Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследований 9
1.1. Особенности функционирования бункерных устройств в условиях сводообразования сыпучих материалов 9
1.2. Анализ теорий истечения сыпучих материалов из бункеров 15
1.3. Анализ технических средств для разрушения сводов в бункерах 19
1.4. Выводы и задачи исследований
2. Теоретические предпосылки обоснования параметров технического средства, интенсифицирующего выгрузку зерновых отходов из бункеров зерноочистительных агрегатов типа зав 34
2.1. Механическая модель зерновых отходов 34
2.2. Механизм сводообразования сыпучих тел при их истечении из бункеров 36
2.3. Условия, определяющие устойчивость сводчатых структур 42
2.4. Основные параметры статически устойчивых сводов 44
2.5. О влиянии наибольших сводообразующих размеров выпускных отверстий бункеров на их технологические параметры 50
2.6. О рациональной форме образующей стенки бункера 53
2.7. Выводы 55
3. Программа и методика экспериментальных исследований 57
3.1. Цель и задачи экспериментальных исследований 57
3.2. Оборудование и приборы для проведения исследований 58
3.3. Общая программа и частные методики проведения экспериментальных исследований 63
3.4. Обработка результатов экспериментальных исследований 70
4. Анализ результатов исследовании 71
4.1. Физико-механические свойства зерновых отходов и их влияние на функционирование бункера зерновых отходов... 71
4.2. Влияние условного диаметра частиц (зерновок) на величину наибольшего сводообразующего размера выпускного отверстия бункера зерновых отходов 74
4.3. Влияние угла укладки зерновок зерновых отходов на величину наибольшего сводообразующего размера выпускного отверстия бункера зерновых отходов ...76
4.4. Влияние наибольшего сводообразующего размера выпускного отверстия бункера на его расходные характеристики 77
4.5. Влияние некоторых сводообразующих факторов на время истечения зерновых отходов из бункера 80
4.6. О соотношении углов ориентации и укладки зерновок зерновых отходов в бункере 84
4.7. Влияние влажности зерновых материалов на их истечение из бункера 86
4.8. Оценка влияния сводоразрушающего устройства на работу бункера .88
4.9. Адекватность основных допущений теории сводообразования сыпучих материалов с опытными данными 90
4.10. Методика инженерного расчета основных параметров и режима работы бункеров со сводоразрушающими устройствами 107
4.11. Выводы 111
5. Экономическая эффективность внедрения результатов исследования 112
Общие выводы 120
Литература 122
Приложения 134
- Анализ технических средств для разрушения сводов в бункерах
- О влиянии наибольших сводообразующих размеров выпускных отверстий бункеров на их технологические параметры
- Влияние наибольшего сводообразующего размера выпускного отверстия бункера на его расходные характеристики
- Методика инженерного расчета основных параметров и режима работы бункеров со сводоразрушающими устройствами
Введение к работе
Бункерные устройства широко используются в сельскохозяйственных технологических процессах, являясь составной частью более 80% мобильных и стационарных машин, установок и поточных линий. Обладая рядом положительных конструктивных, технологических и эксплуатационных свойств, они имеют и серьезные недостатки, приводящие к простоям и непроизводительной работе дорогостоящих линий, а иногда и целых производственных комплексов.
Опыт эксплуатации бункерных устройств зерноочистительных агрегатов /29/ показывает, что их простои обусловлены, в основном, статическим сводообразованием зерновых отходов, приводящим к полному или частичному прекращению их истечения из бункеров. Так, на устранение статически устойчивых сводов, возникающих в бункерах зерновых отходов зерноочистительных агрегатов воронежского завода (далее ЗАВ), затрачивается, в среднем, от 1,5 до 2,5 часов в смену.
В производственных условиях для борьбы со статическим сводообразованием применяют различные устройства (с активным приводом и без него). Однако, как показывает опыт, они малоэффективны и зачастую не только не улучшают процесс выгрузки зерновых отходов, а наоборот, создают дополнительное сопротивление движению потоков.
