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

Интенсификация процесса выгрузки зерновых материалов повышенной влажности из бункера комбайна Зацаринный Александр Владимирович

Интенсификация процесса выгрузки зерновых материалов повышенной влажности из бункера комбайна
<
Интенсификация процесса выгрузки зерновых материалов повышенной влажности из бункера комбайна Интенсификация процесса выгрузки зерновых материалов повышенной влажности из бункера комбайна Интенсификация процесса выгрузки зерновых материалов повышенной влажности из бункера комбайна Интенсификация процесса выгрузки зерновых материалов повышенной влажности из бункера комбайна Интенсификация процесса выгрузки зерновых материалов повышенной влажности из бункера комбайна Интенсификация процесса выгрузки зерновых материалов повышенной влажности из бункера комбайна Интенсификация процесса выгрузки зерновых материалов повышенной влажности из бункера комбайна Интенсификация процесса выгрузки зерновых материалов повышенной влажности из бункера комбайна Интенсификация процесса выгрузки зерновых материалов повышенной влажности из бункера комбайна
>

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

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

Зацаринный Александр Владимирович. Интенсификация процесса выгрузки зерновых материалов повышенной влажности из бункера комбайна : Дис. ... канд. техн. наук : 05.20.01 : Ростов н/Д, 2005 125 c. РГБ ОД, 61:05-5/2310

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1 Состояние вопроса и задачи исследований 7

1.1 Анализ работ по исследованию явления статического Сводообразования в сыпучих телах, находящихся в граничных условиях 7

1.2 Краткий анализ устройств для стимулирования процесса истечения влажных зерновых материалов из бункеров 17

Задачи исследований 28

Глава 2 Теоретические предпосылки механики статического сво дообразования влажньїх сыпучих материалов в бункерах зерноуборо чн ых комбайнов

2.1 Выбор модели влажного сыпучего тела и обоснование ее допущений 30

2.2 Условия видов движения зерновых материалов в бункере зерноуборочного комбайна. 37

2.3 Условия, определяющие устойчивость статических сводов в бункере 40

2.4 Форма кривой и стрела статически устойчивого свода 43

2.5 Наибольшие сводообразующие размеры щелевых выпускных отверстий бункеров 48

2.6 Влияние наибольших сводообразующих размеров щелевых выпускных отверстий бункеров на их технологические параметры 50

2.7 К определению условий технологической надежности функционирования системы «щелевое отверстие бункера - выгрузной шнек» 53

Выводы по главе 55

Глава 3 Экспериментальные исследования

3.1 Цель и задачи экспериментальных исследований

3.2 Приборы и оборудование для проведения экспериментальных исследований

3.3 Программа и частные методики проведения экспериментальных исследований

Глава 4 Результаты исследований и их анализ

4.1 Физико-механические свойства влажных сыпучих материалов

4.2 Определение границы перехода видов истечения сыпучего тела по высоте бункера

4.3 Влияние формы частиц влажного сыпучего материала на его расход из щелевого бункера и частоту пульсации истечения потока

4.4 Определение наибольших сводообразующих размеров выпускных отверстий щелевых бункеров

4.5 Определение расхода и частоты пульсации потока сыпучих тел, истекающих из выпускных отверстий щелевых бункеров

4.6 Последовательность расчета сводоразрушающего устройства для бункера зерноуборочного комбайна Выводы по главе

Глава 5 Экономическая эффективность внедрения сводоразрушающего устройства для бункера комбайна «Дон-1500»

Общие выводы Литература

Приложения

Введение к работе

Бункер — один из основных рабочих органов зерноуборочных комбайнов. Его главные функции — это, во-первых, временное накопление зерна в процессе функционирования комбайна и, во-вторых, выгрузка зерна в транспортное средство.

Технологические простои бункерных устройств, наблюдаемые при выгрузке из них зерновых материалов повышенной влажности (более 16%), снижают производительность не только зерноуборочного комбайна, но и всего уборочного комплекса. Так, по данным ВЫИПТИМЭСХ и других ведущих НИИ РФ /1/, а также результатам зарубежных исследований /2/, потери рабочего времени от этих простоев при зерноуборке составляют в среднем от 10% до 20% общего времени смены.

