Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса и задачи исследований 13
1.1 Основные физико-механические свойства зернового вороха как объекта послеуборочной обработки 13
1.2 Анализ конструкций рабочих органов, применяемых в машинах предварительной очистки зернового вороха 16
1.2.1 Классификация и устройство пневмосистем зерноочистительных машин 16
1.2.2 Типы и технологические схемы расположения решет в зерноочистительных машинах 26
1.3 Обзор технологий послеуборочной обработки зернового вороха 30
1.4 Анализ процесса работы и конструкций зерноочистительных машин, обрабатывающих зерновой ворох по фракционной технологии 36
1.5 Постановка цели и задачи исследования 53
2 Анализ процесса разделения зернового вороха воздушным потоком на фракции 56
2.1 Обоснование схемы и рабочий процесс пневмосепарирующего устройства 56
2.2 Анализ процесса ввода зернового вороха питающим валиком с нижней подачей в наклонный пневмосепарирующий канал 58
2.3 Исследование процесса движения компонентов зернового материала в наклонном пневмосепарирующем канале 65
2.4 Исследование процесса движения компонентов зернового материала в разделительной камере 74
2.5 Выводы 81
3 Программа и методика экспериментальных исследований 83
3.1 Программа экспериментальных исследований 83
3.2 Экспериментальные установки, приборы и оборудование 83
3.3 Методика проведения лабораторных исследований и обработки экспериментальных данных 90
3.3.1 Методика аэродинамических исследований пневмосепарирующего канала 90
3.3.2 Методика определения влияния конструктивно-технологических параметров пневмосистемы на качественные показатели ее работы 90
3.3.3 Методика исследования распределения компонентов зернового материала по глубине и высоте разделительной камеры 93
3.3.4 Методика исследования эффективности функционирования пневмосистемы машины предварительной очистки зерна при различной подаче, засоренности и влажности обрабатываемого зернового материала 95
4 Результаты экспериментальных исследований... 99
4.1 Результаты исследований пневмосистемы машины предварительной очистки с верхней подачей зернового материала в пневмосепарирующий канал питающим валиком 99
4.1.1 Аэродинамические исследования пневмосепарирующего канала 99
4.1.2 Определение закономерностей влияния конструктивно-технологических параметров пневмосистемы на качественные показатели ее работы 101
4.1.3 Исследование влияния конструктивных параметров наклонного пневмосепарирующего канала и кинематического режима питающего валика на качественные показатели работы пневмосистемы 104
4.1.4 Исследование распределения компонентов зернового материала по глубине и высоте разделительной камеры 111
4.1.5 Исследование влияния конструктивно-технологических параметров разделительной камеры на качественные показатели работы пневмосистемы 115
4.2 Результаты исследований пневмосистемы машины предварительной очистки с нижней подачей зернового материала в пневмосепарирующий канал питающим валиком 126
4.2.1 Исследование влияния конструктивных параметров наклонного пневмосепарирующего канала и кинематического режима питающего валика на качественные показатели работы пневмосистемы 126
4.2.2 Исследование влияния конструктивных параметров разделительной камеры на качественные показатели работы пневмосистемы 134
4.3 Исследование эффективности функционирования модели пневмосистемы машины предварительной очистки зерна при различной удельной подаче, засоренности и влажности обрабатываемого зернового материала 141
4.4 Выводы 143
5 Испытания машины предварительной очистки зерна МПО-25Ф 146
5.1 Техническая характеристика машины предварительной очистки зерна МПО-25Ф 146
5.2 Ведомственные испытания машины предварительной очистки зерна МПО-25Ф 150
5.2.1 Программа и методика ведомственных испытаний 150
5.2.2 Исследование процесса работы пневмосистемы машины предварительной очистки зерна МПО-25Ф 157
5.2.3 Агротехническая оценка машины предварительной очистки зерна МПО-25Ф 163
5.3 Предварительные испытания машины МПО-25Ф 167
5.4 Технико-экономическое обоснование 173
5.5 Выводы 175
Общие выводы 177
Литература 180
Приложения 190
- Основные физико-механические свойства зернового вороха как объекта послеуборочной обработки
- Анализ процесса ввода зернового вороха питающим валиком с нижней подачей в наклонный пневмосепарирующий канал
- Экспериментальные установки, приборы и оборудование
- Исследование распределения компонентов зернового материала по глубине и высоте разделительной камеры
Введение к работе
В работе агропромышленного комплекса России одной из важнейших задач является производство зерна семенного, продовольственного и фуражного назначения. Обеспечение сохранности собираемого урожая и доведение его до товарной продукции зависит, главным образом, от уровня механизации послеуборочной обработки и хранения зерна. Своевременная и качественная обработка зернового вороха оказывает существенное влияние на трудоемкость последующих операций (сушки, первичной и вторичной очистки) и качество получаемых зерна и семян.
