Содержание к диссертации
Введение
1. Технология и технические средства очистки семян от трудноотделимых примесей 11
1.1. Технология магнитной очистки семян 11
1.2. Технические средства магнитной очистки семян 19
1.3. Анализ пневмосепарирующих систем машин послеуборочной обработки семян 24
1.4. Способы сепарации сыпучего материала под действием магнитного поля 31
Выводы 38
2. Теоретические исследования конструктивно-технологических параметров пневмомагнитного рабочего органа 41
2.1. Принцип действия и конструкция рабочего органа пневмо-магнитного сепаратора 41
2.2. Магнитные силы в рабочем канале пневмомагнитного сепаратора 43
2.3. Математическая модель движения частицы материала в рабочем канале пневмомагнитного сепаратора 52
2.4. Исследование влияния конструктивно-технологических параметров на процесс пневмомагнитной сепарации 58
2.4.1. Исследование влияния на процесс сепарации конструктивно-технологических параметров сепаратора с индуктором типа линейного асинхронного двигателя 58
2.4.2. Исследование влияния на процесс сепарации конструктивно-технологических параметров сепаратора с индуктором в виде катушки с переменным по длине числом витков
Выводы 68
3. Программа и методика экспериментальных исследований 70
3.1. Программа экспериментальных исследований 70
3.2. Описание лабораторных установок 71
3.3. Методика определения технологических свойств магнитного порошка и очищаемого материала 76
3.3.1. Определение физико-химических параметров магнитного порошка 76
3.3.2. Определение коэффициента внедряемости магнитного порошка 77
3.3.3. Оценка магнитных свойств порошка 78
3.3.4. Определение скорости витания компонентов очищаемого материала 79
3.4. Методика определения конструктивных параметров рабочего канала сепаратора 79
3.4.1. Определение поля скоростей воздушного потока 79
3.4.2. Определение магнитных характеристик индуктора 80
3.5. Методика исследования влияния конструктивно технологических параметров на процесс пневмомагнитной сепарации 81
3.5.1. Исследования влияния средней скорости воздушного потока на процесс пневмомагнитной сепарации 81
3.5.2. Исследования влияния удельной загрузки на процесс пневмомагнитной сепарации 83
3.5.3. Исследования влияния силы магнитного поля на процесс пневмомагнитной сепарации 84
3.5.4. Исследование влияния засоренности исходного материала на качество пневмомагнитной сепарации 85
3.6. Определение всхожести и энергии прорастания семян 85
3.7. Статистическая обработка опытных данных и оценка точности результатов исследования 85
4. Результаты экспериментальных исследований 89
4.1. Технологические свойства магнитного порошка и очищаемого материала 89
4.2. Влияние средней скорости воздушного потока на процесс сепарации 91
4.3. Влияние силы магнитного поля на процесс сепарации 96
4.4. Влияние удельной загрузки на процесс сепарации 100
4.5. Влияние засоренности исходного материала на качество сепарации 103
4.6. Определение предельных значений соотношения скорости воздушного потока и тока индуктора 105
4.7. Влияние процесса пневмомагнитной сепарации на посевные качества семян 107
Выводы 108
5. Методика проектирования рабочего органа и расчет экономической эффективности пневмомагнитного сепаратора 111
5.1. Методика проектирования пневмомагнитного рабочего органа 111
5.2. Общие положения методики расчета экономической эффективности 124
5.3. Расчет экономии затрат труда 126
5.4. Определение экономии эксплуатационных издержек 127
5.5. Расчет экономического эффекта за срок службы сепаратора... 131
Общие выводы 134
Список литературы 137
Приложения 149
- Анализ пневмосепарирующих систем машин послеуборочной обработки семян
- Математическая модель движения частицы материала в рабочем канале пневмомагнитного сепаратора
- Исследования влияния средней скорости воздушного потока на процесс пневмомагнитной сепарации
- Влияние средней скорости воздушного потока на процесс сепарации
Введение к работе
Одной из главных проблем, стоящих перед сельским хозяйством Российской Федерации, является увеличение производства качественных высокопитательных кормов. Успешное ее решение тесно связано с выращиванием многолетних трав, значительную часть посевов которых занимает клевер и клеверозлаковые смеси [12, 16, 40, 50, 90, 119, 122].
