована в производство (протокол № 08-108-2004 (4070292)).

Апробация работы. Основные положения работы доложены на 2-й международной научно-практической конференции «Земледельческая механика в растениеводстве» (17-18 декабря 2003 г., ВИМ), XV международной научно-практической конференции «Научно-технический прогресс в инженерной сфере АПК России - разработка высокоэффективных ресурсосберегающих технологий» (12, 15 октября 2007 г., ВИМ).

Публикации. Основное содержание исследований опубликовано в пяти печатных работах:

1. Хамуев, В.Г. Интенсификация процесса сепарации зерна в пневмоканалах с восходящим воздушным потоком [Текст] / А.Н. Зюлин, В.Г. Хамуев // Вестник МГАУ, вып. 4(14) -М.: МГАУ, 2005, с.124-127.

2. Хамуев, В.Г. Повышение производительности и эффективности работы

пневмосортировальных машин на очистке семян от трудноотделимых примесей [Текст] / В.Г. Хамуев // Сборник научных докладов XV международной научно-практической конференции «Научно-технический прогресс в инженерной сфере АПК», т. 2.-М.: ВИМ, 2008, с.266-273.

3. Хамуев, В.Г. Теоретическое исследование пневмосепарации зернового материала в вертикально восходящем воздушном потоке [Текст] / В.Г. Хамуев // Техника в сельском хозяйстве, №2, 2008, с.3-6.

4. Хамуев, В.Г. Сравнительная оценка качества разделения зернового материала пневмосепарирующими устройствами [Текст] / А.Н. Зюлин, В.Г. Хамуев //Техника в сельском хозяйстве, №5, 2008, 23-26.

5. Хамуев, В.Г. Математическая модель расчета полноты выделения примеси пневмосепаратором [Текст] / А.Н. Зюлин, В.Г. Хамуев; ВНИИ механизации сельского хозяйства (ВИМ). -М., 2008. - Систем. Требования: Тип ЭВМ Intel (R) Celeron (ТМ) CPU 1100 MHz; Windows XP; basic, Clipper, Fortran; Опер, память 1200 МБ; SVGA 32768 и более цв.; 640x480; CD-ROM дисковод. - Деп. в ВНТИЦ 19.08.08, №50200801790.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, списка использованной литературы и приложения. Содержит 150 страниц печатного текста, 49 рисунков, 21 таблицу. 

Анализ пневмосепарирующих систем зерноочистительных машин

Зерновой ворох, полученный после уборки урожая, необходимо очищать от содержащихся в нем недоразвитых, щуплых, битых, проросших и мелких зерен основной культуры, зерен других культурных и сорных растений, примесей органического и минерального происхождения, которые влияют на дальнейшую сохранность и использование зерна в пищевых и семенных целях [22].

Для этого в сельском хозяйстве существуют зерноочистительные машины, принцип действия которых основан на различии физико-механических свойств компонентов зернового вороха [31, 48, 66, 74].

Разделение компонентов зернового материала по аэродинамическим свойствам осуществляется в пневмосепарирующих устройствах, которые выполняются в виде самостоятельных машин (пневмосепараторов, аспираторов, аспирационных колонок), а также пневмоустройств встроенных в другие зерноочистительные машины (воздушно-ситовые ворохоочистители и сепараторы) [3, 4, 5, 16].

Пневмосепарирующие системы, как правило, включают [35, 62]: 1) пневмосепарирующий канал или камеру (устройство, где происходит разделение зернового материала); 2) вентилятор; 3) осадочную камеру; 4) устройство очистки отработанного воздуха от пыли; 5) устройство ввода и вывода фракций; 6) соединительные пневмопроводы; 7) механизмы регулирования технологического процесса. Пневмосепарирующие системы подразделяются на следующие группы: 1) по способу циркуляции воздушного потока: а) с замкнутым, б) разомкнутым и в) замкнуто-разомкнутым циклом воздуха; 2) по количеству сепарирующих каналов: а) с одним каналом, б) двумя или несколькими каналами; 3) по способу подвода воздуха в зону пневмосепарации: а) с всасывающим потоком воздуха, б) с нагнетательным потоком воздуха; 4) по способу использования: а) централизованные системы, б) самостоятельные системы (пневмосепараторы), в) сложные системы (воздушно-решетные системы в зерно- и семяочистительных машинах); 5) по направлению воздушного потока в сепарирующих каналах и камерах: а) вертикальным, б) горизонтальным, в) наклонным.