В настоящее время в нашей стране и за рубежом разработано и выпускается большое количество разнообразных машин предварительной очистки. Чаще всего это воздушно-решетные машины, осуществляющие одно- или двукратную очистку воздухом и на решетах (плоских качающихся, с круговыми движениями, цилиндрических из перфорированного листового металла или из прутков с различным количеством ярусов). Из отечественных машин это самопередвижной ворохоочиститель ОВС-25, его стационарный вариант ОВС-25С, машины МПО-50 (без подсевных решет), МПР-50 (с подсевными решетами), новые разработки ГСКБ "Зерноочистка" (г. Воронеж) - МПО-50С (со скальпе-ратором), МПУ-20, -70, ОЗС-50. Из зарубежных наибольшее применение в России нашли машины немецкой фирмы "Петкус" К-522, К-523Б, К-524, К-525, К-527А К-528. Реже применяются машины типа S1 шведской фирмы "Камас", типа Delta 141 датской фирмы "Кимбриа" и др.
Технология предварительной обработки зернового вороха предусматривает, как правило, выделение самых крупных, легких и мелких примесей, а в ряде случаев и разделение очищенного материала на фракции с целью выделения наиболее продуктивной части и последующей раздельной обработки.
Фракционирование осуществляют с помощью решет или воздушным потоком до или после решет.
Например, в универсальной машине АЗМ-10/5-ВРФ (разработка НИИСХ Северо-Востока) зерновой материал делится сначала на решетах на фракции
крупного и мелкого зерна, а затем раздельно обрабатывается в пневмосепари-
рующих каналах с различной скоростью воздушного потока и триерах с различным размером ячеек и установкой кромки лотка. Это позволяет выделять семенной материал 1 и 2 класса чистоты при наличии зерновой примеси.
При выделении из зернового вороха фуражной фракции используют во-рохоочистители ОВС-25. До 30 % мелкого зерна вместе с мелкими примесями проходом через решето Г отправляется на сушку в фуражном режиме, а остальной материал сушится в семенном режиме и после доводится до требуемой чистоты. Такая технология позволяет сократить расход энергии на сушку и получить хорошего качества продовольственное зерно и семена за один пропуск.
Перспективным считается разделение зернового вороха на фракции с помощью воздушного потока (пневмосепарирование). Известны работы ученых Челябинского ГАУ, которые разработали семейство пневмоинерционных сепараторов для работы на открытых площадках, позволяющих удалить более 50 % всех примесей, что обеспечивает благоприятные условия для временного хранения и последующей сушки зерна.
В Курганском СХИ разработана технология и устройство (зерноочистительный агрегат) для пневмофракционной обработки зернового вороха с использованием арматуры и оборудования агрегатов типа ЗАВ, которые увеличивают пропускную способность и качество очистки семян.
В Вятской ГСХА разработана модификация машины МПО-50Ф с выделением воздушным потоком фуражной фракции. При этом зерновой ворох обрабатывается воздушным потоком с более высокими скоростями и за счет этого повышается эффективность выделения легких примесей. Создан макетный образец пневмосепарирующего устройства, разделяющего зерновой ворох на три фракции: крупного, среднего и мелкого зерна.
Из зарубежных разработок по пневмофракционированию следует отметить универсальные зерно-и семяочистительные машины АКН-200 фирмы "Хаппле" и К-560 фирмы "Петкус" (Германия).
