Введение к работе
' .:
. -!»«;і Актуальность проблемы. В материалах ХХУТІ съезда КПСС
"л ^ і отмечается, что главными задачами агропромипигеїшого комплекції J са являются достижение устойчивого роста сельскохозяйственного производства, надежное обеспеченно страны продуктами питания, объединение усилий всех отраслей комплекса для получения высоких конечных результатов в соответствии с Продовольственной программой страны. При этом планируется к 1990 году валовий сбор зерна донести до 250...255 млн.тонн.
С внедрением индустриальных технологий возделывания и уборки зернових культур возрастает валовый сбор зерна, а следовательно, и нагрузка на зорнообрабатнвпющшэ агрегаты и комплексы. Наукой и практикой установлено, что при послеуборочной обработке зерна расходуется до 40...50$ общих затрат на его производство, а в структуре себестоимости до 4 приходится на данную технологическую операцию. Технология очистки и сепарирования зерновых материалов определяется условиями формирования их потоков и техническим уровнем машин и оборудования. При повышенной засоренности и влажности зерновых материалов агрегаты и комплексы имеют низкую пролуокиую способность и технико-экономические показатели.
При послеуборочной обработке зерна широко используются воздушные системы зерно- и семеочистительных машин. И есть основания полагать, что в последующем эти системы будут использоваться для управления и автоматического регулирования технологическими процессами машин, установок и поточных линий.
Воздушные системы машин имеют сравнительно низкую пропускную способность и не оказывают технологически опти-' мального воздействия на обрабатываемый зорновой материал, что приводит к снижению качества и потерям зерна. Главными причинами этого является неравномерность скоростей воздушного потока, создаваемого центробежными вентиляторами, в зонах пневмофракционирования и очистки воздуха от легких примесей. Кроме того, большинство машин имеет разоміснутую воздушную систему, в результате чего возрастает удельный расход энергии на обработку зерновых мате-
риалов и ухудшаются санитарно-гигиенические условия обслуживающему персоналу.
В последное время для транспортирования зерна при его послеуборочной обработке применяются аэрожелоба, выгодно отличающиеся от механических транспортирующих устройств. Вместе о тем сравнительно малое использование аэрокелобов объясняется отсутствием в достаточной мере разработанных теоретических предпосылок, объясняющих сущность причинно-следственных явлении при транспортировании зерна, относительно низкой надежностью и экономичностью работы, а в некоторых случаях перемещением зерна с большой скоростью, что приводит к его травмированию, Не изучена также возможность транспортирования зернового материала с высоким содержанием примесей.
В связи с изложенным разработка технологических схем, исследование и оптимизация процессов пнеамофракциоиирования и аэродинамического транспортирования зерновых материалов с учетом их физико-механических свойств и создание на этой основе высокоэффективных воздушных систем зерно- и семес— чистительных машин и аэрожелобов для агропромышленного комплекса страны являет собой научно-техническую проблему, имеющую важное народнохозяйственное значение.
Работа выполнена в Кировском сельскохозяйственном институте в соответствии с планом научных исследований (номера государственной регистрации 60030033, 770001250, 01.81.1006442, 01.81.2006441 и OI.86.00G6024). В 1981... ...1987гг. исследования проводились по целевой комплексной программе ГКНТ ОЦ 0.32.
Поль исследования. Целью исследований являлась разработка научных положений, обусловливающих интенсификацию процессов пнеамофракциоиирования и аэродинамического перемещения зерновых материалов. Цель достигается разработкой теоретических предпосылок и отвечающих требованиям агропромышленного комплексе воздушных систем зерно- и семео-чистнтельных машин и аэрожелобов, а также основ методологии зисчота этих систем.
Объект исследования. Объектами исследования были выбрани диаметральные вентиляторы и установки, технологический процесс аэродинамического разделения и перемещения
зерновых материалов, их физико-механические свойства, замкнутые воздушные системы зерно- и семеочистителышх машин с диаметральными генераторами потока воздуха и аэрожелоба.