Работа бункера зерноуборочного комбайна, как и любого технического средства сельхозмашины, оценивается показателем, характеризующим его техническую надежность, то есть, характеризуется его способностью не нарушать стабильность протекания технологического процесса в целом.

Одной из причин нарушения нормальной работы бункера зерноуборочных комбайнов является образование в зоне его щелевых выпускных отверстий устойчивых сводчатых структур, возникающих в потоке самого зернового материала /3/. Как показывает производственный опыт /4/, устойчивость последних заметно повышается, если зерновая масса, поступающая в бункер комбайна, имеет засоренность и влажность выше нормативной /6/.

Серийные вибраторы, устанавливаемые в полости бункера комбайна для стимулирования истечения зерновой массы, зачастую не обеспечивают его технологическую надежность. Использование в этих случаях дополнительных, как правило, примитивных средств, часто приводит к производственному травматизму комбайнеров.

Недостаточная эффективность работы существующих сводоразрушаю-щих устройств (вибраторов), устанавливаемых в полостях бункеров зерноубо-

рочных комбайнов, обусловлена тем, что некоторые их конструктивные и кинематические (режимные) параметры недостаточно полно соответствуют конструктивным параметрам бункеров комбайнов и физико-механическим свойствам тех зерновых материалов, которые накапливаются в их полостях.

Как правило, эти параметры сводоразрушающих устройств определяются экспериментально, то есть, данные эксперимента не охватывают весь спектр физико-механических свойств зерновых культур, которые могут убираться комбайнами.

Проблема разрешения этого противоречия является актуальной не только с научной и практической точек зрения, но также актуальна и с точки зрения обеспечения техники безопасности персонала, обслуживающего зерноуборочные машины.

Из изложенного следует цель, объект и предмет исследований.

Цель исследований — разработка теоретических предпосылок процесса истечения зерновых материалов повышенной влажности из выпускных отверстий бункеров зерноуборочных комбайнов и создание на их основе сводоразрушающих устройств, обеспечивающих технологическую надежность их функционирования.

Объект исследований - процесс истечения зерновых материалов повышенной влажности из полостей бункеров зернокомбайнов в условиях образования в них устойчивых сводчатых структур.

Предмет исследований — закономерности, определяющие взаимосвязь между факторами, влияющими на состояние и функционирование объекта исследований.

Основные положения, выносимые на защиту:

- механическая модель влажного сыпучего тела, допускающая образование

устойчивых сводчатых структур в потоке зернового материала;

— теоретические предпосылки процесса истечения зерновых материалов по-

вышенной влажности из выпускных отверстий бункера зернокомбайна, учитывающие образование устойчивых сводчатых структур;

- методика расчета сводоразрушающих устройств, улучшающих процесе выгрузки зерновых материалов из полости бункера зерноуборочного комбайна.

Работа выполнена в соответствии с планами НИР Донского Государственного

технического университета (ДГТУ).

Анализ работ по исследованию явления статического Сводообразования в сыпучих телах, находящихся в граничных условиях

Одним из основоположников теории о статическом сводообразовании сыпучих тел, находящихся в граничных условиях, например, в бункерах, является Н.А. Янсен /145/. В основу его теории (1885 г.) положено допущение о том, что при движении связного материала в сторону выпускного отверстия емкости может образоваться сводчатая структура из самого материала. В результате движение материала прекращается — емкость перестает выполнять функцию транспортирующего рабочего органа. Над выпускным отверстием образуется статически устойчивый свод, который не поддается разрушению даже при воздействии на него больших внешних нагрузок. Н.А. Янсен объясняет прочность свода напряженным состоянием связного материала, кривая давления которого, по его мнению, совпадает с главными напряжениями, возникающими от действия вышерасположенного столба материала.

В теории Н.А. Янсена не показано обоснование положения о соотношении осевых и боковых давлений, действующих на свод.