Работа выполнена в Государственном учреждении Зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства Северо-Востока имени Н.В.Рудницкого.
Исследования проведены в соответствии с планом научно-исследовательских работ ГУ ЗНИИСХ Северо-Востока им. Н.В.Рудницкого (номер гос. per. 01.2002.03093).
Цель исследования. Целью исследования является обоснование основных параметров и режимов работы пневмосистемы машины предварительной очистки зерна, работающей по фракционной технологии.
Объект исследования. В качестве объектов исследования выбраны процесс пневмофракционирования зернового вороха, экспериментальный и опытный образцы машины предварительной очистки зерна, работающей по пнев-мофракционной технологии.
Методика исследований. При проведении экспериментальных исследований использованы стандартные и разработанные нами методики с применением физического и математического моделирования.
Научная новизна. Разработана пневмосистема зерноочистительной машины, содержащая разделительную и осадочную камеры, наклонный пневмосепа-рирующий канал, диаметральный вентилятор, регулятор расхода воздуха, устройства для ввода зернового материала и вывода его фракций, и инерционный жалюзийно-противоточныи пылеуловитель. Новизна технического решения подтверждена патентами РФ на изобретение №№ 2213442,2242112, 2267906.
Выведены аналитические зависимости для расчета траекторий движения компонентов обрабатываемого материала в наклонном пневмосепарирующем канале, разделительной камере и определены границы высоты установки кромки смежной стенки между ПСК и разделительной камерой, а также передней кромки отражательной плоскости.
Получены математические модели функционирования наклонного пнев-мосепарирующего канала и разделительной камеры и определены их оптимальные конструктивно-технологические параметры.
Достоверность основных выводов подтверждена результатами экспериментальных исследований, ведомственных и предварительных испытаний опытного образца машины предварительной очистки зерна, разработанной при участии автора.
Практическая ценность и реализация результатов исследований. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили создать пневмосистему машины предварительной очистки зерна, способную работать как по поточной, так и по фракционной технологиям, обладающую высокими показателями качества выполнения технологического процесса.
По результатам исследований разработана конструкторская и техническая документация, изготовлен опытный образец машины предварительной очистки зерна МПО-25Ф, который установлен в технологическую линию зерноочисти-тельно-сушильного комплекса КЗС-25 в СПК "Знамя Ленина" Кировской области.
Годовой экономический эффект от использования машины МПО-25Ф составил 118,4 тыс. рублей.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Вятской ГСХА (2002...2005 гг.) и ГУ ЗНИИСХ Северо-Востока (2004...2005 гг.).
По материалам исследований опубликовано 8 научных статей и получено 3 патента РФ на изобретение.
На зашиту выносятся следующие положения:
технологическая и конструктивная схемы пневмосистемы машины предварительной очистки зерна, работающей по фракционной технологии;
аналитические зависимости для расчета траекторий движения компонентов обрабатываемого материала в наклонном пневмосепарирующем канале и разделительной камере;
математические модели функционирования и оптимальные конструктивно-технологические параметры наклонного пневмосепарирующего канала и
Основные физико-механические свойства зернового вороха как объекта послеуборочной обработки
В зонах повышенного увлажнения зерновой ворох, поступающий от комбайнов на пункты послеуборочной обработки, представляет собой смесь полноценного, щуплого и поврежденного зерна (семян) основной культуры, семян различных культурных и сорных растений, а также примесей органического (частицы растений, солома, колосья, полова) и минерального (песок, комочки земли и др.) происхождения. При этом содержание семян основной культуры в ворохе составляет 85...98 %, а влажность зерна озимых культур может достигать 25...30 %, яровых культур - 30...40 %, органических примесей - 40...70 % [9,17,24,46,60,61,104].
Наличие в зерновой массе различных компонентов придает ей специфические биологические и технологические свойства, которые необходимо знать и учитывать при организации послеуборочной обработки.
В зерновом ворохе, как и в каждом живом организме, непрерывно происходят сложные процессы обмена веществ. Одно из внешних проявлений этого -дыхание.
