авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 ||

ТЕХНОЛОГИЯ ПОДГОТОВКИ ФУРАЖНОГО ЗЕРНА К ПЛЮЩЕНИЮ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УНИВЕРСАЛЬНОГО ГРАВИТАЦИОННОГО

-- [ Страница 2 ] --

Для обоснования радиуса закругления дугообразной скатной доски была принята следующая схема движения частицы (рис. 5) при тех же допущениях.

Задачу решили, применив теорему об изменении кинетической энергии частицы. В общем случае теорема имеет вид:

(12)

  Схема движения частицы по-19

Рисунок 5 – Схема движения частицы по дугообразной скатной доске.

где m – масса частицы; vн, v – начальная и конечная скорости частицы при нахождении ее на криволинейной скатной доске; Аi – работа i – той силы, действующей на частицу.

Для рассматриваемого случая ввиду гладкости поверхности кривой работу будет совершать только сила тяжести частицы. Ввиду ее консервативности эта работа равна:

AG = Gy, (13)

где y – высота перемещения частицы.

Центробежная сила инерции Ф работу не совершает, поскольку в каждый момент времени перпендикулярна к перемещению частицы.

Теорема (12) для рассматриваемого случая примет вид:

. (14)

Из рисунка 5 следует, что y = Rsin, где - текущая угловая координата частицы. Подставляя значение у в формулу (14) и сокращая на массу, определим скорость частицы:

(15)

Начальную скорость vн определим по известной формуле падения частицы по вертикали из бункера до точки вхождения на направляющую кривую:

, (16)

где h1 – высота падения части от бункера до вхождения на скатную доску. Таким образом

(17)

При известной конечной скорости частицы v= v0 радиус дуги окружности скатной доски определим по формуле (15), подставив в нее : (18)

Таким образом установлено, что сепаратор должен содержать скатную доску, выполненную в виде дуги окружности и гребенку с регулируемым углом наклона и прутками, позволяющими изменять щелевой зазор.

В четвертом разделе «Исследование процесса очистки фуражного зерна на гравитационном сепараторе в лабораторных условиях» были изложены программа лабораторных исследований, дано описание лаборатоорной установки, представлены методики проведения опытов и результаты лабораторных исследований.

При рассмотрении объекта и условий исследования было выявлено, что, возможно свести круг экспериментов к исследованиям отдельной сепарирующей гребенки, а не каскада гребенок для обоснования длины, угла наклона сепарирующей гребенки, а так же подачи зернового материала.

Опыты проводили на лабораторной установке, содержащей закрепленные на раме бункер-дозатор с заслонкой, сепарирующую гребенку с дугообразной скатной доской и пробоотборники установленные под гребенкой на каждые 10 сантиметров гребенки. Сепарирующая гребенка имела следующие параметры: ширина 0,5 м, длина до 1,2 м, количество прутков в гребенке 17, изменение щелевого зазора от 0 до 8 мм.

  Графическая зависимость-26

Рисунок 6 – Графическая зависимость производительности Qб бункера-дозатора от величины открытия дозирующей заслонки a.

В результате проведенных лабораторных испытаний были получены данные, на основе которых построены графические зависимости.

Так из графической зависимости представленной на рисунке 6 видно, что с увеличением открытия заслонки бункера-дозатора с 7 до 27 мм производительность бункера увеличивается для пшеницы c 5,9 до 13,9 т/ч, для ячменя этот показатель варьируется c 3,8 до 12,9 т/ч, для овса увеличивается с 2,1 до 9,1т/ч.

  Графическая зависимость-27 Рисунок 7 – Графическая зависимость эффективности выделения примесей от длины гребенки L для пшеницы при различных углах наклона сепарирующей гребенки. Рисунок 8 – Графическая зависимость эффективности выделения примесей от длины гребенки L для ячменя при различных углах наклона сепарирующей гребенки.


Рисунок 9 – Графическая зависимость эффективности выделения примесей от длины гребенки L для овса при различных углах наклона сепарирующей гребенки.