Актуальность решения этой проблемы связана не только с задачей повышения уровня технической и технологической надежности бункерных устройств зерноочистительных агрегатовано и с обеспечением требований охраны и гигиены труда обслуживающего их персонала.
Следовательно, существует проблема разрешения противоречия между требованиями интенсификации и улучшения качества разгрузки бункеров в условиях статического сводообразования зерновых материалов, в частности, зерновых отходов, и уровнем знаний об этом процессе.
В настоящее время сформулирована и решается задача по разработке основных принципов теории движения сводоразрушающих потоков зерновых сыпучих тел и создание на их основе методов и технических средств, повышающих уровень технологической надежности бункерных устройств, в том числе зерноочистительных агрегатов, а также безопасности труда обслуживающего персонала.
В зависимости от того, с каким материалом приходится иметь дело в научных исследованиях (идеально сыпучим, среднесыпучим или плохосыпу-чим материалом), различают четыре основных направления в изучении механики сыпучих тел в бункерах: первое - с помощью теории упругости и пластичности; второе - с.использованием свойств напряженного тела («теория Мора»); третье - на физической модели сыпучего тела как совокупности (ансамбля) дискретных частиц (Гячев Л.В.) и четвертое - на основе гипотезы о сводообразовании при движении сыпучих материалов в граничных условиях (Богомягких В. А.).
Как показывает опыт эксплуатации бункеров зерновых отходов зерноочистительных агрегатов ЗАВ, четвертое направление наиболее приемлемо при решении задач темы настоящей диссертационной работы.
В связи с изложенным, целью исследований является обоснование параметров технического средства, интенсифицирующего процесс истечения зерновых отходов из бункеров зерноочистительного агрегата типа ЗАВ.
Объект исследований - процесс истечения зерновых отходов из бункеров ЗАВов в условиях образования в них статически устойчивых сводов.
Предмет исследований - взаимосвязь между факторами, влияющими на процесс истечения зерновых отходов из бункеров зерноочистительных агрегатов типа ЗАВ.
Научная новизна исследований заключается:
- в уточнении аналитических зависимостей по определению конструктивных и режимных параметров технических средств, интенсифицирующих
процесс истечения зерновых отходов из бункеров зерноочистительных агрегатов пита ЗАВ;
в оптимизации конструктивных параметров бункеров для зерновых отходов, снижающих вероятность образования в них статически устойчивых сводов;
в разработке метода пульсирующего истечения зерновых отходов из бункеров зерноочистительных агрегатов типа ЗАВ.
Практическая значимость диссертационной работы состоит:
в разработке рекомендаций.для конструкторов и эксплуатационников по улучшению функционирования технических средств, интенсифицирующих выгрузку зерновых отходов из бункеров ЗАВов в условиях образования в них статически устойчивых сводов;
в разработке методики инженерного расчета технических средств, интенсифицирующих истечение зерновых отходов из бункеров зерноочистительных агрегатов типа ЗАВ.
На защиту выносятся следующие результаты исследований:
механическая модель зерновых отходов;
теоретические предпосылки процесса истечения зерновых отходов из бункеров зерноочистительных агрегатов типа ЗАВ в условиях их статического сводообразования;
методика инженерного расчета технических средств, интенсифицирующих процесс выгрузки зерновых отходов из бункеров зерноочистительных агрегатов типа ЗАВ за счет резонансного или околорезонансного эффекта их истечения.
Анализ технических средств для разрушения сводов в бункерах
Гячев Л.В. в своей последней работе /20/ признает существование скользящих сводов. Им признается влияние на скорость истечения и расход сыпучего тела только размера выпускного отверстия, угла наклона стенок бункера и физико-механических свойств сыпучего тела.
