Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследований 7
1.1. Повышение продуктивности пастбищ аридной зоны и способы уборки семян кормовых растений 7
1.2. Технологии сбора семян пустынных кормовых растений .14
1.3. Анализ конструкций очесывающих устройств и отделителей, применяемых на уборочных машинах и в пневмотранспортере 17
1.4. Сведения о результатах исследований по теории удара и процесса осаждения материала из воздушного потока 29
1.5. Задачи исследований 37
Выводы к первому разделу 37
2. Теоретические предпосылки 39
2.1. Моделирование процесса очесывания 39
2.2. Определение степени механического воздействия насемена при прохождении их через вентиляторы 43
2.2.1. Движение частиш в центробежном венти/шторе с радиальными лопатками 43
2.2.2. Движение частицы в осевом вентиляторе 46
2.3. Движение воздушно-семенного потока в дефлекторе 49
2.4. Моделирование процесса осаждения (улавливания) 54
Выводы ко второму разделу 59
3. Эксшришнтажне исследования 61
3.1. Программа экспериментальных исследований 61
3.2. Методика экспериментальных исследований 61
3.2.1. Определение технологических свойств семян и растений терескена 61
3.2.2. Экспериментальная лабораторно-полевая установка 70
3.2.3. Определение параметров и решшов работы барабанного очесывателя 72
3.2.4. Оптимизация процесса очесывания куста терескена 85
3.2.5. Оптимизация процесса осаждения семенного вороха из воздушного потока 92
3.2.6. Технология сбора семян терескена 99
Выводы к третьему разделу 101
4. Результаты хозяйственной проверю! и техшко-экономи ческие показатели тшюішаншоюіі семеуборочной машины 103
4.1. Хозяйственная проверка пневмомеханической семеубороч-ной машины 103
4.2. Технико-экономические показатели пневмомеханической семеуборочной машины 109
Выводы по четвертому разделу 111
Общие выводы 112
Список использованных источников 115
- Анализ конструкций очесывающих устройств и отделителей, применяемых на уборочных машинах и в пневмотранспортере
- Движение частиш в центробежном венти/шторе с радиальными лопатками
- Определение технологических свойств семян и растений терескена
- Оптимизация процесса осаждения семенного вороха из воздушного потока
Введение к работе
Основными направлениями экономического и социального развития СССР на І98І..Л985 годы и на период до 1990 года, принятыми ХХУІ съездом КПСС, а также Продовольственной программой СССР на период до 1990 года, одобренной майским (1982 г.) Пленумом ЦК КПСС, ставится задача по всемерному увеличению производства баранины, шерсти, каракуля и другой продукщш овцеводства /1,2/. В решении этой задачи значительное место отводится Казахской ССР. К 1990 году поголовье овец в республике планируется довести до 50 млн. С этой целью'на развитие отрасли в одиннадцатой пятилетке Казахстану выделяется 4,2 млрд.руб. капитальных вложений. В настоящее время республика по численности овец и производству шерсти занимает второе место в стране. На ее долю приходится 21% овец от всего поголовья, государственные закупки шерсти составляют 25,7%, производство баранины - 24,5% и каракульских смушек - более 34%.
Основу кормовой базы для овцеводства республик Средней Азии и Казахстана составляют пастбища полупустыни и пустыни. Поэтому пустынные пастбища имеют очень важное значение, так как овцеводство еще долгое время будет базироваться на пастбищном использовании кормовых растений пустынь. Пустынные пастбища дают дешевые корма и пригодны к использованию почти круглый год. Пустыни и полупустыни входят в обширную аридную область, простирающуюся в широтном направлении от Западного Прикаспия до Алтая. Аридные территории характеризуются комплексом признаков - континентальностыо климата, высокой испаряемостью влаги, засоленностью почв, разреженным растительным покровом и своеобразной растительностью.
Однако, несмотря на наличие огромных площадей естественных кормовых угодий, их кормовой запас ограничен вследствие низкой продуктивности (1,5...3ц сухой массы с гектара). Поэтому дальнейшее развитие общественного животноводства возможно при условии более
рационального использования природных кормовых угодий и повышения их продуктивности /3,4/.