Н.В. Сорокин /115 / в своих работах развивает теорию Н.А. Янсена с точки зрения нагр ужения свода системой сил, несколько отличной от той, которую предложил Н.А. Янсен. Основное допущение Н.В. Сорокина строится на постоянстве сечений столба сыпучего материала, находящегося над образовавшимся статическим сводом. Результаты аналитического решения Н.В. Сороки- -на в принципе не отличаются от решений Н.А. Янсена. Но его допущение о постоянстве сечений столба сыпучего материала над статически устойчивым сводом не выдерживает никакой критики. Известно, что, как правило, столб сыпучего материала над сводом имеет разные сечения, площадь которых увеличивается к его дневной поверхности.

Е,М. Гутьяр /41/ уточнил теорию Н.А. Янсена с позиции деформированное сыпучих тел, в которых образуются своды.

Зависимости, полученные Е.М. Гутьяром, так же, как и зависимости Н.А. Янсена и Н.В. Сорокина не объясняют физическую сущность образования в сыпучих телах статически устойчивых сводчатых структур, не раскрывают механизма распределения давлений в сыпучих телах, аккумулируемых в бункерах.

По теории Н. Энгессера /139/ в сыпучих телах возникает разгружающий свод. Несыпучая способность этого свода, по Н. Энгессеру,- это наличие в самом сыпучем теле вертикально направленных сил, способных предотвратить разрушение статического свода. Н. Энгессером эти силы не объясняются. Можно предполагать, что это силы трения, а точнее, их вертикальные составляющие, препятствующие перемещению частиц свода к выпускному отверстию емкости. При всей своей оригинальности теория Н. Энгессера не подтверждается результатами экспериментальных исследований. Кроме того, при определении кривой статически устойчивого свода (в его теории эта кривая - парабола) Н. Энгессер нагружал свод только вертикальными нагрузками, горизонтальные нагрузки им не учитывались. Поэтому форма кривой свода - парабола является не обоснованной. В 1891 году появилась теория В. Надеждина /88/, в которой сыпучее тело рассматривалось как совокупность большого числа сводов, толщиной каждый в одну шаровую частицу. В. Надеждин так же, как и Н. Энгессер, при нагруже-нии свода не учитывал горизонтальные составляющие давлений, действующие на свод. Форму свода он получил параболическую. Как и в предыдущих теориях, в теории В. Надеждина не рассматривается физическая сущность статического сводообразования как явления, присущего сыпучим телам, находящимся в граничных условиях.

В теории П. Шульца /159/ при обрушении горных пород в выработку (при строительстве туннелей) слои породы изгибаются как балки. Этот их изгиб происходит под действием силы тяжести слоя породы. В результате этого изгиба пласт породы растрескивается по плоскостям сдвига, угол наклона которых к вертикали различен и зависит от физико-механических свойств пласта.

Аналогично теории П. Шульца, теория Коммереля /151/ предполагает, что над горной выработкой возникает статический свод, который под действием вышерасположенного слоя породы может разрушиться, предварительно растрескавшись по плоскости сдвига.

К подобным теориям относятся теории М. Протодъяконова /104/, В. Сле-сарева, П. Цимбаревича /130/. В частности, по П. Цимбаревичу форма кривой образовавшегося в горной породе статически устойчивого свода определяется характером той нагрузки, которая действует на этот свод. Этим выводом П. Цимбаревич достаточно понятно объясняет несоответствие различных теоретических решений в вопросе определения формы статических сводов и определении давлений, действующих на них со стороны вышерасположенного столба породы. Не одна из названных выше теорий /143, 115, 41, 139, 88, 159, 151, 131/ не раскрывает механизм образования статических сводов в монолитах породы и тем более в сыпучих материалах, находящихся в граничных условиях.