Пневмосистемы с замкнутым циклом воздушного потока при одинаковом качестве разделения исходного материала имеют ряд преимуществ перед системами с разомкнутым циклом воздуха. Они не создают воздухообмена в рабочем помещении, не загрязняют окружающую среду отработанным воздухом, а также экономичны вследствие отсутствия потерь давления на "выхлоп" [52, 69].

Главными и большими недостатками этих систем являются циркуляция вместе с воздушным потоком не уловленных в осадочной камере мелких примесей, засоряющих очищаемое зерно, и размещение устройств «ввода» и «вывода» обрабатываемого материала в зонах с избыточным статическим давлением, где возможен выброс запыленного воздуха. Для предотвращения этого необходимо применять герметичные устройства, что усложняет конструкцию пневмосистемы [15, 84].

Пневмосистемы с однократной обработкой материала чаще всего применяются в машинах предварительной очистки, а с двукратной - в машинах вторичной очистки. В машинах с более высокой пропускной способностью иногда устанавливают рядом два параллельно работающих пневмосепарирующих канала [24].

Широкое применение нашли воздушные системы с всасывающим воздушным потоком воздуха, так как они меньше пылят и лучше очищают материал, вследствие более длительного воздействия воздушного потока на очищаемый материал и стабильности подачи воздуха в зону сепарации [26].

Сравнительная оценка исследователей работы горизонтальных, наклонных и вертикальных воздушных потоков расходится. И.П. Безручкин [8] и I. Wessel [90, 91] в своих работах говорят о том, что вертикальный воздушный поток обеспечивает более высокое качество разделения по сравнению с горизонтальным и наклонным потоками. Н. Blenk [87] и В. Лампетер [54] считают, что пневмосистемы с вертикальным, горизонтальным и наклонными потоками имеют свои преимущества и недостатки, поэтому их нельзя непосредственно сравнивать, так как работу пневмосепараторов, отличающихся направлением движения воздушного потока, надо сравнивать по всем показателям: производительности, качеству разделения, удельному расходу воздуха и т.д.

-С теоретической точки зрения разница работы между этими тремя воздушными потоками состоит в схеме действия активных сил. В вертикальном потоке линия действия силы тяжести зерновки совпадает с направлением воздушного потока. В горизонтальном и наклонном воздушных потоках не совпадает (рис. 1). Это влияет на конструктивное оформление пневмосепарирующего устройства, т.е. при вертикальном воздушном потоке легче создать конструкцию, обеспечивающую

Экспериментальные установки, оборудование и приборы

1. Исследование распределения семян и примеси исходного материала по скорости витания.

2. Исследование распределения скорости восходящего воздушного потока в глубоком пневмосепарирующем канале с барьерами и без барьеров при различной удельной зерновой нагрузке.

3. Сравнительное исследование эффективности разделения зернового материала в глубоком пневмосепарирующем канале (с барьерами и без барьеров) и на пневмосепараторе К-293 "Petkus".

4. Исследования разделения зернового материала в глубоком пневмосепарирующем канале с барьерами при одинаковой производительности и разном соотношении выходов, а также при разной производительности и одинаковом соотношении выходов.

5. Исследование эффективности разделения зернового материала в глубоком пневмосепарирующем канале с барьерами в сравнении с другими сепарирующими устройствами.

Распределение скорости воздушного потока исследовали в канале экспериментальной установки производительностью 10 т/ч, общий вид и принципиальная схема которой приведены на рис. 17.

Установка включает следующие узлы и механизмы: приёмный бункер 1, устройство для регулирования подачи материала 2, пневмосепарирующий канал 3, поддерживающую сетку 4, разгрузочное устройство очищенного материала 5, осадочную камеру 6, разгрузочное устройство отхода 7, механизм регулировки расхода воздушного потока 8, раму 9, электродвигатель 10, вентилятор 11, пылеуловитель 12 с рукавами 13.

Питающий бункер рассчитан на вместимость 50 кг сепарируемой зерновой смеси (по пшенице). Выпускное отверстие бункера оборудовано регулировочной задвижкой со шкалой.

В пневмосепарирующем канале средней высотой 1000 мм, глубиной и шириной 700 мм установлена поддерживающая сетка под углом 20 к горизонтали. Канал разделен по ширине металлической стенкой на две равные секции.

Скорость воздушного потока в канале определяли через его динамическое давление, которое замеряли пневмометрической микротрубкой Пито-Прандля (согласно методике), подсоединяемой к микроманометру ММН. Расположение точек замеров представлено на рис. 18, доступ к которым производился через отверстия в боковых стенках канала. Для достижения герметичности установки эти отверстия заглушались с помощью липкой ленты.

Для наблюдения за происходящим в канале процессом в боковых стенках вырезаны окна размером 150 200 мм, которые закрыты органическим стеклом.