Богомягких В.А. /17/ указывает, что выбор технологических и технических параметров бункеров, а также параметров и режимов работы сводораз-рушающих устройств должен основываться не только на вышеназванных факторах, но и на характеристиках, определяющих статически устойчивые и неустойчивые (динамические) своды. К таким характеристикам он относит период и частоту образования неустойчивых сводов, их геометрические и прочностные характеристики.
Варсанофьев В.Д. /33/ указывает, что расчет бункерных устройств должен вестись в направлении определения объема емкости, параметров побудителя истечения, вынуждающей силы побудителя и мощности его приводного электродвигателя по заданной производительности и параметрам вибрации, которые устанавливаются заранее, чаще всего экспериментальным путем на стендах или моделях. Основной величиной, определяющей производительность побудителя, является, по его мнению, скорость движения сыпучего тела, зависящая от размера выпускного отверстия бункера. Параметры сводов и зоны их возникновения Варсанофьев В.Д. в своей методике не учитывает.
Таким образом, несмотря на кажущуюся простоту функционирования бункерных устройств и побудителей истечения сыпучих тел, происходящие в емкостях процессы сложны, многообразны и мало изучены. Сыпучий материал, помещенный в емкость, при вибрации подвергается воздействию всесторонних напэузок, изменяет по сравнению со статическим состоянием свои свойства и параметры, в результате чего его поведение трудно описать аналитически. Это обстоятельство, наряд) с отсутствием фундаментальных теоретических и экспериментальных исследовании по влиянию вибрации на свойства сыпучих материалов, а также недостаточной изученностью динамических свойств сыпучих тел и побудителей и слабой систематизацией методик их расчета, создает определенные трудности при создании и использовании сводоразрушающих устройств в бункерных выгрузных системах сельскохозяйственных машин.
Определенные трудности в аналитическом изучении процесса сводо-образования сыпучих тел при их движении в бункерах обусловлены тем, что в существующих механических моделях сыпучих тел или вообще не учитывается возможность возникновения в бункерах сводчатых структур (Зенков Р.Л. /63/, Семенов В.Ф. /120/), или не оговариваются условия, при которых возможно это явление.
Существующие многочисленные зависимости расхода сыпучих тел от величины выпускного отверстия бункера не учитывают того, что последнее должно быть всегда больше наибольшего сводообразующего отверстия, при котором возникают статически устойчивые своды и истечение сыпучего материала из бункера прекращается.
Пренебрежение этим условием при теоретическом анализе процесса истечения сыпучих тел приводит к зависимостям, которые не учитывают влияния образующихся в бункерах сводчатых структур на равномерность выходящих из них потоков сыпучих материалов и не раскрывают физическую суть непрерывности и дискретности процесса истечения сыпучих тел из их выпускных отверстий.
Физическая сущность процесса сводообразования сыпучих тел в процес-се их истечения из бункеров может быть объяснена при использовании в работе метода эквивалентного свода проф. Богомягких В.А. /26/, который, кроме допущения бессводообразующей модели сыпучего тела проф. Гячева Л.В. /20/, учитывает возможность образования и разрушения в бункерах сводчатых структур.
По теории Богомягких В.А. /23/ динамические своды при определенных условиях могут переходить в статически устойчивые, при которых истечение сыпучего материала из бункера полностью прекращается. Разрушить эти своды можно лишь с помощью технических средств, параметры и режимы работы которых должны соответствовать физико-механическим свойствам сыпучего материала и параметрам бункера, в котором он аккумулируется.
Анализ технических средств осуществлен на основе патентного поиска и изучения литературных источников. Глубина поиска -15 лет, с 1990 по 2005 год.
Результатом этого анализа явилась классификация этих устройств (рис. 1.5). Каждое из них используется исходя из конструкции и параметров бункера и состояния того сыпучего материала, который в нем находится (легко-сыпучий, среднесыпучий, трудносыпучий).