Выбор модели влажного сыпучего тела и обоснование ее допущений

Отсутствие теоретических предпосылок, описывающих механику истечения влажных сыпучих тел в условиях статического их сводообразования применительно к бункерам зернокомбайнов, объясняется тем, что многие исследователи при обосновании модели сыпучего тела исходили из того, что его представляли в виде сплошной сыпучей среды. Они не учитывали возможность образования в бункерах статически устойчивых сводов.

В настоящей работе исследованы сельскохозяйственные сыпучие материалы, которые подчиняются закону Амонтона-Кулона с учетом влияния сил адгезии. Поэтому в основу теоретического решения задач работы положена комбинированная модель дискретного сыпучего тела проф. Л.В. Гячева — В.А. Богомягких с некоторыми допущениями проф. В,С Кунакова, которая, кроме известных допущений бессводообразующей модели сыпучего тела проф. Л.В.Гячева /42,44/, включает допущения, позволяющие рассматривать процесс истечения влажных сыпучих тел из выпускных отверстий бункеров зернокомбайна с точки зрения образования в них статически устойчивых сводов (рисунок 2.1).

Эта механическая модель сыпучего тела предполагает наличие следующих ограничений и допущений относительно формы, размеров и расположения зёрен, характера их движения и вида трения между ними:

1. Сыпучее тело состоит из частиц, которые представляют собой условные шары с некоторым постоянным углом укладки в объеме бункера.

2. Силы трения между шаровыми частицами сыпучего тела в объеме бункера пропорциональны нормальным усилиям и учитывают адгезию в диапазоне относительной влажности сыпучих материалов от 16 до 28%.

4. Движение реальных шаровых частиц в потоке сыпучего тела происходит без их относительного вращения.

5. Движение шаровых частиц в потоке происходит по пересекающимся эквидистантным линиям скольжения.

Указанные допущения позволяют рассматривать дискретный характер протекания процессов, происходящих во влажных зернистых телах. Модель также предполагает использование следующих допущений: 1. При движении плотность влажного сыпучего материала не изменяется. 2. Угол укладки шаров сохраняется и в процессе их движения. 3. Из-за малости частиц влажное дискретное сыпучее тело можно заменить эквивалентной в механическом смысле сплошной влажной средой. Обоснование указанных допущений приведено в работах проф. B.C. Ку-накова, В.А.Богомягких и др. Однако форма частиц реальных сыпучих тел, как и их влажность, оказывают существенное влияние на процесс истечения из бункеров и образования в них статических сводов. Поэтому этому вопросу уделим более подробное исследование.

Коэффициент искажения формы частиц, который определяется опытным путем для конкретных частиц зернистого материала, является для этих частиц величиной постоянной, так как два определяющих ее размера параметры («/ » и «а») есть величины среднестатистические, то есть постоянные.

Наряду с формой частиц, как уже указывалось на образование статически устойчивых сводов в бункерах большое влияние оказывает влажность зернового материала — плёночная влага (адгезия). По закону Амонтона - Кулона с учетом влияния адгезии сила сопротивления перемещению частицы в потоке сыпучего и на кривой давления статически устойчивого свода определяется из формулы Fc fnp-K + Mo N (2-5а) где fm — коэффициент сухого трения между частицами; 1Л0 - коэффициент, характеризующий силы сцепления с учетом влияния сил адгезии; N - нормальное усилие между соприкасающимися частицами в зерновом влажном материале, В формуле (2.5 а) отдельно определить fmp, ju0 практически не 36 возможно. Поэтому с=(Др +М )-Я (2-5 6) где f + fi0 - коэффициент сопротивления сдвигу отдельной влажной частицы или определённого объёма сыпучего тела, состоящего из этих частиц. Этот коэффициент является обобщённым и с его помощью можно учитывать «фрикционные» свойства зернового материала при любом его виде истечения из ёмкости. При этом К1сд = tgj, К2сд = tg%2, К3сд = tg%3, где ] - внутренний угол сопротивления сдвигу; %2 - внешний угол сопротивления сдвигу; %3 - приведённый угол сопротивления сдвигу.