Устройство для регулирования расхода воздуха представляет собой полукруглую задвижку, приваренную с помощью стоек к оси.

В качестве генератора воздушного потока использован центробежный вентилятор В-Ц14-46-5 с электродвигателем мощностью 11 кВт.

Технологический процесс работы установки следующий (рис. 19). Из приемного бункера 1 исходный материал подается в пневмосепарирующий канал 2, на поддерживающую сетку 3. В пневмосепарирующем канале установлены барьеры 8, предназначенные для равномерного распределение скорости воздушного потока по глубине канала. Под действием воздушного потока примеси, скорость витания которых меньше скорости витания семян основной куль туры, поднимаются вверх по пневмосепарирующему каналу и поступают в осадочную камеру 4. Из осадочной камеры примеси выгружаются с помощью клапана 5, который закрывает выпускное отверстие под действием груза 6. Грузы на рычаге устанавливаются в таком положении, чтобы заслонка была прижата к выпускному отверстию при работе машины и открывалась при остановке и при наполнении отходом приёмной камеры. Отработанный воздух вентилятором выбрасывается наружу через отверстие 7.

Исследование распределения семян и примеси исходного материала по скорости витания

Проведены опыты согласно п.3.3.2 методики для определения максимально возможной эффективности разделения компонентов смеси.

Результаты классификации семян ячменя и семян овса (примеси), составляющих смесь согласно п.3.3.3 методики, по скорости витания представлены дифференциальными и интегральными полигонами (рис. 30).

Как видно из рис. 30(a) полигоны частот ячменя и овса перекрываются между собой, т.е. смесь, составленная из этих семян, не может быть полностью разделена воздушным потоком.

Разделение компонентов без незначительных потерь не возможно. При 100% выделении овса потери ячменя могут составлять 66,5%, а эффективность сепарирования составит при этом 33,5% (рис 30, б).

Максимальная эффективность разделения составляет 67,8% при потерях ячменя 22,0% и полноте выделения овса 89,8%).

Проведены опыты согласно п.3.3.3 методики.

Поле скоростей воздушного потока в канале без барьеров приведено на рис. 31 и 32. По результатам исследований в традиционном канале над поддерживающей сеткой на высоте 50 мм установлены металлические пластин-барьеры на расстоянии 200, 360 и 520 мм от передней стенки канала. Высота барьеров выбиралась согласно [38].

Скорости воздушного потока на графиках - усредненные значения скоростей воздушного потока по ширине канала.

Изменение коэффициента неравномерности распределения д скорости воздушного потока (без зерновой нагрузки) по высоте пневмосепарирующего канала и зависимость д от удельной зерновой нагрузки в канале приведены на рис. 33 и 34.

На рис. 31 и 32 видно, что скорость воздушного потока при q=0 распределяется неравномерно. Она составляет минимальное значение у передней стенки канала (загрузочное окно) и максимальное значение у задней стенки канала (разгрузочное окно). На глубине от 300 до 500 мм скорость воздушного потока практически одинакова на уровнях «50 мм над сеткой», //=0 и №=300 мм. Разница между скоростями не превышает 0,61 м/с. На уровнях #=600 и /7=900 мм разница между скоростями составляет более 1,94 м/с.

Как видно из рис. 33, коэффициент неравномерности д плавно возрастает до Я=300 мм и резко повышается свыше 300 мм.

Рисунок 33 - Изменение коэффициента неравномерности ( 5) распределения скорости воздушного потока (без зерновой нагрузки) по высоте пневмосепарирующего канала (Н) экспериментальной установки. Рисунок 34 - Зависимость коэффициента неравномерности (3) распределения скорости воздушного потока от удельной зерновой нагрузки (q)

Основными причинами такой неравномерности распределения скорости воздушного потока при q-О кг/см ч по глубине пневмосепарирующего канала и увеличения S по высоте канала служит недостаточная высота канала и отвод воздуха в осадочную камеру.

При любом повороте воздушного потока возникают центробежные силы, вызывающие повышение статического давления в направлении от центра кривизны [42]. Так как полное давление воздушного потока вдоль радиуса кривизны остается при этом постоянным, повышение статического давления приводит к соответствующему снижению скорости потока в том же направлении.

Исследование разделения зернового материала в глубоком пневмосепарирующем канале с барьерами при одинаковой производительности и разном соотношении выходов

Анализ табличных данных и графиков позволяет сделать следующие выводы:

1. С увеличением количества выделяемого материала во фракцию "отход" повышается чистота семян во фракции "семена". Так, при увеличении выделения во фракцию "отход" от 2,25 до 22,10 % примесей пшеницы и от 3,14 до 64,71 % овсюга чистота семян повысилась от 98,78 до 99,75 % и от 98,92 до 100 % соответственно. При выделении в отход более 4 % материала пшеница-примеси и более 65 % материала ячмень-овсюг семена соответствуют категории оригинальных (ОС) и элитных (ЭС) семян по ГОСТ Р 52325-2005.