В устройстве (рис. 1.6) телескопические пластины ,Д с помощью хвостика 3 закреплены на корпусе бункера 1, а подвижная пластина прикреплена с возможностью перемещения. Фиксирование подвижной пластины 4 осуществляется с помощью скобы винтами Нижние части пластины 4 отогнуты по дуге к оси бункера и имеют продолговатые прорези для перемещения и фиксирования в них телескопических стержней 7. Последние выполнены в виде трубки со штоком 8 ситочного или трубчатого сечения. Вылет штока 8 выби-рают в зависимости от вида -материала, находящегося в.бункере, и угла на-клона стенок корпуса бункера таким образом, чтобы частота собственных колебаний стержней 7 и штока 8 совпадала с частотой пульсаций материала при его истечении из бункера. Положение штока 8 относительно телескопического стержня 7 фиксируется винтом 9.
О влиянии наибольших сводообразующих размеров выпускных отверстий бункеров на их технологические параметры
Явление статического сводообразования обусловлено, как уже указывалось, физико-механическими свойствами аккумулирующего в бункере сыпучего материала и конструктивными параметрами бункера. В соответствии с принятой комбинированной моделью сыпучего тела проф. Л.В.Гячева -В.А.Богомягких, в работе изучались физико-механические свойства 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 30% и подчиняющихся закону Амонтона-Кулона. При определении физико-механических материалов использовались следующие приборы и оборудование: - установка ТГМ-21 для определения статических и кинематических углов сопротивления сдвигу сыпучих материалов (щ р, рпр); - поршневой прибор для определения угла естественного откоса (0); - ящик для определения углов естественного откоса сыпучих материалов (0); - литровая ггурка 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 ( ), внутреннего (]) и приведенного (3) сопротивления сдвигу, .угол естественного откоса (#).,угол.укладки частиц сыпучего материала в объеме бункера (J3), плотность сыпучего материала (Д плотность частиц сыпучих материалов {rj).
Определение углов сопротивления сдвигу проводилось на установке ТМ-21, которая представлена на рис. 3.2, с помощью трущихся поверхностей по методике проф. Л.В.Гячева и В.А.Богомягких /30,47/.
Установка ТМ-21 состоит из рамы, платформы со сменными поверхностями, винтового механизма изменения угла наклона платформы, угломера, трех датчиков, ловителя образцов 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 р она представляла собой материал стенок бункера (листовое железо, оргстекло и т.п.), а при определении углов у/ и српр направляющую поверхность изготавливали вышеописанным способом (дощечка с зерном).
Точность определения этих углов (особенно угла ]) по описанному способу вызывает сомнения, так как поверхности, покрытые частицами исследуемого сыпучего материала, не имеют строго плоской формы. Вследствие этого, зерна одной трущейся поверхности могут попадать в углубления другой поверхности; тогда получившийся приведенный угол сдвига будет больше угла сдвига 2 между частицами.
Однако, если выровненные по высоте частицы сыпучего материала расположены беспорядочно и число их достаточно велико, точность метода значительно повышается. В этом случае все точки контакта частиц двух смежных поверхностей располагаются практически в одной плоскости, касающейся «вершин» частиц обоих брусков; кроме того, в соприкосновении одновременно находится несколько пар частиц. Попадание отдельных частиц в углублении между частицами смежного бруска практически исключено, так как этому препятствуют находящиеся в соприкосновении другие пары частиц.
Методика определения угла 3 аналогична методике определения угла Е,\, с той лишь разницей, что «вершина» частиц сыпучего материала, из которых были образованы трущиеся поверхности брусков, лежали не в одной плоскости, а находились в углублениях, образованных частицами смежных трущихся поверхностей. При определении углов д\, ] и д\ частицы сыпучих материалов на соприкасающихся поверхностях были расположены беспорядочно (вдоль и поперек сдвига).