Клевер обладает высокими кормовыми достоинствами (1,1 корм. ед. с 1кг) и богат содержанием белка (180 г на 1 кг). Способность клевера перерабатывать атмосферный азот позволяет за два года использования его в севообороте экономить до 600 кг дополнительно вносимых в почву азотных удобрений [12, 122].
В результате экономического кризиса 90-х годов выращивание многолетних трав резко сократилось и в настоящее время наблюдается недостаточное обеспечение хозяйств семенами клевера и других многолетних трав, однако потребность в семенах многолетних трав с каждым годом возрастает.
Для обеспечения хозяйств высококачественным посевным материалом его необходимо доводить до требований посевного стандарта, который исключает наличие в семенах многолетних трав карантинных сорняков. Из всех применяемых сегодня способов очистки семян трав от трудноотделимых сорняков самым эффективным является использование магнитных сепараторов.
Очистка семян с применением магнитных полей дает лучшее качество очистки. Это единственный способ очистки, которым полностью выделяются карантинные сорняки трав. Однако магнитные сепараторы имеют малую производительность, которая тормозит общую производительность поточных линий переработки семян трав.
Одним из направлений решения задачи значительного увеличения производительности очистки семян трав от трудноотделимых сорняков является использование пневмомагнитного способа разделения семенной смеси, который позволяет в несколько раз увеличить производительность процесса очистки семян трав от трудноотделимых и карантинных сорняков.
Представленная диссертационная работа выполнена на кафедре "Технология конструкционных материалов, метрология, стандартизация, сертификация" Воронежского государственного аграрного университете им. К.Д. Глинки. Исследования по теме входили в перспективный план научно-исследовательских работ (тема № 11 "Совершенствование технологий и технических средств для производства продукции растениеводства и животноводства", номер государственной регистрации 01.200.1003988) и соответствует специальности 05.20.01 "Технологии и средства механизации сельского хозяйства".
Целью работы является разработка высокопроизводительного пневмомагнитного способа сепарации семян.
Объектом исследования является процесс пневмомагнитной сепарации.
Предметом исследования являются закономерности процесса пневмомагнитной сепарации.
Научная новизна состоит в следующем:
Разработан новый пневмомагнитный способ сепарации семян, использующий одновременное воздействие восходящего воздушного потока и сонаправленных с ним сил магнитного поля.
Разработана технологическая схема рабочего органа для пневмомагнитной сепарации семян.
Получена математическая модель движения частицы в процессе пневмомагнитной сепарации.
4. Выявлены закономерности влияния конструктивно-технологических
параметров пневмомагнитного рабочего органа на процесс сепарации,
5. Обоснованы пределы изменения конструктивно-технологических
параметров рабочего органа для пневмомагнитной сепарации семян клевера
красного и повилики.
Научная гипотеза заключается в возможности разделения семенной смеси, используя одновременное воздействие воздушного потока и сил магнитного поля.
Практическая значимость. Разработан способ и технологическая схема рабочего органа для пневмомагнитной сепарации семян, позволяющего увеличить производительность очистки семян трав от трудноотделимых сорняков до 2 т/ч. Результаты теоретических и экспериментальных исследований могут быть использованы при проектировании пневмомагнитных сепараторов и их настройки в процессе эксплуатации.
На защиту выносятся:
Пневмомагнитный способ сепарации семян.
Математическая модель движения частицы в пневмомагнитном рабочем органе.
3. Закономерности влияния и пределы изменения конструктивно-
технологических параметров пневмомагнтного рабочего органа при разделе
нии семян клевера красного и повилики.
Основные положения диссертационной работы представлены и одобрены на научных конференциях Воронежского государственного аграрного университета, Курской государственной сельскохозяйственной академии, Белгородской государственной сельскохозяйственной академии. Всего по теме диссертации опубликовано 12 публикаций в том числе получен 1 патент и Свидетельство на полезную модель.