Для условий Казахстана основным приемом повышения продуктивности пастбищ является коренное улучшение путем замены естественного1 травостоя перспективными кормовыми растениями, аборигенами пустыни с длительным периодом вегеташш. Вопросам коренного улучшения естественных сенокосов и пастбищ в последние годы посвящены материалы ряда научных конференций, координационных совещаний и отдельных исследователей, где подчеркивается важность повышения продуктивности пастбищ путем расширения ассортимента нормовых растений, а также продолжение исследований по культивированию прутняка, те-рескена, кейреука, чогона, полыней и других дикорастущих кормовых растений /3,4,5,6,7,8,9,10,11,12/.
Коренное улучшение естественных сенокосов и пастбищ дикорастущими пастбищными растениями в пустынной и полупустынной зонах сдерживается прежде всего из-за отсутствия достаточного количества семян. Объем производимых в республике семян кормовых растений не обеспечивает потребности хозяйств.
Одним из актуальных вопросов в деле повышения продуктивности естественных кормовых угодий путем их коренного улучшения является проблема уборки семян кормовых растений аридной зоны. Заготовка семян существующими машинами затруднена из-за их специфических особенностей /10,11,12,13,14/.
Семена пустынных кормовых растений имеют ворсинки (терескен, ко-мфоросма) или лепестки (кейреук, чогон, жузгун, саксаул), поэтому обладают высокой парусностью и переносятся ветром на большие расстояния. Плоды относительно крупные и в большинстве случаев располагаются на верхней части генеративных побегов. Семена большинства дикорастущих пустынных растений созревают в октябре месяце. Процесс созревания идет очень быстро. Через 5...7 дней от начала
созревания почти все семена имеют полную спелость. Созревают они неодновременно даже на одном и том же растении, сначала семена 'нижник ярусов, затем верхних. Созревшие семена очень слабо держатся на стеблях и вскоре после созревания осыпаются. В это время в пустыне, как правило, наблюдаются сильные ветры и дожди, которые приводят к частичному или полному обиванию семян. Пустынные кормовые растения весьма разнообразны. Одни из них представляют собой травы (волоснец, житняк), другие - полукустарники (прутняк, кей-реук, камфоросма), третьи - кустарники (терескен,чогон,саксаул), четвертые - деревья (жузгун). Это накладывает свои отпечатки на технологические схемы уборки семян. Если травы и полукустарники имеют небольшую толщину стеблей и существующие жатвенные агрегаты могут производить их срезание, то деревянистые стебли кустарников и деревьев полностью исключают данную операцию в технологической схеме уборки их семян.
Таким образом, для уборки семян пустынных кормовых растений необходимо использовать две технологические схемы - уборка семян со срезанием (травы и полукустарники) и без срезания стеблей (кустарники и деревья).
Уборка семян без срезания стеблей в настоящее время находит все большее применение и осуществляется различными пневмомеханическими машинаїш /22,24,38,39/. Применение пневмомеханической машины на сборе семян кормовых растений аридной зоны позволяет собирать семена, оставляя растения на корш, с тем, чтобы в дальнейшем использовать их в качестве зимнего пастбищного корма. Однако достаточно отработанной технологии и машины для этой цели нет.
Целью настоящей работы является обоснование пневмомеханического способа и параметров основных рабочих органов машины, обеспечивающих механизированную заготовку семян кормовых растений аридной зоны на примере терескена.
Анализ конструкций очесывающих устройств и отделителей, применяемых на уборочных машинах и в пневмотранспортере
Процесс очесывания растений на корню используется при уборке хлопка, тереблении льна, сборе соцветий лекарственных растений, семян кормовых кустарников, а в последние годы - в экспериментальных работах при уборке зерновых культур. Для выполнения процесса очесывания в уборочных машинах используются разнообразные очесывающие устройства.
При механизированной уборке хлопка очесывание осуществляют шпиндели, располо?кенные как горизонтально, так и вертикально /32,33, 34/. В процессе уборки шпиндели пронизывают кусты и, вращаясь, наматывают на себя хлопок. Шпиндели с намотанным на поверхность хлопком попадают в съемную камеру, где съемники снимают с них хлопок. Снятый хлопок подхватывается воздушным потоком и транспортируется в бункер. В процессе очесывания хлопка основную роль выполняет сила трения волокон хлопка о поверхность шпинделя.
Анализ работы шпиндельных очесывателей, применяемых в хлопкоуборочных машинах, позволяет сделать вывод, что их использование для очесывания семян терескена малоэффективно и трудно осуществимо из-за малой длины летучек.
