Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
1. ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. АНАЛИЗ РАБОТ, СВЯЗАННЫХ 7
С ОБЪЕКТОМ ИССЛЕДОВАНИЯ
Актуальность и объект исследования 7
Анализ работ, связанных с изучением движения сыпучих материалов в цилиндрических барабанах и решетах 9
Анализ работ, связанных с совершенствованием конструкции цилиндрических решет 19
Анализ работ, связанных с изучением сдвиговых течений сыпучих сред 23
1.4.1. Послойное движение сыпучих сред 23
1.4.2. Быстрые сдвиговые течения сыпучих сред 27
1.4.3. Анализ работ, связанных с изучением процесса сегрегации при быстрых сдвиговых течениях сыпучих сред 38
Выводы и задачи исследования 44
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОЦЕССА СЕГРЕГАЦИИ ЗЕРНОВОГО ВОРОХА ПРИ БЫСТРЫХ СДВИГОВЫХ ТЕЧЕНИЯХ В РАБОТЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО РЕШЕТА 46
Обоснование оптимального вида движения зернового вороха в цилиндрическом решете 46
Принудительный отрыв и свободное падение сыпучей среды в горизонтальном вращающемся цилиндре 49
2.2.1. Оборачиваемость зернового слоя в цилиндре 5 8
Результаты теоретических расчетов параметров движения зерна в горизонтальном вращающемся цилиндре 59
2.3.1. Анализ траектории движения зерна после отрыва 61
2.3.2. Анализ скоростного режима движения зерна в точке падения 64
2.3.3. Анализ временных характеристик движения зерна во вращающемся цилиндре 68
2.3.4. Модель движения сыпучей среды в зоне падения 70
Графический метод определения интенсивности инерционного сдвигового течения сыпучей среды в горизонтальном вращающемся цилиндре 79
Модель процесса сегрегации зернового вороха при инерционных сдвиговых течениях в цилиндрическом решете
Выводы 92
3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ 95
Методика теоретических исследований 95
Методика экспериментальных исследований 96
3.2.1. Устройство лабораторной установки 97
3.2.2. Определение траектории движения зерна после принудительного отрыва 102
3.2.3. Методика определения процесса сегрегации зернового вороха 102
3.2.4. Порядок проведения и достоверность экспериментальных исследований 104
Методика скоростной съемки 106
Математическая обработка экспериментальных данных 109
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ИНЕРЦИОННОГО СДВИГОВОГО ТЕЧЕНИЯ ЗЕРНОВОГО ВОРОХА В ГОРИЗОНТАЛЬНОМ ВРАЩАЮЩЕМСЯ ЦИЛИНДРЕ 112
Условия перехода сыпучей среды во вращающемся цилиндре в водопадный режим движения 112
Движения зерна в зоне отрыва 118
Результаты экспериментальных исследований по определению параметров движения зерна в зоне падения 124
Экспериментальная проверка процесса разделения зерновой смеси на фракции в цилиндрическом решете 135
5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРЕДЛАГАЕМОГО СПОСОБА СОРТИРОВАНИЯ 142
Определение технологических и конструктивных параметров зерноочистительной машины
Определение мощности, необходимой для работы зерноочистительной машины
Технико-экономические показатели применения предлагаемой зерноочистительной машины
Расчет экономической эффективности 147
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 150
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 154
ПРИЛОЖЕНИЯ 165
Введение к работе
Актуальность темы. Изменение государственной политики в отношении сельскохозяйственного производства, смена форм собственности привели к тому, что хранение и послеуборочная обработка урожая выгодна на месте его производства. Это положение стало жизненно необходимым условием выживания зернопроизводителя в условиях рыночной экономики.
Острая недостаточность и изношенность имеющейся послеуборочной техники (срок службы исчерпан у 95 % машин и оборудования) и ее несоответствие изменившимся в корне условиям производства обуславливает необходимость коренных изменений в техническом обеспечении послеуборочной обработки и хранения зерна.