Анализ пневмосепарирующих систем машин послеуборочной обработки семян
Одним из наиболее широко используемых признаков разделения вороха является различие аэродинамических свойств его компонентов. По аэродинамическим свойствам ворох разделяют на воздушных очистках (пневмосепарирующих системах). Пневмосепарирующие системы относятся к сложным системам, состояние которых определяется большим количеством параметров. Наиболее важные из них: скорость воздушного потока, удельная зерновая нагрузка, состав исходного материала, скорость ввода материала, угол наклона воздушного потока, равномерность скоростного поля воздушного потока, время взаимодействия сепарируемого материала с воздушным потоком и др. Определенное влияние на процесс сепарации оказывают силы взаимного столкновения и сцепления составных частей вороха, а также силы трения о стенки сепарирующих камер, ограничивающих зону сепарации [11, 21, 27, 71, 72, 73, 78, 111].
В зависимости от взаимодействия воздушного потока и материала, выделено четыре основные схемы сепарации: в горизонтальном, наклонном, вертикальном воздушном потоке и по принципу противотока.
Горизонтальные и наклонные воздушные потоки обладают тем преимуществом, что направления силы тяжести и аэродинамической силы у них не совпадают, вследствие чего подача вороха может быть осуществлена с помощью простых устройств: транспортеров, бункеров и др. Сила тяжести обеспечивает свободное поступление материала в воздушный поток [11]. К недостаткам сепараторов с горизонтальным и наклонным воздушным потоком следует отнести существенно неравномерный воздушный поток, а также технические трудности при создании широкой струи воздуха. Качество сепарации зависит, прежде всего, от концентрации материала в воздушном потоке [21, 71, 72, 78]. Вертикальные потоки обеспечивают высокое качество сепарации при малых подачах, с увеличением же подач эффективность их работы падает. Многие авторы [17, 24, 72, 111] пришли к выводу, что вертикальный воздушный поток обеспечивает более высокое качество разделения по сравнению с горизонтальным или наклонным потоками. Совершенствование способа ввода материала привело к развитию схемы противотока, при котором ворох с большой скоростью направляется приблизительно навстречу воздушному потоку. Тяжелая фракция, преодолевая сопротивление воздуха, летит вперед, а легкая увлекается воздушным потоком и выносится из зоны сепарации [1, 53, 60]. Нашли широкое применение комбинированные системы с замкнутым и полузамкнутым циклом воздуха и сепараторы, совмещенные с вентилятором [61, 111]. Проявляется интерес исследователей и конструкторов к пульсирующим потокам [1, 53, 59, 73]. В пневмосепарирующих устройствах поток, воздействующий на зерновой материал, может быть либо всасываемым, либо нагнетаемым. Использование всасываемого потока имеет преимущество в отношении конструктивных и эксплуатационных особенностей [48, 111], Одним из существенных недостатков нагнетательного воздушного потока является наличие пыли, которую очень трудно уловить и удалить. Создаются тяжелые условия для работы обслуживающего персонала. Пылеулавливающие камеры в нагнетательных машинах громоздки, часто засоряются, и через фильтры просачивается пыль в окружающую среду. Камеры создают добавочное, а главное, переменное сопротивление, в связи с чем понижается качество работы машин [48, 71, 78]. Вторым недостатком при использовании нагнетательного воздушного потока является значительная ширина вентилятора и вызванная этим невы-равненность воздушного потока на выходе.[78]. Еще одной особенностью нагнетательного воздушного потока является неравномерность его скорости, обусловленная малым числом лопаток рабочего колеса вентилятора. Равномерность скорости воздушного потока аспирационных камер не зависит от числа лопаток, так как воздух нагнетается под атмосферным давлением. Однако аспирационные камеры также имеют недостатки, например, подсасывание воздуха через зазоры, в результате чего его направление отклоняется от заданного формой камеры и качество сепарации снижается [48]. Исследования [48, 71, 72, 73, 100] различных воздушных систем зерноочистительных машин показывают, что использование вертикального всасывающего воздушного потока является наиболее целесообразным. Более полно использовать энергию воздушного потока позволяет одновременное применение всасывающего и нагнетательного потоков [78].