Технологический процесс уборки льна - помимо операций теребления, обмолота, заключается в выделении семян из головок путем механического очеса /34,35/. Для выделения семян из головок применяются различные виды очесывающих аппаратов: гребневые с колебательным движением гребней, двухбарабанные с круговым движением гребней и однобарабанные с поступательно-круговым движением гребней. Наибольшее распросгранение получили очесывающие аппараты непрерывного действия однобарабанные (льнокомбайны) и двухбарабанные (льномолотилки). В однобарабанных очесыватеяях стебли льна, зафиксированные в зажимном транспортере, перемещаются поступательно вдоль оси барабана. При этом стебли подвергаются очесу гребнями равномер-Ею вращающегося барабана. Эксцентриковый механизм обеспечивает постоянство угла входа гребней в стебли, т.е. гребни сохраняют одну и ту же направленность (рис.1.6).
Очесывающий аппарат двухбарабанного типа состоит из двух барабанов, вращающихся навстречу друг другу и расположенных один под другим (рис.1.7). Каждый барабан имеет гребенки с зубьями, при этом зубья различной длины. Короткие зубья служат для расчесывания снопа, а длинные - для очесывания коробочек со стеблей. Шаг зебьев по длине гребня колеблется от 60 до 100 мм. Перемещение стеблей в процессе очесывания осуществляется вдоль осей барабанов.
Анализ работы очесывающих аппаратов стеблей льна показывает, что принцип их действия может найти применение для очесывания семян терескена. Однако использование очесывателей такой конструкции затруднено в виду того, что очесывание коробочек проводится с горизонтально движущихся стеблей (снопов) параллельно осям барабанов, а наличие гребней и жестких зубьев будет способствовать обламыванию стеблей и дополнительным потерям семян.
Машина для уборки соцветий лекарственных растений (а.с.291684) содержит очесывающий барабан с гребенками, внутри которого размещен бункер. Дно бункера выполнено в вице ленточного транспортера, который служит для выгрузки собранной массы /36/.
В машине для уборки соцветий (а.с.470272) очесывание осуществляется гребенками, движущимися возвратно-поступательно в вертикальном направлении /37/. Применение очесывателей по а.с.291684 и а.с.470272 для сбора семян терескена не эффективно в виду того, что очесывание производится только в верхней части растений, а также из-за различия физико-механических свойств растений.
В последние годы интенсивно ведутся исследовательские работы по уборке зерновых культур методом очесывания на корню. Так, Сибирским институтом механизации сельского хозяйства разработана экспериментальная установка "Ураган-1". Очесывающий аппарат представляет собой барабан, по периметру которого установлены гребенки с зубьями. Очесанные семена подхватываются воздушным потоком и транспортируются в приемный бункер. Проверка данной установки в полевых условиях дала удовлетворительные результаты. Такую же технологию применили при уборке риса и сорго сотрудники Мелитопольского института механизации сельского хозяйства П.А.Шабанов и др. /38,39/. В качестве очесывателя риса применен барабан диаметром 70 мм, по окружности и вдоль оси которого расположены шесть гребенок (рис.1.8). Гребенки состоят из зубьев шириной 8 мм, которые установлены жестко с зазором 8 мм. При вращении барабана зубья, проходя по верхней части стеблей, очесывают семена, которые подхватываются всасывающим воздушным потоком и Еіаправляются в приемный бункер.
Для уборки сорго исследовалась установка на базе комбайна "Сибиряк", собирающая урожай методом очеса на корню. Установка включает очесывающее устройство и пневмотранспортную систему (рис.1.9). Очесывающее устройство представляет собой цилиндрический барабан, по периметру и вдоль оси которого расположены гребенки. Гребенки состоят из планок с закрепленными на них зубьями. Зазор между зубьями составляет 30 мм. При поступательном движении машины со скоростью 1,5 м/с очесывающий барабан совершает вращательное движение. При этом зубья гребенок входят в зерностебеявную массу на 35 см и очесывают метелки. Выделенный семенной ворох подхватывается воздушным потоком, создаваемый вентилятором, и поступает в осадительную камеру. Изучение приведенных видов очесывающих устройств, применяемых для уборки зерновых культур на корню, показало, что принцип работы их может быть применен для уборки семян терескена. Однако применение очесывателя, представляющего собой цилиндр с гребенками и жесткими зубьями, будет сопровождаться большими потерями семян в результате обламывания плодоносящих веточек. Применение выше рассмотренных очесыватедей возможно после изменения конструкции очесывающего устройства.