На рисунках 7 – 9 представлены зависимости эффективности выделения примесей от длины гребенки для различных видов зерновых культур. Эффективность выделения мелких примесей для пшеницы возрастает интенсивно до 80 см длины сепарирующей гребенки. Для ячменя и овса показатель возрастает до длины гребенки 100 см и затем падает. Это объясняется тем, что с увеличением длины сепарирующей гребенки зерновой материал приобретает большую скорость и меньше взаимодействует с сепарирующей гребенкой. С уменьшением угла наклона сепарирующей гребенки к

горизонтальной плоскости увеличивается эффективность выделения мелких примесей.

Рисунок 10 – Графическая зависимость эффективности выделения примесей от угла наклона сепарирующей гребенки для пшеницы. Рисунок 11 – Графическая зависимость эффективности выделения примесей от угла наклона сепарирующей гребенки для ячменя.
Эффективность выделения примесей из зернового материала с увеличением угла наклона гребенок к горизонтальной плоскости уменьшается. Так, при увеличении угла наклона сепарирующих гребенок с 35° и более (рис. 10-12) эффективность очистки зернового материала от мелких и крупных примесей значительно снижается. Это связано с тем,
Рисунок 12 – Графическая зависимость эффективности выделения примесей от угла наклона сепарирующей гребенки для овса. что зерновой материал с увеличением угла наклона сепарирующих гребенок к горизонтальной плоскости меньше взаимодействует с сепарирующими гребенками в связи с быстрым увеличением скорости его движения. Наибольшая эффективность выделения мелких и крупных примесей достигается при угле наклона гребенки в диапазоне от 28 до 35°.

Из графических зависимостей видно, что эффективность выделения крупных примесей практически одинакова при очистке всех принятых к исследованию видов зерна и составляет более 95% при угле наклона сепарирующей гребенки от 30 до 35°. Данный факт говорит о том, что для очистки зернового материала от крупных примесей будет необходимо и достаточно одной сепарирующей гребенки.

  Графическая зависимость-33 Рисунок 13 – Графическая зависимость эффективности выделения мелких примесей от количества сепарирующих гребенок n для пшеницы, ячменя и овса. На рисунке 13 представлены графические зависимости эффективности выделения мелких примесей от количества сепарирующих гребенок n для пшеницы, ячменя и овса. Из них видно, что при изменении количества сепарирующих гребенок от 1 до 2 штук эффективность выделения мелких примесей возрастает, при чем на первой гребенке удается выделить более 76% примесей, а на второй практически всё остальное количество примесей. На третьей гребенке выделяется

незначительное количество примесей, поэтому в целях снижения высоты сепаратора и материалоемкости следует использовать две сепарирующие гребенки для выделения мелких примесей.

png" alt=" Графическая зависимость-34"> Рисунок 14 – Графическая зависимость зависимости эффективности выделения примесей от подачи зернового материала Q.
При увеличении подачи зернового материала (рис. 14) до 10 т/ч для пшеницы, эффективность выделения как мелких, так и крупных примесей максимальна, для ячменя и овса до 9 т/ч. При дальнейшем увеличении подачи с 10 до 16 т/ч для пшеницы и с 9 т/ч для ячменя и овса эффективность выделения мелких и крупных примесей резко снижается. Это можно объяснить тем, что мелкие частицы примеси не успевают пройти через слой зернового материала. Для установления совместного влияния выбранных параметров универсального гравитационного сепаратора

на эффективность выделения примесей нами была проведена серия многофакторных экспериментов.

В результате статистической обработки экспериментальных данных были получены математические модели зависимости эффективности выделения посторонних примесей от угла наклона гребенки и длины сепарирующей гребенки L и от от угла наклона гребенки и подачи зернового материала Q

(19)

(20)

По результатам экспериментов построены графические зависимости (рис. 15, 16).

Из графической зависимости (рис. 15) видно, что оптимальными параметрами для выделения примесей при подаче зернового материала 8 т/ч являются угол наклона 30° и длина сепарирующей гребенки 100 см. Эффективность выделения примесей при данных параметрах составляет 94,4%.

Из графической зависимости (рис. 16) видно, что максимальная эффективность выделения примесей достигается при подаче зернового материала 8 т/ч и угле наклона сепарирующей гребенки равном 28°. Однако для повышения производительности сепаратора можно принять подачу равную 10 т/ч, при незначительном уменьшении эффективности выделения примесей.