Угол естественного откоса сыпучего материала # определяли по методике Л.Р.Зенкова /63/, а также при помощи поршневого прибора в следующей последовательности. При помощи механизма привода поршень опускался в крайнее нижнее положение. Сыпучий материал засыпался в цилиндр. Поршень поднимался в крайнее верхнее положение. В результате осыпания сыпучий материал образовывал конус. С помощью угломера определялся угол наклона образующей конуса к горизонту - угол естественного откоса. Принятая комбинированная модель сыпучего тела предполагает равенство угла естественного откоса в и приведенного угла д\, что подтверждается опытными данными. Тангенс этого угла равен коэффициенту сопротивления сдвигу Ксд.
Угол укладки частиц сыпучего материала в объеме бункера (3 определяли по методике проф. Гячева Л.В. и проф. Богомягких В.А. /50, 22/. В ос-.вов_у..методики опредедашя._угд.а укладки даетиц-В-подожено-предпадожение о том, что частицы сыпучего материала, аккумулированного в бункере, находятся в состоянии предельного равновесия и располагаются по линиям скольжения, проявляющимся при нормальном виде истечения.
Влияние наибольшего сводообразующего размера выпускного отверстия бункера на его расходные характеристики
Поскольку угол положителен, то оси в центре поворачиваем против часовой стрелки. Подставляя различные значения времени истечения tucm в каноническое уравнение, получаем уравнение соответствующих контурных линий -эллипсов, в совокупности представляющих целое семейство сопряженных эллипсов (линий равного значения времени истечения сыпучего материала из бункера). Из формулы видно, что минимальное значение времени истечения сыпучего материала из бункера tucm в рассматриваемом сечении поверхности отклика при третьем факторе (хз), взятом на указанном уровне, равно 51,7246 с. Это имеет место при отношении диаметра выпускного отверстия к диаметру частицы сыпучего материала, примерно, 10,2 и угле наклона стенок днища бункера к вертикали, примерно, 38. На основании этого можно заключить, что оптимальное значение рассматриваемых факторов может находиться в пределах D/d= 9,5...11; а = 30...40.
Рассмотрение данного двумерного сечения показывает, что при увеличении отношения диаметра выпускного отверстия бункера к диаметру частицы сыпучего материала, время истечения уменьшается, а производительность бункера увеличивается. При увеличении или уменьшении угла наклона стенок днища бункера от оптимального, время истечения увеличивается, а, следовательно, производительность бункера уменьшается.
Подобным образом построены и остальные два двумерных сечения. При исследовании двумерного сечения поверхности отклика, характеризующего времени истечения сыпучего материала из бункера в зависимости угла наклона стенок днища бункера к вертикали и влажности сыпучего материала, третий исследуемый фактор взят на уровне х} = +1.
Для данного взаимодействия факторов, минимальное значение времени истечения сыпучего материала равно tucm = 71,2148 с, что имеет место при влажности 13,5% и угле наклона стенок днища бункера к вертикали около 34,9 оптимальное значение исследуемых факторов может быть в пределах a = 30...400; W= 12...14%.
Рассмотрение данного двумерного сечения показывает, что при увеличении влажности время истечения возрастает и производительность бункера уменьшается, При увеличении или уменьшении угла наклона стенок днища бункера от оптимального, время истечения увеличивается и производительность бункера уменьшается.
Для построения двумерного сечения поверхности отклика, характеризующего время истечения сыпучего материала из бункера в зависимости от отношения диаметра выпускного отверстия бункера к диаметру частицы сыпучего материала и влажности, фактор х2=0. При этом получено минимальное время истечения, равное tuarr\ 86,4314 с, что соответствует D/d= 12 и W- 80,9%.
Рассматривая данное двумерное сечение, можно отметить, что при увеличении отношения диаметра выпускного отверстия бункера к диаметру частицы сыпучего материала время истечения уменьшается, а расход сыпучего материала из бункера увеличивается, При повышении влажности время истечения возрастает. Причем, оптимальное значение влажности, полученное на этом двумерном сечении равное W= 80,9% указывает на то, что при незначительной влажности равной от 10,5 до 16,5%, истечение сыпучего материала происходит нормально; при дальнейшем повышении влажности из-за образования статических сводов, истечение полностью прекращается. При дальнейшем повышении влажности, когда зерновой материала становится воднодисперсным, истечение возобновляется опять и для этого случая оптимальное значение влажности находится в пределах W=75...о5% шж Д/Я=11...13.