Механический очесыватель (рис.1.10) экспериментальной уборочной машины вмонтирован во входную часть конфузора. Он изготовлен из двух бесконечных втулочно-роликовых цепей, расположенных в горизонтальной плоскости, ведущих и ведомых звездочек. Для снижения ударного воздействия очесывателя на стебли растений пальцы изготовлены из прорезиненных шлангов /22,23,24/. но. Однако основным недостатком очесывателя является быстрый износ направляющих цепей, а также непрочное соединение пальца с звеном цепи.
Анализ конструкций и надежность работы существующих очесывате-лей позволяет сделать ВБОЭД, что они имеют определенные недостатки, которые не позволют эффективно осуществлять очесывание семян терескена. Поэтому нами предложено очесывающее устройство, состоящее из прорезиненных пальцев, расположенных по периметру вала на специальных дисках по винтовой линии вдоль оси вращения. Пальцы вращаются с валом, установленным во всасывающем коллекторе (рис. I.II). Для обеспечения надежного очесывания семян таким очесывате-лем необходимо проведение исследований связанных с определением его параметров и режимов работы.
Движение частиш в центробежном венти/шторе с радиальными лопатками
Для расчета движения частицы принимаем, что последняя подхватывается потоком воздуха и движется со скоростью всасываемого потока. Скорость входа в вентилятор равна /66/
При аэродинаглическом расчете центробежных вентиляторов допускают, что скорость входа потока на повороте в лопаточное колесо сохраняется и равна [JQ , а также отсутствует закручивание на входе. Если пренебречь трением частицы о лопатку, то относительная скорость частицы при сходе с лопатки также равна UQ .
Округлая скорость частицы при сходе с лопатки
Из-за сложности процессов происходящих в вентиляторах,при прохождении через них частиц и невозможности учета взаимодействия между ними, мы предполагаем, что при сходе частицы с лопатки на нее действуют центробежная сила гц и сила тяжести 6 (рис.
Скорость и силы, действующие на частицу в вентиляторе радиальными лопатками Для определения скорости частицы при подходе к кожуху вентилятора, применим теорему об изменении кинетической энергии
В первом приближении можно считать, что скорость частицы направлена по нормали к кожуху вентилятора. Определим ударный импульс, действующий на частицу при соударении с кожухом. Так как масса кожуха велика по сравнению с массой частицы M»ffl,no формулам (1.6.) и (2.15.) имеем, что Скорость входа потока в вентилятор U следовательно и чаб определяется по формуле (2.9.). Частица подхватывается потоком воздуха, соударяется с лопаткой вентилятора, расположенной под углом В к плоскости входа в вентилятор (рис.2.3.). В данном сдучае скорость UQ частицы в начале удара образует с нормалью к плоскости лопатки угод j0 . Коэффициент восстановления в данном случае равен отношению разности скоростей после и до удара При этом полагаем, что скорости вращения концевых участков, а также максимальные диамет-ры лопастей центробежного и осевого вентиляторов одинаковы, 1(=1 К ж & - 2,0, для центробежного вентилятора 2 = 1,6 , h = ,17) ] для осевого вентилятора В - 35 /66/, получим S h V -»mfi " І 5іп І1+ _ Jw&z Согласно техническим характеристикам применяемые в пневмомеханических уборочных машинах вентиляторы работают при Ш - 100с . Следовательно, численная величина выражения „q! ySt будет весьма маленькой.
Таким образом, при прочих равных условиях ударный тлу ль о, действующи на частшы при прохождении их через центробежные вентиляторы с радиальными лопатками, в 2,2 раза больше, чем через осевые. Это дает основания предполагать, что применительно к пневмомеханическим машинам для сбора семян пустынных кормовых растений, повреждаемость семян в машинах с осевыми вентиляторами будет значительно меньше в сравнении с машинами, снабженными центробежными вентиляторами с радиальными лопатками.
Повреждаемость семян при прохождении их через осевой вентилятор и величину коэффициента восстановления, входящего в аналити 49 ческие зависимости, предстоит определить экспериментально.
Движение воздушно-семенного потока в дефлекторе
Дефлектор - один из основных узлов пневмомеханической семеубо-рочной машины, которая осуществляет сбор семян пустынных кустарников очесом на корню.