Исходя из этого, установим возможные условия истечения влажных зерновых материалов из щелевых отверстий бункера зерноуборочного комбайна типа «Дон» (рисунок 2.3) - контрпривод; 2 - редуктор; 3 - наклонный (загрузочный) шнек; 4 - корпус; 5 и 12 - поворотные боковины; 6 и 11 - секция крышки; 7 - сигнализатор; 8 и 10 - вставные секторы; 9 - смотровое окно; 13 - горловина бункера; 14 — гидроцилиндр; 15 - лоток; 16 - захват на боковине молотилки; 17 - карданная передача; 18 - выгрузной поворотный шнек; 19 - щиток; 20 - горизонтальный шнек.

Рисунок 2.3 Бункер комбайна "Дон-1500" 2.2 Условия видов движения зерновых материалов в бункере зерноуборочного комбайна

Из теории проф. Л.В. Гячева /42/ и проф. В.А. Богомягких /21/ известно, что существует три вида истечения сыпучего тела из выпускного отверстия бункеров: гидравлический, нормальный и смешанный. Это связано с различным характером процесса формирования и движения сыпучих тел в бункерах, что обусловлено не только различием их форм и конструктивных параметров, но и различием физико-механических свойств сыпучих материалов.

Гидравлический вид истечения (рисунок 2.5) характерен тем, что все частицы сыпучего тела находятся в движении. Свободная поверхность сыпучего тела не претерпевает больших изменений и не наблюдается интенсивное перемещение промежуточного слоя. Но при приближении к выпускному отверстию частицы начинают двигаться по пересекающимся траекториям внутри потока и скорость опускания отдельных частиц носит стохастический характер.

Гидравлический (массовый) вид истечения напоминает истечение жидкости из отверстия сосуда и чаще всего наблюдается в бункерах, стенки которого вертикальны или составляют с вертикалью небольшой угол, а размеры выпускных отверстий близки к размерам его поперечных сечений.

Приборы и оборудование для проведения экспериментальных исследований

При проведении экспериментальных исследований были использованы следующие приборы и оборудование:

- установка ТМ-21 для определения статических и кинематических углов трения сыпучих материалов ( п 2 и 3); - ящик для определения углов естественного откоса сыпучих материалов (0); - литровая пурка для определения плотности сыпучих материалов {у У, - пикнометр для определения плотности частиц сыпучих материалов (т] ); - экспериментальная установка; - фотоаппарат; кинокамера скоростная СКС-1; - весы типа ВНЦ; - осциллограф.

Экспериментальная установка предназначена для изучения влияния параметров бункера (формы бункера, формы выпускного отверстия бункера и угла наклона стенок днища бункера к вертикали) на процесс истечения сыпучих тел, его характер, а также сводообразования сыпучих тел и частоты образования статически устойчивых сводов.

Производилась синхронная запись данных эксперимента в семи сечениях экспериментального бункера. Записывались: скорость истечения сыпучего тела, его расход, частота пульсации потока сыпучего тела, период существования и разрушения статических сводов в семи поперечных сечениях бункера, а также частота их образования.

Производилась расшифровка кадров скоростной киносъемки для соответствующих семи поперечных сечений бункера. Скорость съемки - 15СН-300 кадр/с с отметчиком времени. Одновременно велась запись на ленту осциллографа Н-700 скорости, расхода и частоты пульсации потока сыпучего тела. Дешифровка кадров съемки и обработка записи процесса на ленте осциллографа производились совместно.

Он состоял из кулачковой шайбы 2, с каждой стороны которой по периметру окружности расположены шесть кулачков 1 и толкатель с рамками 3. Рамки толкателя были по обе стороны кулачковой шайбы.

Вращательное движение создавалось двигателем постоянного тока и передавалось кулачковой шайбе цепной передачей.

Для аккумулирования сыпучего материала, вытекающего из бункерного устройства, под ним располагалась емкость, которая была разделена перегородками на отсеки с целью определения равномерности выхода потока по длине щели бункера. Контроль за частотой колебаний сводоразрушающего устройства и работой кулачковой шайбы производится с помощью конечного выключателя и индуктивного датчика и регистрируется электронносчетным частотомером 43-28 с самопишущим прибором И338-4П (рисунок 3.4).