Дыхание представляет собой биохимический процесс гидролиза (распада) запасных питательных веществ под действием ферментов, обеспечивающий приток энергии для поддержания жизни организма. Интенсивность дыхания зернового вороха зависит главным образом от его влажности и может изменяться в сотни и тысячи раз. При влажности зернового вороха менее 14 % потеря сухих веществ на поддержание жизни организма в течение первого года хранения не превышает 0,1 % [99]. С повышением влажности до 17 % интенсивность дыхания увеличивается в 8 раз, а с повышением до 21,2 % - в 48 раз, при этом только небольшая часть энергии дыхания используется организмом, большая ее часть (90...95 %) выделяется в виде тепла и воды, что в свою очередь, вследствие низкой теплопроводности зернового вороха, интенсифицирует процесс дыхания [28]. Из вышеизложенного следует, что для зернового вороха, доставленного от комбайнов, процесс дыхания может принять характер цепной реакции. Самосогревание, если его не остановить, заканчивается обычно полной утратой зерном своих посевных и продовольственных качеств. Всхожесть семян снижается уже на первых этапах самосогревания [106]. Так, время безопасного хранения зернового вороха влажностью более 30 %, предназначенного на семена, составляет примерно 1...2 часа, а продовольственно-фуражного назначения - 3...4 часа [25]. При большем времени хранения в зерновом ворохе начинается процесс самосогревания. Журавлев А.П. выделяет 3 фазы процесса самосогревания [47]: 1. Первая фаза характеризует начальный период самосогревания, температура зерна при этом повышается до 30С, на зерне образуется капельножидкая влага, на зародыше появляется плесень. Запах увлажненного зерна амбарный, у сырого - запах плесени. При этом энергия прорастания и всхожесть зерна снижаются. 2. Вторая фаза характеризует дальнейшее развитие процесса самосогревания. Температура зерна повышается до 34...38С, появляется солодовый запах, зерно потеет и темнеет, снижается сыпучесть зерна. На недозрелых зернах появляются колонии плесени, всхожесть зерна резко снижается. 3. Третья фаза самосогревания характеризуется повышением температуры до 50С и более. Зерно темнеет. Количество заплесневевших зерен увеличивается, появляется запах разложения - затхлый и плесневело-затхлый. Процесс самосогревания заканчивается обугливанием зерна. Зерновая масса при этом полностью теряет сыпучесть и превращается в монолит. Исследования ученых, посвященные изучению факторов, влияющих на стойкость зерна при его хранении, показывают, что интенсивность дыхания семян сорных растений в 2,7...2,9 раза выше, чем зерен культурных растений при одинаковой их влажности [60]. А влажность семян сорняков в момент уборки в 2 и более раза превосходит влажность семян основной культуры и уже в пер 15 вые часы хранения большая часть влаги этих примесей поглощается зерном, что и является одной из причин процесса самосогревания. Очистка свежеубранного зернового вороха от примесей позволяет снять до 5 % влаги и предотвратить в ряде случаев процесс самосогревания [28]. Приведенные данные свидетельствуют о том, что после доставки зернового вороха от комбайнов на пункты послеуборочной обработки важнейшим процессом является его очистка от примесей, которую необходимо проводить незамедлительно, что позволит снизить жизнедеятельность зернового вороха и сохранить качество семян. Оперативное выделение примесей из зернового вороха осуществляется машинами предварительной очистки зерна. Необходимость быстрой обработки свежеубранного вороха любой влажности и засоренности определяет специфические требования к данным машинам. Они должны иметь высокую производительность, превышающую производительность последующих машин и оборудования в поточной линии в 2...3 раза. При этом в процессе очистки должно выделяться не менее 50 % сорных примесей. В отходах легких, крупных и мелких примесей содержание полноценных зерен не должно превышать 0,2 % от массы зерна основной культуры в исходном материале [24, 60, 110]. Очистка и сортирование зерна (семян) основаны на использовании различий таких физико-механических свойств компонентов, как аэродинамические (скорость витания, коэффициент парусности), геометрические (длина, ширина, толщина), плотность вещества, форма, состояние поверхности (коэффициент трения при движении по различным поверхностям), упругие свойства, электропроводность и цвет [24, 62, 71, 78, 88, 104]. Эти свойства зависят от вида и сорта культуры, зоны, условий выращивания и других факторов и варьируют в широких пределах. Предварительную очистку зерна осуществляют, используя в основном различия компонентов вороха по аэродинамическим и геометрическим (ширина и толщина) свойствам.