Принимая во внимание ранее оговоренные допущения для криволинейного потока, т.е. скорость в криволинейном канале изменяется по гиперболическому закону, скорость частицы в занимаемой точке равна скорости и направлению среды /57,58,59,60/. Рассмотрим движение частицы в криволинейном канале.
Для составления уравнения движения введем подвижные координаты D if , начало которых совпадает с началом неподвижных, т.е. с центром вращения потока. Формулы перехода от выбранной системы координат к декартовой имеют вид:
На частицу, движущуюся по криволинейной траектории, в каждый момент времени действуют силы :
Вопросы взаимодействия воздуха и материала при пневмотранспортировании сводятся, в конечном итоге, к рассмотрению механизма взаимодействия каждой отдельной частицы с воздушным потоком /76, 77,78,79/.
Силы, действующие на частицу в криволинейном канале
Единственным коэффициентом, численно характеризующим взаимодействие тела с воздушным потоком, во всех случаях является коэффициент сопротивления обтеканию /76,77,78/. Экспериментальное определение этого коэффициента для отдельного семечка в настоящее время представляет весьма трудную задачу из-за малой величины воспроизводимого им аэродинамического давления.
Поэтому многие экспериментаторы каждую частицу материала условно рассматривают как шарообразное тело эквивалентного диаметра, определяемого из условия равенства объемов /77,78/. Тогда на основании метода подобия можно принять коэффициент сопротивления для шара умноженного на поправочный коэффициент несоответствия формы. Диаметр эквивалентного шара определяется по формуле При аэродинамических исследованиях одним из критериев подобия является число Рейнольдса/80,81/, которое в нашем случае можно определить п [/с/9 -30-) где I/ - кинематический коэффициент вязкости. По полученному числу Є определяют коэффициент сопротивления шара ш .С учетом коэффициента формы fф , коэффициент сопротивления для единичного семечка будет Пневмомеханическая семеуборочная машина предназначена для сбора семян кормовых растений пустыш-шх и полупустынных пастбищ, например, терескена, семена которого обладают следующими физико-механическими свойствами /22/: Ш = 5 мг = 5 ІСП6 кг; dl = 2 мм = 2 10 3 м; Се = 0,60; О = 1,2 кг/м3. Система (2.33.) для счета была преобразована к виду: Система уравнений (2.34.) интегрировалась численно методом Рунге-Кутта /82,83/. Счет производился на ЭВМ-Урал 2 с шагом времени L = 0,001 сек. Начальные условия задавались при t = 0 в
Определение технологических свойств семян и растений терескена
Изучение технологических свойств семян терескена необходимо, чтобы установить признаїси, которые можно положить в основу технологических процессов очесывания, пневмотранспортирования и сепарации при уборке. Наиболее существенными являются технологические свойства семян и растений, так как при уборке рабочие органы машины механически воздействуют на эти элементы.
Некоторые физико-механические свойства семян такие, как размерные и массовые характеристики, а также аэродинамические свойства известны из работ Лешко В.Н. /22,23/ и Солцатова В.Т. /84,85/ и приведены в табл.3.1.
Анализ сведений по линейным размерам семян терескена показал, что их размеры колеблются в значительных пределах. По длине семена терескена с летучками значительно отличаются от семян без летучек. По ширине и толщине семена имеют меньшие отличия (рис.3.1).
Массовые характеристики семян с летучками и без летучек также имеют некоторые различия, особенно это различие заметно для плотности.
Семена терескена имеют высокие аэродинамические свойства, что указывает на возможность применения для их сбора воздушного потока.
Определение коэффициента восстановления удара ставит целью изучение упругих свойств семян. Под упругостью понимают свойство семян принимать после деформации свою первоначальную форму. Коэффициент восстановления удара определяется с учетом известной методики /54,86/ по формуле и 4 - высота падения семени без начальной скорости. Коэффициент восстановления удара определялся при помощи прибора (рис.3.2.). Высоту подскока семени замеряли визуально.
Опыты по определению коэффициента восстановления удара проводились для семян с летучками и без летучек в трехкратной повторное-ти по 50 шт. в каждой /74,75,86,87,88/. оэффициент восстановления удара для семян терескена (с летучками и без летучек) о стальную поверхность приведен в табл.3.2. Для семян без летучек он изменяется в пределах 0,15...0,38, среднее значение составляет 0,25. Коэффициент восстановления удара для семян с летучками имеет очень малую величину, которой можно пренебречь, энергия удара расходуется на деформацию летучек.