Частота колебаний сводоразрушающего устройства задавалась и регулировалась в зависимости от вида сыпучего материала и размера выпускного отверстия изменением напряжения постоянного тока, подаваемого электородви-гателю специальным прибором.

Программой экспериментальных исследований предусматривалось: 1. Определение физико-механических свойств сыпучих материалов влажностью 24-28 %, а именно: гороха, проса, семян подсолнечника, зерна пшеницы, зерна ячменя, кукурузы. 2. Определение наибольших сводообразующих размеров щелевых выпускных отверстий бункеров. 3. Определение расхода, скорости, времени и частоты пульсации потока указанных сыпучих материалов. 4. Определение вида истечения влажного сыпучего материала. 5. Определение границы перехода по высоте бункера гидравлического вида истечения в нормальный и наоборот. 6. Определение частоты статического сводообразования при истечении влажных сыпучих тел.

Явление статического сводообразования обусловлено, как уже указывалось, физико-механическими свойствами аккумулированного в бункере влажного сыпучего материала и конструктивными параметрами бункера. В соответствии с принятой комбинированной моделью сыпучего тела проф. Л.В. Гячева-В.А. Богомягких с допущениями проф. B.C. Кунакова в работе изучались физи-ко - механические свойства влажного сыпучего материала, определялись диаметры условной шаровой частицы с учетом коэффициентов формы и искажения формы реальных частиц, что позволяет определять более точно наибольший сводообразующий размер выпускного отверстия и расход сыпучего материала из него. Исследования проводились для сыпучих материалов, влажность которых находилась в пределах от 16% до 28% и подчиняющихся закону Амонтона - Кулона с учетом влияния адгезии. При определении физико-механических свойств влажных сыпучих материалов использовались следующие приборы и оборудование: - установка ТМ-21 для определения статических и кинематических углов сопротивления сдвигу сыпучих материалов (/, и %зУ - поршневой прибор для определения угла естественного откоса {); - ящик для определения углов естественного откоса сыпучих материалов ( 9); - литровая пурка для определения плотности сыпучих материалов (у ); - пикнометр для определения плотности частиц сыпучих материалов (77).

К механическим свойствам сыпучего материала, определяющим закономерности его истечения и сводообразования, относятся статические углы внешнего (%2) внутреннего (/) и приведенного (j) сопротивления сдвигу, угол естественного откоса ( 9), угол укладки частиц сыпучего материала в объеме бункера (/?), плотность сыпучего материала (у\ плотность частиц сыпучих материалов (77).

Определение углов сопротивления сдвигу проводилось на установке ТМ-21, которая представлена на рисунке 3.5, с помощью трущихся поверхностей по методике проф. Л.В.Гячева и В.А.Богомягких.

Установка ТМ-21 состоит из рамы, платформы со сменными поверхностями, винтового механизма изменения угла наклона платформы, угломера, трех датчиков, ловителя образца и двух секундомеров. Для определения указанных углов изготавливались бруски из бука размером 100x40x30 мм, один из которых покрывался тонким слоем пластилина толщиной около 1-3 мм (в зависимости от толщины зерен исследуемого материала). Зерна исследуемого сыпучего материала насыпали на пластилин вплотную и вдавливали на него другой дощечкой, в результате чего зерна закреплялись в пластилине и выравнивались по высоте. Вторая трущаяся поверхность неподвижно закреплялась на плоскости установки. При определении угла внешнего трения %2 она представляла собой материал стенок бункера (листовое железо, оргстекло и т.п.), а при определении углов j и 3 направляющую поверхность изготавливали вышеописанным способом (дощечка с зерном).

Физико-механические свойства влажных сыпучих материалов

В настоящей работе рассматривался влажный сыпучий материал, а именно: горох, просо, семена подсолнечника, зерна пшеницы, зерна ячменя, кукуруза. Определение физико-механических свойств сыпучего материала проводилось по методике, изложенной выше. Результаты экспериментальных исследований приведены в таблице 4.1. Диапазон влажности зерновых материалов колеблется от 24% до 28%.