Наибольшее распространение в сельском хозяйстве получили пневмо-сепарирующие каналы с вертикально направленным воздушным потоком. Со следующими формами поперечного сечения: круглой (пневмосепараторы фирмы Уокер, Элексо и др.), квадратной (пневмосепараторы ОПС-1, ОПС-2 и др.), прямоугольной (пневмосепарирующие устройства зерноочистительных машин МС-4,5; ЗВС-20А и др.) и кольцевой (пневмосепарирующие устройства зерноочистительных машин ОВВ-20, ПЗС-10 и др.). Кроме того, имеются пневмосепарирующие каналы, постепенно расширяющиеся кверху (пневмосепаратор FA фирмы Сьюпериор, БАС и др.),
В каналах с прямоугольным и квадратным сечениями кроме основного движения потока по направлению оси происходят еще так называемые вторичные движения. Поэтому такие сечения менее благоприятны для сепарации. Каналы кольцевого сечения указанных недостатков не имеют, однако и в таких каналах равномерность нарушается устройством, служащим для ввода сепарируемого материала, которое создает помехи движению воздуха. Наибольшую равномерность скоростного поля можно получить в канале круглого сечения. [73, 75, 111]
Математическая модель движения частицы материала в рабочем канале пневмомагнитного сепаратора
При использовании в качестве индуктора статора линейного асинхронного двигателя, в центр рабочего канала необходимо вводить ферромагнитный сердечник, который будет выполнять роль обратного магнитопровода, что позволит усилить магнитное поле индуктора и сделать его равномерным.
В уравнении (2.11) не включена составляющая магнитной индукции по оси X. Это связано с тем, что невозможно аналитически описать изменение магнитного поля индуктора по оси X. Однако в теории электрических машин для расчета цилиндрического индуктора, создающего бегущее магнитное поле, широко применяется одномерная модель расчета, когда магнитное поле рассматривается только по одной оси [20, 22, 23, 124]. Эти расчеты дают достаточно точные результаты, поэтому в данном случае магнитное поле рассматривается только по одной оси.
Подставив уравнение (2.11) в (2.9) и преобразовав, получим выражение для определения силы, действующей на ферромагнитный материал в рабочем канале пневмомагнитного сепаратора, индуктор которого выполнен в виде статора линейного асинхронного двигателя: определяет скорость и направление движения магнитных полюсов.
Скорость и направление движения магнитного поля зависят от частоты питающего напряжения и от полюсного деления индуктора. Из уравнения (2.12) видно, что магнитная сила тем больше, чем меньше полюсное деление индуктора. Поэтому при конструировании индуктора в виде статора линейного асинхронного двигателя полюсное деление следует делать как можно меньше. При этом регулировать скорость магнитного поля следует изменением частоты питающего напряжения. Направление движения магнитного поля можно изменить переключением обмотки индуктора.
Проанализировав уравнения (2.10) и (2.12), можно сделать вывод, что магнитная сила, действующая на выделяемые семена в рабочем канале пнев-момагнитного сепаратора, вне зависимости от конструкции индуктора, зависит от величины магнитной индукции в канале, а также от состава и количества магнитного порошка на поверхности выделяемых семян, то есть от вне-дряемости и магнитной восприимчивости магнитного порошка.
Необходимо провести теоретическое обоснование оптимальных пределов изменения магнитной силы для каждого типа индуктора, и определить закономерности ее влияния на процесс пневмомагнитной сепарации при использовании разных типов индуктора. Следует экспериментально подтвердить оптимальные пределы изменения магнитной силы и ее влияние на процесс пневмомагнитной сепарации.
Очистка семенных смесей пневмомагнитным способом основана на способности семян оказывать противодействие воздушной среде при их относительном движении, в зависимости от физических свойств семян. Эти физические свойства называются аэродинамическими свойствами частиц семенной смеси, а соответствующая реакция со стороны воздушной среды — сопротивлением среды или аэродинамической силой. А также, способности семян сорняков, имеющих шероховатую поверхность и покрытых магнитным порошком, взаимодействовать с магнитным полем индуктора сепаратора, вследствие чего на семена действует магнитная сила, величина и направление которой определяется характером магнитного поля индуктора.