Повреждаемость семян при прохождении их через вентиляторы определялась путем сравнивания их всхожести с семенами ручного сбора, Для этого из вороха, собранного машиной и вручную, брались средние пробы по 500 г. Затем семена по 100 шт. в трехкратной повторности ставились на всхожесть. Семена отсчитывалисъ без выбора и равномерно раскладывались на растильне между листами фильтровальной бумаги. Проращивание проводилось в течение 10...12 дней при комнатной температуре /89/. Показателем всхожести (в %) является отношение количества взошедших семян к количеству взятых семян для опыта /87,88,89/
Проведенные опыты с целью проверки всхожести семян при ударе о твердую поверхность (табл.3.3.) показали, что оголенные семена, пропущенные через центробежный вентилятор теряют всхожесть на 12,0$, через осевой на 3,0$ по сравнению с семенами ручного сбора.
j HHbie подтверждают вывод о снижении воздействия ударного импульса на семена при прохождении их через осевые вентиляторы.
Для определения густоты стояния растений и биологической урожайности был выбран участок .дикорастущего терескена в Тургеиском овцесовхозе Алма-Атинской области. Предварительное исследование участка показало, что количество плодоносящих кустов терескена и количество генеративных побегов на них быяо меньше по сравнению с предыдущими годами в 1,5...2 раза. Кроме того семена располагались лишь на верхушечной части стеблей и отличались растянутым периодом созревания.
Вследствие влажной весны в терескенниках произрастала в большом количестве эфемеровая растительность - в основном эбелек, полынь. После отмирания эта растительность осталась среди кустов терескена, что в значительной степени засоряла участок.
Густота стояния растений на участке определялась методом дробного учета /87,88,89/. Для этого был выбран типичный участок размером 50 х 50 м. Данный участок был разбит на 100 площадок размером 5 х 5 м и пронумерован согласно таблицы случайных чисел. Учетные площадки были выбраны по числовому достоинству случайных чисел, т.е. 1,2...10.
Оптимизация процесса осаждения семенного вороха из воздушного потока
Подача семенного вороха во всасывающий коллектор осуществлялась с помощью транспортера. Семенной ворох массой 5 кг равномерным слоем рассыпался на транспортере, обеспечивая необходимую подачу в единицу времени.
Началом опыта считалось поступление семенного вороха во всасывающий коллектор при установившихся режимах работы установки, окончашіе - прекращение подачи семенного вороха.
Характеристики воздушного потока на выходе из дефлектора в процессе эксперимента снимались путем замера динамического давления в отдельных точках оогласноранее описанной методике (см.3.2.3.). Скорость воздуха в замеряемой точке определялась по формуле (3.6.Ь
За выходной показатель эффективности процесса разделения приняли величину потерь Л— У , так как агротехнические требования на любую машину также ограничивают потери. огласно литературным данным /45,46,47/ величина потерь продукта в.процессе разделения составляет 2...5$ для стационарных отделителей. К моменту начала эксперимента в предварительных опытах среднее значенио коэффициента потерь составляет 10$. Если в результате оптимизации удалось получить значение близкое к 5%, то работу можно считать успешной.
Основными независимыми переменными факторами, определяющими пронесе разделения, являются: (/(л// - скорость воздушного потока на выходе из дефлектора, м/с; Q.U[A \ - высота выходного сечения дефлектора, мм; d-l/is) - угол установки заслонки относительно передней стенки бункера, град; Q(XL) - массовая подача семенного вороха, кг/с.
Надежное улавливание.очесанных со стеблей семян и дальнейшее их транспортирование осуществляются при скорости воздушного потока 6,2 м/с. Данная скорость воздушного потока достигается при ча Т стоте вращения крыльчаток вентиляторов, равной 31,8 С . Согласно
техническим условиям на вентилятор № 5 серии МЦ форсирование его работы, обеспечивающей безопасность, допускается до частоты вра-щения крыльчаток 33,3 С , что соответствует скорости воздушного потока 9 м/с /66/, поэтому - область определения для скорости воздушного потока установлена от 6 до 9 м/с. По данным И.Е.Идельчика, М. П. Калинушки на и др. авторов /64,65, 66/ лучшему распределению скоростей воздушного потока при повороте его на 90 в колене иди отводе происходит при уменьшении выходного сечения колена или отвода, т.е.