Главным направлением научно исследовательских, опытно конструкторских работ в области механизации послеуборочной обработки и хранения зерна, как отмечает академик Россельхозакадемии В.И. Анискин, является разработка ресурсно-энергосберегающих технологий и технических средств высокого технического уровня, конкурентоспособных на внутреннем и внешнем рынках, удовлетворяющих потребности хозяйств во всем многообразии условий производства, с обеспечением минимальных издержек [4].
Цель работы: интенсифицировать процесс разделения зернового вороха на основе использования сегрегации частиц в слое.
Объект исследования: процесс разделения зернового вороха при его быстрых инерционных сдвиговых течениях в водопадном режиме горизонтального цилиндрического решета.
Предмет исследования: закономерности процесса сегрегации зернового вороха в горизонтальном цилиндрическом решете. Научная новизна диссертации: 1. впервые получены закономерности движения сыпучей среды при принудительном отрыве и свободном падении на вращающуюся поверхность цилиндрического решета при оборотах выше критических; 2. обоснованы параметры процесса сегрегации частиц при быстрых сдвиговых течениях зернового вороха в работе цилиндрического решета;
3. разработан метод количественной оценки энергии сдвигового течения и модель процесса сегрегации частиц сыпучей среды в горизонтальном цилиндре при оборотах выше критических.
Рабочая гипотеза. Предположено, что при быстрых инерционных сдвиговых течениях случаях среды происходит интенсификация процесса перераспределения частиц в слое.
Практическая значимость. Полученные закономерности движения зернового вороха позволяют разработать конструкцию более производительного цилиндрического решета.
Апробация. Основное содержание диссертационной работы докладывалось:
- на 3-х научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов НГАУ в период с 1999 по 2002 годы;
- на конференции молодых ученых СО РАСХН 16 мая 2000 г. Красно-обск;
- на ХІ-й международной научно-практической конференции «Научно-технический прогресс в инженерной сфере, машинных технологий и технических средств производства сельскохозяйственной продукции» Москва, ВИМ 9-Ю октября 2002г.;
- на международной научно-практической конференции «Механизация и электрификация сельскохозяйственного производства» г. Новосибирск НГАУ, 22-23 апреля 2003 г.;
- на второй научно-практической конференции «Перспективы развития отечественной зерноочистительной техники» г. Воронеж, «Воронеж-сельмаш», 18-19 марта 2004 г.
Публикации. По результатам исследования опубликованы следующие работы. 1. Патрин А.В. Анализ силового поля в горизонтальном вращающемся цилиндре. Сельское хозяйство Сибири на рубеже веков: итоги и перспективы развития. Материалы конференции ученых СО РАСХН (16 мая 2001 г., Красно-обск). 150 с.
2. Патрин А.В. Использование процесса сегрегации при сдвиговых течениях сыпучей среды в работе цилиндрического решета. // Волгоград; Тр. ВГАУ, Материалы юбилейной конференции — Январь 2003 г.
3. Патрин А.В. Выбор оптимального режима движения зернового вороха в горизонтально вращающемся решете. // Механизация с.-х. производства в начале 21 в. Новосибирск, НГАУ, 2001 г. С-103-106.
4. Патрин А.В. Принудительный отрыв и свободное падение сыпучей среды в горизонтально вращающемся цилиндре / Патрин А.В., Патрин В.А. //Механизация и электрификация с.-х. производства. Материалы международной научно-практической конференции. Новосибирск, НГАУ, 2003 г. С-81-86.
5. Патрин А.В. Графический метод определения интенсивности инерционного сдвигового течения сыпучей среды в горизонтально вращающемся цилиндре / Патрин А.В., Патрин В.А. //Механизация и электрификация с.-х. производства. Материалы международной научно-практической конференции. Новосибирск, НГАУ, 2003 г. С-70-74.
6. Патрин А.В. Модель процесса сегрегации зернового вороха при инерционных сдвиговых течениях в цилиндрическом решете / Патрин А.В., Патрин
В.А. //Механизация и электрификация с.-х. производства. Материалы международной научно-практической конференции. Новосибирск, НГАУ, 2003 г. С-75-80.
7. Патрин А.В. Патент на изобретение «Способ сортирования сыпучих
материалов» МПК 7В07В1/22 от 29.05.2002 / Патрин А.В., Патрин В.А.