Научная новизна. В процессе теоретических исследований выявлены закономерности формирования воздушного потока диаметральными вентиляторами и установками. Предложены уравнения, связывающие их параметры и параметры перемещаемой среды с критериями подобия.
Разработаны аэродинамические схемы и рациональные способы регулирования режима работы вентиляторов и установок, устойчиво функционирующих во всей области подач воздуха. Предложены замкнутые воздушные системы зерно- и се-меочистительных машин с диаметральными генераторами потока воздуха, оптимизирован технологический процесс этих систем.
Разработаны теоретические основы аэродинамического перемещения двухфазной среды "воздух - зерновой материал". Получены математические модели рабочих процессов аэрожелобов. Изучена возможность транспортирования зерновых смесей с высоким содержанием примесей.
Практическая ценность и реализация результатов исследований. Результаты исследований реализованы при разработке высокоэффективных диаметральных вентиляторов и установок, совершенствовании, разработке и оптимизации технологии и технических средств аэродинамического разделения и транспортирования зерновых материалов.
Результаты исследований диаметральных генераторов потока воздуха переданы ГСКТБ ПО "Воронежзерномаш". Эти генераторы потока воздуха ГСКТБ использованы ігри разработке машин предварительной обработки зерна ШО-50 и МП0-І00 и семеочистительной машины МС-4,5.
Разработаны, испытаны и оптимизированы замкнутые воздушные системы машины Ш0-І00 с диаметральными вентилятором и вентиляторными установками. Эти системы имеют номинальную удельную подачу зернового материала 670кг/(см.ч). Для пневмосепарации семян разработаны замкнутые воздушные системы машина МС-4,5 и выявлены рациональные их параметры. В системах этой машины оба пневмосепарирующих канала соединены последовательно, а поток воздуха гене-
рируется одним вентилятором.
Разработаны аэрожелоба, которым присущи высокая пропускная способность, низкие удельный расход энергии и скорость тіанспортирования зернового материала. Предложены схемы аэрожелобов для перемещения материала на большие расстояния и аэрожелобов, у которых подача и отвод материала производится в любом сечении по длине перегородки.
Выполнены методологические основы расчета диаметральных вентиляторов и установок, воздушных систем зерно- и семеочистительных машин и аэрожелобов.
Материалы испытаний воздушных систем машин МПО-50, ШІ0-І00 и МС-4,5 и аэрожелобов переданы ГСКТБ ПО "Воронеж-зерномаш".
Аптюбапия работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на Всесоюзной научно-технической конференции по проблемам механизации сельского хозяйства (г.Москва, 1985г.), на техсоветах ГСКТБ ПО "Воронежзерюмаш" в 1980,.. ...1987гг., на региональной научно-производственной конференции по перспективам развития индустриальных технологий уборки, обработки зерновых и кормовых культур (г.Новосибирск, 1983г.), на семинаре, организованном ЦАГИ и МДНТП (г.Москва, 1982г.), на заседаниях координационного совета по разработке технологий и созданию технических средств для послеуборочной обработки и хранения зерна и семян зерновых культур в Нечерноземной зоне РСФСР (г.Вологда, 1979г.; г.Тула, 1983г.; г.Ленинград, 1977 и 1984 гг.), на научных конференциях Ленинградского и Кировского сельскохозяйственных институтов в 1968...1988 гг., в Челябинском ИМЭСХе в 1971 и 1976 гг., на зональной научной конференции НИИСХ Соверо-Востока НПО "Луч" (р.Киров, 1987г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 108 работ (62 научные статьи, 2 учебных пособия и 44 авторских свидетельства). Общий объем публикаций составляет 33 п.л.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и общих выводов и содержит 299 страниц машинописного текста, 100 рисунков и 20 таблиц. Список литературы включает 330 наименований. В приложениях приведены 30 рисунков и 20 таблиц, документы, отражающие уровень практического использования результа-
тов исследований и участие автора при проведении испытаний машин, данные по обработке результатов исследований на ЭВМ и ЗВЦМ, копии а.с.