Дефлектор является коленом с углом поворота 90, уменьшить выходное сечение можно за счет высоты. Входное сечение дефлектора, его ширина, определяется размером вентиляторов и составляет 540 мм. Тогда высоту выходного сечения монно установить от 540 до 360 мм. ходе предварительных экспериментов установлено, что угол установки заслонки бункера можно изменять в пределах от 0 до 60, при увеличении угла установки свыше 60 происходит резкое увеличение потерь. Целесообразно уменьшить угол установки заслонки в надежде уменьшить потери. Поэтому выбрана область от 10 до 45.
Подача семенного вороха определяется биологической урожайностью семян терескена, которая по многолетним данным составляет 75... 150 кг/га. Среднее значение биологической урожайности 100 кг/га /6, 10/. Другим фактором, определяющим массовую подачу, является скорость движения агрегата, которая варьирует в пределах 0,8...1,4 м/с. учетом биологической урожайности и скорости движения агрегата область определения этого фактора от 0,15 до 0,45 кг/с. В ходе предварительных опытов нами было установлено, что опыты воспроизводятся. Процесс разделения протекал без трудностей, величина потерь при этом превышала 10,. Опыты проводились в подобласти //= 6...9 м/с, Хд= 540...360 мм, /Vg = 0...450, Хц = 0,15... 0,45 кг/с.
При подготовке к серии основных экспериментов нами был выбран основной уровень факторов: X/ = 7 м/с, Хр = 450 ш Хл = 20, /\ц= О»25 кг/с. Погрешность фиксирования факторов в предварительных опытах не превышала 5%, что соответствует средней точности. Диапазон изменения параметра оптимизации может быть признан широким из-за разброса значений, полученных в ходе опытов. По факторам Хц и A3 можно предположить отсутствие информации по кривизне поверхности отклика. Тогда как по факторам Л/ и А можно полагать наличие нелинейной щзависимости. В связи с этим факторам Л и ЛЗ соответствует средний интервал варьирования, а факторам А/ и Хц узкий интервал варьирования.
Расчеты производились на ЭВМ ЕС-1033 Значения дисперсий среднего арифметического каждого опыта приведены в табл.3.14. Критерий Кох ре на равен: 6дкс ОД69 Табличное значение критерия для двадцати четырех разных опытов и числа степеней свободы /= 11-4 = 0. равно 6го6(\= 0,316 (уровень значимости 0,05). Экспериментальная величина G критерия не превышает табличного значения, гипотеза лице У - среднее из трех повторений значений эксперименталь- ных величин параметра оптимизации, У - рассчитанные по уравнению регрессии. Дисперсия адекватности &а - 0,210. Число степеней свободы дисперсии адекватности / =24- ( 4+1) =19. Критерий для проверки адекватности Гдкс = 0,55. Табличное значение г - критерия равно 1,8. Экспериментальная величина F -критерия не превышает табличное значение. Гипотеза об адекватности модели принимается.
Оценка значимости коэффициентов регрессии проводилась по / -критерию Стьюдента. Величина с - критерия для уровня значимости 0,05 и числа степеней свободы, с которым определялось Sy , равна 2,020. Доверительный интервал Ащ - 0,254. Абсолютные величины коэффициентов регрессии больше доверительного интервала кроме коэффициентов при линейных эффектах. Не значимость взаимодействий можно объяснить удачно выбранными интервалами варьирования и неучтенными факторами.
Полученное уравнение регрессии исследовалось на минимум и позволило получить оптимальное сочетание скорости воздушного потока (/ , высоты выходного сечения дефлектора и , угла установки заслонки oi и массовой подачи семенного вороха (L (табл. 3.15.).
Поскольку минимальная величина потерь ооставляет 2,30$ при скорости воздушного потока І/ = 7,9 м/с, высоте выходного сечения дефлектора 2.0 = 420 мм, угле установки заслонки d - 20 и массовой подаче Q =0,21 кг/с, то эксперимент можно считать для данных условий законченным. аким образом, определен вид зависимости (2.38.), которая представляет собой не линейное уравнение регрессии (3.18.), а такие определены параметры отделителя.
При работе с выбранными параметрами и режимами очесывателя и отделителя лабораторно-полевая установка обеспечила сбор 75,5% семян при чистоте семенного вороха 21,6% и повреждаемости семян 0,6%. Качественные показатели подтверждают правильность выбранных параметров и режимов работы лабораторно-полевой пневмомеханической установки.