Следует отметить, что при проведении экспериментальных исследований, с целью построения указанной модели, масса сыпучего материала сохранялась в пределах Q3 = 0,0027 т. Это означает, что найденное время истечения 4cm соответствует 0,027 т. Если масса сыпучего материала будет равна Q, то это соответствует времени истечения tucm. Откуда можно получить следующую формулу расчета времени истечения сыпучего материала из бункера
Сводоразрушающие устройства устанавливают для устранения возникающих в бункерах статически неустойчивых сводов, что стимулирует истечение из бункеров сыпучих тел. Основные характеристики и режим работы таких устройств определяются параметрами и «поведением» неустойчивых сводов. При установившемся режиме истечения сыпучего тела по теории сводообразования проф. Богомягких В.А. /25/, зоной, где наиболее вероятно существование сводов, является зона «возникновения» и «разрушения» эквивалентного неустойчивого свода.
Колебательный элемент сводоразрушающего устройства для резонансного разрушения эквивалентного неустойчивого свода должен устанавливаться в той зоне бункера, где вероятность возникновения неустойчивых сводов максимальна. Эта зона определяется по формуле Частоты колебаний колебательного элемента сводоразрушающего устройства и эквивалентного неустойчивого свода должны быть равны, а фазы колебаний-совпадать. Для пассивных колебательных элементов, имеющих в конструкции упругие элементы или элементы с упругими связями и возбуждающихся от периодически возникающих и разрушающихся неустойчивых сводов необходимо, чтобы жесткость таких упругих элементов или их упругих связей соответствовала периоду «возникновения» и «разрушения» эквивалентного неустойчивого свода, то есть, чтобы выполнялось условие где т - масса колебательного элемента сводоразрушающего устройства, кг; с - жесткость упругого колебательного элемента или жесткость его упругой связи, кг/см. Конструктивные параметры колебательного элемента сводоразрушающего устройства выбираются в соответствии с величиной зоны бункера, где наиболее вероятно возникают неустойчивые своды. При расчете сводоразрушающих элементов необходимо также знать физико-механические свойства сыпучего материала (% у/, ср, рпр, Р, d}) и учитывать вид истечения сыпучего тела из бункера, который обуславливается формой бункера.
Методика инженерного расчета основных параметров и режима работы бункеров со сводоразрушающими устройствами
При отношении DB/d}, 10 время истечения стремится к бесконечности. То есть, при таком соотношении DB к dy имеется большая вероятность образования над выпускным отверстием бункера статически устойчивого свода с осевой податливостью, равной нулю.
Из графика следует, что изменение времени истечения овса с изменением угла «происходит по параболе с вершиной при а=30. Объясняется это тем, что при а =30 происходит переход гидравлического вида истечения овса в нормальный как со сводоразрушающим устройством, так и без него. Известно-/30/, что при нормальном виде истечения сыпучего тела вероятность образования сводов, в частности, статически устойчивых сводов больше, нежели при гидравлическом виде истечения, так как %р ср.
Из графика следует, что с повышением Ксд время истечения зерновых отходов увеличивается как при сводоразрушающем устройстве, так и без него. Однако, со сводоразрушающим устройством оно, в среднем на 15ч-17% меньше. Но это не главное. Главное в том, что со сводоразрушающим устройством истечение зерновых отходов стабильное, без образования статически устойчивых сводов.
Влияние угла наклона стенок днища бункера к вертикали проверялось на овсе, причем указанные углы устштавливалиеъ сггецйалЪ ЯЬТми Вставками в бункер в 15, 30, 45, 60.
Для оценки влияния фактора засоренности использовали засоренный овес и овес, очищенный от фрагментов стеблей, семян сорняков, шелухи и т.п. Кроме этого, влияние каждого фактора оценивалось при наличии сво-дообразующего устройства, установленного в бункере, и без сводообразую-щего устройства.