2. Масса 1000 шт. семян во фракции "семена" повысилась с 39,45 до 42,01 г. - пшеницы и от 39,14 до 44,05 г. - ячменя.

3. Наибольшая эффективность выделения примеси составляет 82,6 % при скорости воздушного потока 5,75 м/с для пшеницы (категории ОС и ЭС) и

-82,03 % при скорости воздуха 6,2 м/с для ячменя (категория репродукционных семян (PC)). При этом полнота выделения примеси для пшеницы составляла 86,5 %, а потери пшеницы были 3,9 %, полнота выделения овсюга составляла 96,55 %, а потери ячменя были 14,52 %.

Адекватность разработанной математической модели.

Также как и в п.4.3. определено произведение интенсивности и времени процесса выделения примесей {at) и построены зависимости at от средней скорости воздушного потока в пневмоканале (расход воздуха) (рис. 41), из которого можно заключить, что интенсивность выделения примеси при увеличении скорости воздушного потока увеличивается линейно. Полученные в результате аппроксимации уравнения для примесей пшеницы и овсюга представлены на рис. 42.

Адекватность математической модели экспериментальным данным проверяли, как и в п.4.3. Результаты этой проверки приведены на рис. 43. Отклонения экспериментальных данных от результатов расчетов не превышает 10%. С учетом того, что точность опытов (Р) составляет ±5%, а доверительная вероятность 1=0,9 (п.3.3.8), можно сказать, что разработанная математическая модель соответствует процессу, происходящему в пневмосепарирующем канале.

Исследования показали: в пневмосепарирующем канале с барьерами с высокой эффективностью и доведением до категорий оригинальных и элитных семян (по ГОСТ Р 52325-2005) производится очистка семенного материала (пшеница) от легковесных, щуплых и мелких семян и очистка зернового материала (ячмень) от трудноотделимого сорняка (овсюг); увеличение средней скорости воздушного потока (на пшенице от 5,0 до 6,5 м/с, на ячмене от 5,5 до 6,8 м/с) при постоянных зерновых нагрузках в пневмосепарирующем канале влечёт за собой повышение интенсивности выделения примеси в линейной зависимости.

Проведены опыты согласно п.3.3.6.

При ширине пневмосепарирующего канала 125 мм, глубине 400 мм и производительностях 345, 409.8, 508.6, 601.5, 723.7 кг/ч на пшенице и 333.2, 400.1, 493.2, 599.6, 680.5 кг/ч на ячмене удельная зерновая нагрузка в канале составляла 0.69, 0.82, 1.02, 1.2, 1.45 кг/см2ч на пшенице и 0.67, 0.8, 0.99, 1.2, 1.4 кг/см2ч на ячмене соответственно.

На очистке образцов пшеницы пневмосортировальной машиной на всех режимах по производительности в пределах 345,2...723,7 кг/ч полностью выделены все соломистые примеси и мертвый сор. Содержание в очищенном материале примесей уменьшилось в 2,44 раза. Потери семян составляли 0,47... 1,39 %, но это были семена с массой 1000 штук более, чем в два раза меньшей массы 1000 штук семян в очищенном материале. В результате очистки образцов пшеницы пневмосортировальной машиной при производительности до 508,6 кг/ч семена доведены до категорий ОС и ЭС, при этом эффективность очистки составляла 84,93...75,2 %. При производительности 601,5...723,7 кг/ч - до категории PC по ГОСТ Р 52325-2005 на семена сельскохозяйственных растений.

При очистке образцов ячменя очищенный материал при выделении в отход 16,3... 17,05 % материала соответствовал категории PC. На производительности 493,2 кг/ч - категории репродукционных семян (РСт), предназначенных для производства товарной продукции. При производительностях 599,6 и 680,5 кг/ч очищенный материал не принадлежит ни к одной из категорий. Потери семян ячменя составляли 14,24...15,15 %, но это были неполноценные семена с массой 1000 штук более, чем на 15 г меньшей массы 1000 штук семян в очищенном материале. В результате очистки образцов ячменя в пневмосепари-рующем канале лабораторной установки (рис. 20) эффективность разделения составляла 82,2...74,95 %.

Похожие диссертации на Обоснование параметров глубокого пневмосепарирующего канала для очистки семян от трудноотделимых примесей