Существуют три вида истечения сыпучего тела из выпускного отверстия бункера — гидравлический, нормальный и смешанный. В бункерах комбайнов наибольше распространение получил смешанный вид истечения, который наблюдался и в экспериментальном бункере при истечении гороха и подсолнечника. При истечении из бункера ячменя, проса, пшеницы и кукурузы наблюдался гидравлический вид истечения. Тот или иной вид истечения зависит не только от формы и конструктивных параметров бункеров, но и от физико-механических свойств сыпучих материалов.

Границу перехода по высоте бункера гидравлического вида истечения в нормальный вид определяли визуально, а также при обработке результатов фотографирования объекта для каждого сыпучего материала при различных формах и размерах выпускного отверстия.

Теоретическая граница перехода гидравлического вида истечения в нормальный вид по высоте бункера определялась по известной формуле профессора В.А. Богомягких (2.9).Результаты экспериментальных исследований представлены в таблице 4.2

Данные экспериментальных исследований показывают, что на положение границы перехода гидравлического вида истечения сыпучего тела в нормальный оказывают влияние физико-механические свойства сыпучего тела, аккумулированного в бункере. Данные экспериментальных исследований подтверждают зависимость аи от физико-механических свойств сыпучего материала и правильность его расчета по методике проф. В.А. Богомягких /24/. На положение границы перехода гидравлического вида истечения в нормальный не оказывает влияния форма выпускного отверстия и угол наклона стенок днища бункера (только при нормальном виде истечения сыпучего тела из выпускного отверстия бункера).

Исследования показали, что ордината расположения границы перехода гидравлического вида истечения в нормальный вид Н б находится в линейной зависимости от разности между размерами бункера и выпускного отверстия AD в одном продольном сечении бункера. Она не зависит от формы выпускного отверстия. Граница перехода гидравлического вида истечения в нормальный линейно зависит как от размеров бункера, так и от размеров его выпускного отверстия. Данный вывод наглядно показан на рисунке 4.1.

На рисунке 4.2 показана зависимость расположения границы перехода гидравлического вида истечения, в нормальный для всех значений AD от «текучести» сыпучего материала, которая характеризуется углом сси. Она изменяется по гиперболе, увеличиваясь для сыпучих материалов менее «текучих» и уменьшаясь для сыпучих, имеющих большую подвижность частиц.

Расход сыпучего тела зависит от формы частиц сыпучего материала. На рисунках 4.3 и 4.4 рассмотрена зависимость расхода сыпучего тела из выпускного отверстия бункера от формы частицы сыпучего материала, которая выражена через коэффициент формы частиц. Сыпучий материал, который используется в сельхозпроизводстве, близок по своим физико - механическим свойствам, но отличен по своей форме. На рисунке 4.3 представлена зависимость расхода сыпучего тела от формы частиц для различного сыпучего материала, а на рисунке 4.4 представлена теоретическая зависимость расхода от формы частицы на примере проса. (Экспериментальные исследования по этому вопросу выполнены совместно с А.Ф. Рева /26/).

Данные графиков, представленные на рисунках 4.3 и 4.4, свидетельствуют о линейной зависимости между коэффициентом формы частицы сыпучего материала и его расходом из бункера. С увеличением коэффициента формы частицы расход сыпучего материала снижается, а частота возникновения устойчивых сводов в потоке сыпучего тела возрастает. Следовательно, сводчатые структуры, которые возникают в плоскости щелевых отверстий становятся более устойчивы во времени.

Результаты проведенных теоретических и экспериментальных исследований зависимости частоты пульсации потока сыпучего тела от формы частиц сыпучего материала представлены в виде графиков на рисунке 4.5 и рисунке 4.6. Эти данные подтверждаются результатами работы /24/.

Похожие диссертации на Интенсификация процесса выгрузки зерновых материалов повышенной влажности из бункера комбайна