Анализ процесса ввода зернового вороха питающим валиком с нижней подачей в наклонный пневмосепарирующий канал
Как показал обзор литературных источников, применение фракционной технологии послеуборочной обработки зерна позволяет повысить эффективность использования машин, качество обработки семян, снизить их травмирование и себестоимость. При этом разделение на фракции выгоднее осуществлять при помощи воздушного потока, так как процесс пневмофракционирова-ния мало зависит от влажности и засоренности зернового материала.
В результате анализа конструкций зерноочистительных машин, обрабатывающих зерновой ворох по фракционной технологии, и их рабочих органов была разработана схема пневмосепарирующего устройства зерноочистительной машины (патенты РФ №№ 2213442, 2242112, 2267906), которая представлена на рисунке 2.1 (Приложения А, Б, В) [90, 91, 92].
Пневмосепарирующее устройство выполнено разомкнутым и содержит питающий валик 1, наклонный пневмосепарирующий канал 2, загрузочно-распределительное устройство 4, отражательную плоскость 6, диаметральный вентилятор 8, регулятор расхода воздуха 9, выхлопной патрубок 10, осадочную 11 и разделительную 14 камеры с устройствами вывода фракций 12 и 15.
Рабочий процесс пневмосепарирующего устройства осуществляется следующим образом. Исходный зерновой ворох шнеком загрузочно-распредели-тельного устройства 4 равномерно распределяется по ширине пневмосепарирующего устройства и поступает к питающему валику 1, который подает его в наклонный пневмосепарирующий канал 2. Всасываемый воздушный поток, создаваемый диаметральным вентилятором 8 и регулируемый регулятором расхода воздуха 9, в пневмосепарирующем канале 2 захватывает и уносит через пылеотводящий канал 5, образованный верхней стенкой 7 пневмосистемы и отражательной плоскостью 6, фракцию легких примесей в осадочную камеру 11. Легкие примеси, осажденные в камере 11, устройством 12 выводятся наружу.
Дробленые, щуплые и мелкие зерна (фракция фуражного зерна), имеющие большую критическую скорость витания, чем легкие примеси, проходя под отражательной плоскостью 6, за счет инерционно-гравитационных сил, осаждаются в разделительной камере 14 и устройством 15 выводятся наружу. Эта фракция может достигать до 30 % и более. Отработанный воздушный поток из осадочной камеры 11 выбрасывается диаметральным вентилятором 8 через выхлопной патрубок 10 в пылеуловитель (на рисунке условно не показан). Тяжелая фракция зерна под действием силы тяжести выводится из пневмосепарирующего канала 2 наружу. Как известно, питающие валики относятся к устройствам, работающим по принципу сообщения частицам вводимого материала кинетической энергии вращающимися рабочими органами. При этом валики должны отвечать следующим основным требованиям: - осуществлять равномерную подачу исходного вороха во времени; - вводить материал под определенным углом J3 (рис. 2.2) относительно горизонтали, с определенной скоростью V и на определенное расстояние в зависимости от глубины h пневмосепарирующего канала; - обеспечивать необходимую пропускную способность и герметичность. В нашем случае валик выполняет функцию устройства ввода исходного зернового вороха в наклонный пневмосепарирующий канал. Процесс подачи зерновой смеси состоит из двух фаз - движения частиц относительно валика и движения частиц после схода с лопатки валика до ввода в пневмосепарирующий канал. Рассмотрим движение частиц относительно питающего валика с нижней подачей зерновой смеси [12, 24]. Для этого примем следующие допущения: - исходный ворох рассматривается как масса, состоящая из отдельных частиц (материальных точек); - частица приводится в движение посредством воздействия на нее лопатки валика; - трением частиц друг о друга пренебрегаем. При вращении валика зерновая смесь лопатками перемещается относительно донышка в сторону ПСК (рис. 2.2, а). Пусть зазор между лопатками валика и донышком не превышает размера зерновки.