При проведении экспериментов определялось время истечения сыпучего материала из бункера на каждом уровне исследуемого фактора. Причем, определение влияния факторов Ксд и величины выпускного отверстия производилось при варьировании углов наклона стенок днища бункера к вертикали.
По результатам проведенных экспериментов построены графики зависимости времени истечения сыпучего материала из бункера от каждого из вышеуказанных факторов, а также соответствующие теоретические кривые времени истечения, рассчитанные по формуле, определяющей расход зерновых отходов. В результате исследований установлено, что величина выгрузного отверстия бункера оказывает значительное влияние на время истечения сыпучего материала из бункера: чем больше диаметр отверстия, тем меньше время истечения. Влияние угла наклона стенок днища бункера к вертикали сказывается неодназначно. С уменьшением угла наклона, время истечения уменьшается, достигая минимального значения при а=30. При дальнейшем уменьшении угла наклона, время истечения начинает возрастать. Это объясняется тем, что при малых углах наклона стенок днища бункера к вертикали, конфигурация днища бункера приближается к щелевой трубе, диаметр днища уменьшается, что способствует образованию динамических сводов в полости бункера. Полученная закономерность наблюдается при различных диаметрах выгрузного отверстия бункера. С повышением Ксд время его истечения из бункера возрастает, причем, при изменении угла наклона стенок днища бункера к вертикали, наименьшее время истечения сыпучего материала происходит при углах наклона «=30. Засоренность сыпучего зернового материала увеличивает время истечения его из бункера, так как повышается Ксд. Анализируя графики, необходимо отметить, что теоретическое время истечения сыпучего материала из бункера в зависимости от исследуемых факторов изменяется адекватно данным опыта. Теоретическое время истечения в зависимости от величины открытия выпускного отверстия достаточно близко к данным эксперимента. Разница по времени 9-29 с, что составляет около 10% при истечении зерноотходов без применения сводооб-разующего устройства. Определение углов ориентации и укладки отходов сыпучих материалов проводилось при помощи бункера со стеклянньми стенками (рис. 4.13). В качестве сыпучего материала использовался овес, как культура, имеющая наиболее ярко выраженную разницу между диаметром зерна и его длиной. При проведении эксперимента выбирались пары зерен,.ориентированные в диапазоне -ТГ/2...+ТГ/2 от вертикали. При этом измерялись величины углов ориентации укладки Д расстояние между центрами тяжести зерен измеряемой пары d и расстояние между осями симметрии этих зерен /. Среднее значение разницы углов \ - (3 по результатам вычислений оказалось равно 1940 , то есть, теоретический угол больше теоретического угла {3 на эту величину. По результатам вычислений построена зависимость углов ориентации и укладки (рис. 4.14), которая представляет собой прямую. Экспериментальное соотношение данных углов представлено на графике ломаной линией, близкой к теоретической. Максимальное расхождение составляет не более 5. Сравнение средних показателей разницы "- р дало по теории 1940 , по эксперименту 1920 ,.что подтверждает правильность выведенной закономерности о соотношении углов ориентации и укладки, которое влияет на образование статически устойчивых сводов в бункерах /31/. В работе проведен поисковый эксперимент по влиянию влажности различных зерновых сыпучих материалов на их истечение из бункера зерноочистительного агрегата. Диапазон влажности принят от 0 до 35%, причем в диапазоне 10-35%, влажность измерялась через каждые 1,5-2%, а в оставшихся пределах измерения влажности проводились выборочно. В результате проведенных экспериментов построены графики зависимости угла сдвига от влажности для некоторых зерновых сыпучих материалов: сои, пшеницы, ячменя, зерноотходов пшеничных, кукурузы и сорго (рис. 4.15, 4.16). На всех графиках вьщеляются три характерных участка. Диапазоны влажности для каждого участка графиков приведены в таблице 4.3.