  Графическая зависимость-37

Рисунок 15 – Графическая зависимость эффективности выделения примесей от угла наклона и длины сепарирующей гребенки (подача зернового материала 10 т/ч).

  Графическая зависимость-38

Рисунок 16 – Графическая зависимость эффективности выделения примесей от угла наклона гребенки и величины подачи зернового материала (длина сепарирующей гребенки 1,1 м).

В пятом разделе «Исследование процесса очистки фуражного зерна в производственных условиях, результаты внедрения и экономическая эффективность» были приведены результаты производственных испытаний, а так же представлены результаты расчетов технико-экономических показателей эффективности использования предлагаемого универсального гравитационного сепаратора. В качестве объекта для сравнения был взят серийно выпукскаемый гравитационный сепаратор ЗГ-25.

Производственная установка представлена на рисунке 17.

Количество примесей в зерновом материале после очистки гравитационным сепаратором составляет менее 5% от их первоначального количества. В число примесей, оставшихся после очистки, входили в основном легкие примеси, а количество зерна в отсеянных примесях составляет не более 4%, в число которого входят битые, колотые половинки зерен.

Производственные исследования гравитационного сепаратора проводились в колхозе «Вперед» Шацкого района Рязанской области

а б

а – вид сбоку (корус снят); б – вид спереди; 1 – сварная рама; 2 – бункер-дозатор; 3 – дозирующая заслонка; 4, 10 – дугообразные скатные доски; 5 – сепарирующая гребенка для выделения крупных примесей; 6, 11 – сепарирующие гребенки для выделения мелких примесей; 7, 9 – отводные каналы; 8, 13 – скатная доска; 12 – канал сбора очищенного зерна.

Рисунок 17 – Производственная установка универсального гравитационного сепаратора.

Расчет экономической эффективности показал, что годовой экономический эффект от внедрения в производство универсального гравитационного сепаратора для очистки зерна при годовом объеме переработки 2210 т составит 24196 руб. При этом снижаются следующие показатели: эксплуатационные затраты на 19,7%; металлоемкость в 5 раз; удельные капиталовложения на 77,8%. Срок окупаемости гравитационного сепаратора составит 0,6 года.





ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

  1. Анализом научных исследований установлено, что линия плющения фуражного зерна должна содержать бункер-накопитель, транспортер, гравитационный сепаратор, шнековый транспортер, вальцовую плющилку, в которой гравитационный сепаратор должен обеспечивать очистку любого вида фуражного зерна за счет использования в его конструкции сепарирующих гребенок с комбинированными прутками, выполненными в виде двух пластин, расположенных на оси с возможностью менять щелевой зазор между соседними прутками.
  2. Установлено, что влажность оказывает существенное влияние на физико-механические параметры зерна различных культур. Повышение влажности с 10% до 18% приводит к снижению объёмной массы зерна пшеницы с 790 до 749,6 кг/м3, ячменя – с 705 до 693,4 кг/м3 и овса – с 510 до 497 кг/м3; коэффициент трения для пшеницы, ячменя и овса соответственно изменяется в пределах 0,41 – 0,5; 0,4 – 0,45; 0,43 – 0,49; угол естественного откоса возрастает у пшеницы, ячменя и овса в пределах соответственно 25,4о – 29,7о; 25,9о – 29о; 22,8о – 27о; а коэффициент текучести для овса, ячменя и пшеницы соответственно 15,7 – 16,3; 8,6 – 9,7; 7,4 – 9,6
  3. Установлено, что производительность сепаратора зависит от площади живого сечения сепарирующей гребенки, коэффициента текучести зернового материала или количества и длины прутков в гребенке, ширины щелевого зазора между ними, а также угла раствора пластин прутков и наклона гребенки.
  4. Установлено, что перед каждой сепарирующей гребенкой следует устанавливать скатную доску в форме дуги окружности для исключения забивания сепарирующих гребенок и устранения отскакивания зернового материала от сепарирующей гребенки. Радиус закругления дугообразной скатной доски зависит от угла наклона сепарирующей гребенки, а так же от начальной скорости поступления зернового материала на неё и скорости схода с неё.
  5. Лабораторными исследованиями установлено, что для получения производительности сепаратора на пшенице – 10 т/ч, на ячмене – 9 т/ч, на овсе – 9 т/ч его параметры должны быть следующими: длина гребенки 1000 мм; ширина гребенки 450 мм; количестве прутков в гребенке 17 шт.; зазор между прутками сепарирующих гребенок для выделения мелких примесей для пшеницы – 2,5 мм, ячменя – 2,0 мм, овса – 2,0 мм; зазор между прутками сепарирующих гребенок для выделения крупных примесей для пшеницы – 4 мм, для ячменя – 3,5 мм, для овса – 3 мм; угол наклона сепарирующих гребенок для пшеницы и ячменя – 30°, для овса – 28°.
  6. Проверка процесса очистки зерна на гравитационном сепараторе в производственных условиях показали, что в целом сепаратор работоспособен и эффективен при очистке пшеницы, ячменя и овса. Зерновой материал, получаемый в результате очистки полностью соответствует зоотехническим требованиям, так как количество примесей в зерновом материале после очистки составляет менее 5%, а количество зерна в отсеянных примесях составляет не более 4%. Эффективность выделения примесей составляет более 95%.
  7. Годовой экономический эффект от внедрения в производство универсального гравитационного сепаратора для очистки зерна при годовом объеме переработки 2210 т составит 24196 руб. без учета потерь от ущерба снижения продуктивности животных и эксплуатационных затрат на восстановление вальцов плющилки. При этом снижаются следующие показатели: эксплуатационные затраты на 19,7%; металлоемкость в 5 раз; удельные капиталовложения на 77,8%. Срок окупаемости гравитационного сепаратора составит 0,6 года.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ

  1. Епифанцев Д.А. Очистка фуражного зерна / В.Ф. Некрашевич, Д.А. Епифанцев, А.Ф. Слабиков // Сельский механизатор. – 2010. № 10. – С.4.
  2. Епифанцев Д.А. Дисковая плющилка зерна/ В.Ф. Некрашевич, И.В. Воробьева, И.А. Иванова, А.Ф. Слабиков, Д.А. Епифанцев // Сельский механизатор. – 2009. № 9. – С.23.

Изобретения и полезные модели

  1. Пат. 80660 РФ МКП B 07 B 1/04 Гравитационный сепаратор/ В.Ф. Некрашевич, С.В. Некрашевич, Д.А. Епифанцев. - № 2008136958/22; Заявлен 15.09.2008; Опубл. 20.02.2009, Бюл. № 5 – 4 с.: ил.

Статьи в сборниках научных трудов и отраслевых журналах

  1. Епифанцев Д.А. Универсальны гравитационный сепаратор зерна / В.Ф. Некрашевич, Д.А. Епифанцев // Сборник научных трудов профессорско-преподавательского состава и молодых ученых Рязанского государственного агротехнологического университета имени П.А. Костычева. Материалы научно практической конференции. – Рязань. – 2009. С.31-33.
  2. Епифанцев Д.А. Теоретическое определение угла наклона и длины сепарирующей гребенки гравитационного сепаратора // Инновационные технологии и средства механизации в растениеводстве и животноводстве. Сборник научных трудов по материалам международной научно-практической конференции посвященной 75-летию Владимира Федоровича Некрашевича. – Рязань. -2011. С.160-162.
  3. Епифанцев Д.А. Технология очистки и плющения фуражного зерна / В.Ф. Некрашевич, И.И. Кащеев, Д.А. Епифанцев // Инновационные технологии и средства механизации в растениеводстве и животноводстве. Сборник научных трудов по материалам международной научно-практической конференции посвященной 75-летию Владимира Федоровича Некрашевича. – Рязань. -2011. С.132-135.
  4. Епифанцев Д.А. Динамика движения частицы материала по шероховатой направляющей в виде дуги окружности / В.А. Ксендзов, Д.А. Епифанцев // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета имени П.А. Костычева. Научно-производственный журнал. – Рязань. -2012. №1. С.43-47


Pages:     | 1 ||
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.