Экспериментальные установки, приборы и оборудование
При проведении экспериментальных исследований пневмосистемы машины предварительной очистки зернового вороха определяли влияние конструктивно-технологических параметров наклонного ПСК и разделительной камеры на качественные показатели работы пневмосистемы. На первом этапе исследований применялись поисковые однофакторные эксперименты, с помощью которых определялись направления исследований, а затем проводились многофакторные эксперименты для оптимизации конструктивно-технологических параметров пневмосистемы. В ходе исследований были оптимизированы два варианта пневмосистемы: - с верхней подачей зернового материала в ПСК питающим валиком; - с нижней подачей зернового материала в ПСК питающим валиком. Для проведения опытов использовали искусственно приготовленную в количестве 20 кг зерновую смесь влажностью 14 %, состоящую из крупного (50 %), мелкого (45 %) зерна ячменя сорта "Абава" и легких примесей (5 %). Разделение зерна на крупное и мелкое проводили на плоском решете с прямоугольными продолговатыми отверстиями шириной 2,8 мм. В качестве легких примесей применяли древесный опил, аэродинамические свойства которого были схожи с аэродинамическими свойствами легких примесей зернового вороха ячменя сорта "Абава" (рис. 3.6). Древесный опил просеивали через решето с продолговатыми прямоугольными отверстиями шириной 1,7 мм. Вариационные кривые распределения компонентов зерновой смеси по скорости витания представлены на рисунке 3.6. Из рисунка следует, что легкие примеси можно полностью выделить из зерновой смеси. Для этого скорость воздушного потока в зоне сепарации должна быть не менее 5,0 м/с. В то же время вариационные кривые мелкого и крупного зерна сильно перекрываются. Наилучшая четкость разделения зернового материала на фракции крупного и мелкого зерна достигается при скорости воздушного потока в ПСК в=9,4.. .9,8 м/с. Опыты проводили в трехкратной повторносте. Подготовку легких примесей и выделение их из фракций выполняли на решете с продолговатыми прямоугольными отверстиями шириной 1,7 мм, мелкое и крупное зерно разделяли на решете с продолговатыми прямоугольными отверстиями шириной 2,8 мм. Методика исследования распределения компонентов зернового материала по глубине и высоте разделительной камеры
Изучение распределения компонентов исходного зернового материала по глубине и высоте разделительной камеры проводили на экспериментальной установке (рис. 3.2) без отражательной плоскости при постоянных конструктивно-технологических параметрах пневмосистемы: глубина пневмосепарирующе-го канала h-0,25 м; высота верхней части ПСК // =0,05 м; высота смежной стенки между разделительной и осадочной камерами Нс=0,50 м; частота вращения питающего валика w#=l 15 мин"1; угол наклона ПСК о=80. При проведении исследований удельную подачу зернового материала в ПСК устанавливали на одном уровне #=8,6±0,1 кг/(с-м). Потери полноценного зерна в отходы поддерживали во всех опытах на уровне # =0,05 %.
В данном исследовании использовали пробоотборник, представленный на рисунке 3.5. Опыты проводили, устанавливая пробоотборник на различной высоте разделительной камеры. Схема установки пробоотборника в разделительной камере пневмосистемы экспериментальной установки машины предварительной очистки зернового вороха представлена на рисунке 3.7. К боковым стенкам пневмосистемы пробоотборник крепили при помощи болтов. В передней боковой стенке были сделаны прорези для установки крышек пробоотборника.
Исследование распределения компонентов зернового материала по глубине и высоте разделительной камеры
Снижение ЕМ\ и Е\ объясняется тем, что при увеличении угла у возрастают потери П3 полноценного зерна в отходы, поэтому скорость воздушного потока в ПСК приходилось уменьшать, что и повлекло за собой снижение ЕМ\ и Е\. Зависимости качественных показателей работы пневмосистемы от длины / прямолинейной части отражательной плоскости, выполненной в виде "дуга окружности - прямая" (рис. 3.3, б) (Дя=0,20 м; =80; / =0,17 м; у=0), представлены на рисунке 4.10. Увеличение длины / прямолинейной части отражательной плоскости от О до 0,20 м сопровождается увеличением эффекта Ем\ выделения мелкого зерна в ПСК на 3,1 % (от 0,2 до 3,3 %) и относительной массы а2 фуражной фракции зерна на 2,2 % (от 0,6 до 2,8 %). Дальнейшее увеличение длины / до 0,40 м ведет к снижению Ем\ на 0,8 % и а2 на 0,7 %. Увеличение длины / до 0,40 м ведет к снижению общего эффекта Еобщ выделения легких примесей на 7,3 % (от 84,8 до 77,5 %), причем увеличение длины / до 0,2 м не оказывает влияния на Е0бщ. Снижение Еобщ происходит при увеличении / от 0,2 до 0,4 м. При увеличении длины / до 0,1 м возрастает эффект Е\ очистки тяжелой фракции зерна от легких примесей на 3,0 % (от 94,5 до 97,5 %). Дальнейшее увеличение длины / от 0,1 до 0,4 м не оказывает существенного влияния на Е\. Изменение значений Е0бщ и Ем\ происходит из-за перераспределения расходов воздуха, проходящего через пылеотводящий канал и разделительную камеру. При увеличении / от 0,2 до 0,4 м сопротивление камеры увеличивается, скорость воздуха в пылеотводящем канале возрастает и, следовательно, увеличивается вынос полноценного зерна через него в осадочную камеру. Для снижения потерь Пз полноценного зерна до допустимых по агротехническим требованиям, приходилось снижать скорость воздушного потока в ПСК, что и привело к снижению Е0бщ и ЕМ\.
При / менее 0,2 м сопротивление разделительной камеры существенно снижается, скорость воздушного потока в ней возрастает, что приводит к увеличению потерь Пз полноценного зерна в отходы. Сократить потери можно только лишь путем снижения скорости воздушного потока в ПСК, что в свою очередь уменьшает эффект ЕМ\.
При помощи однофакторных экспериментов также было изучено влияние на качественные показатели работы пневмосистемы положения дополнительных козырьков (рис. 3.3, в и г) криволинейной отражательной плоскости (при Ял=0,20м; =80; hx=Q,\l м; /=0,20 м; у=0). Угол дуги дополнительных козырьков составлял !fi=80o, радиусы кривизны i?/r=0,2 м.
Уменьшение зазора 81 между концом дополнительного козырька и прямолинейной частью криволинейной отражательной плоскости (рис. 3.3, в) от 0,115 до 0,075 м ведет к повышению общего эффекта Еобщ выделения легких примесей на 33,7% (от 40,9 до 74,6 %). На остальные показатели рабочего процесса Ъ\ существенного влияния не оказывает.
Уменьшение зазора 82 между концом дополнительного козырька и задней частью криволинейной отражательной плоскости (рис. 3.3, г) от 0,18 до 0,14 м ведет к повышению общего эффекта Е0бщ выделения легких примесей на 11,9 % (от 65,0 до 76,9 %). На остальные показатели Ъг существенного влияния не оказывает.
Данные результаты опытов можно объяснить тем, что при изменении зазора между концом дополнительного козырька и задней частью отражательной плоскости меняются траектории движения компонентов зернового материала после удара о козырек. При увеличении зазора большая часть легких примесей направляется дополнительным козырьком отражательной плоскости в разделительную камеру.
Таким образом, установка дополнительных козырьков для отражательной плоскости нецелесообразна, так как она приводит к снижению общего эффекта Е0бщ выделения легких примесей по сравнению с отражательной плоскостью без козырьков.
С целью более глубокого изучения влияния конструктивно-технологических параметров разделительной камеры на показатели рабочего процесса реализован план эксперимента Бокса-Бенкина второго порядка для трех факторов. Выбор плана второго порядка обусловлен сложным взаимодействием факторов между собой, а также нелинейным их влиянием на качественные показатели работы пневмосистемы, которые были выявлены в ходе поисковых экспериментов. Факторы и уровни их варьирования выбраны с учетом результатов однофакторных экспериментов (таблица 4.2).