Таким образом, при пневмомагнитной сепарации на частицу семенной смеси действуют: сила сопротивления воздушной среды, направленная в сторону, противоположную вектору относительной скорости частицы в воздушном потоке, сила тяжести, направленная вниз и магнитная сила, направление которой совпадает с направлением воздушного потока (рисунок 2.4),
Пока нет возможности учесть все факторы, влияющие на процессы, происходящие при сепарировании. Семена поступают в канал из питающего устройства с некоторой переменной первоначальной скоростью v0, воздушный поток неравномерен в горизонтальном сечении канала. Семенная смесь поступает в канал не единичными, изолированными одно от другого семенами, а многослойной струей, и примеси, прежде чем отделиться от основной массы семян, должны перейти в верхний слой сепарируемого материала. При движении семена вращаются и сталкиваются, поверхность семян сорняков неравномерно покрыта магнитным порошком. В свою очередь, магнитная сила зависит от положения семени относительно индуктора. Поэтому траектории движения частиц семенной смеси представляют сложные кривые.
Построить указанные траектории с учетом всех факторов, влияющих на движение частиц невозможно. Сложно, например, учесть взаимодействие семян, увеличение скорости воздушного потока в межсеменном пространстве и др. Поэтому, для анализа движения частицы в рабочем канале, введем ряд допущений. А именно предположим, что: - частица - материальная точка; - частицы не взаимодействуют друг с другом; - воздушный поток равномерен по всему сечению канала. Приняв эти допущения, представляется возможным рассчитать траектории движения частиц сепарируемой семенной смеси, их скорости и ускорения. Знание же этих величин позволяет получить правильное представление о процессе сепарирования сыпучей семенной смеси и тех факторах, которые влияют на его эффективность. Все приведенные ниже схемы и уравнения справедливы лишь для семян сорных растений, поверхность которых покрыта магнитным порошком, которые вследствие этого становятся восприимчивы к магнитному полю индуктора. Так как семена культурных растений не подвержены действию магнитного поля, то траектория их движения будет описываться уравнениями хорошо известными из теории воздушных очисток [71].
Исследования влияния средней скорости воздушного потока на процесс пневмомагнитной сепарации
Опыты проводили на культуре клевер красный сорта «Павловский». Перед началом опыта приготавливали смесь семян клевера семенного назначения и повилики. Исходная семенная смесь представляла собой навеску семян клевера засоренную 2% семян повилики. Затем добавляли в исходную смесь магнитный порошок и перемешивали, путем встряхивания на решетном классификаторе в течение 20 мин. Излишек порошка после смешивания удалялся просеиванием смеси сквозь проволочное сито диаметром 200 мм и размером ячеек 0,45 мм, подобранным с таким расчетом, чтобы через отверстия не проходили семена. Из полученного таким образом исходного материала делали навеску, взвешенную на весах ВЛКТ-500г-М с точностью 0,01г. Аналогичным образом приготовляли навеску исходного материала, имеющего засоренность 5% и 10%.
Предварительно уснанавливали величину магнитного поля на максимальное значение, путем регулировки реостата на максимальный ток индуктора. При этом ток индуктора контролировали амперметром Э377 через трансформатор тока ТТ 5/100. Далее изменением зазора между питателем и рассекателем отрегулировали загрузку материала на заданную условиями опыта величину. Затем выставляли заслонку-регулятор в положение 1, что соответствует скорости воздушного потока 1,75 м/с. Далее включив питание индуктора и вентилятора, равномерно засыпали исходный материал через воронку питателя. Очищенный материал собирался в приемнике семян основной культуры, сорняки в емкости для сбора семян сорняков. Следующие опыты проводили при прочих равных условиях, выставляя заслонку-регулятор в положение 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, что соответствует средней скорости воздушного потока 2,7, 3,2, 3,8,4,9, 5,2, 5,5, 5,6 м/с.
Далее проводили опыты в последовательности, приведенной выше, используя материал засоренностью 5% и 10%, регулируя среднюю скорость воздушного потока изменением положения заслонки-регулятора. Все опыты проводились в трехкратной повторности.
Эффект очистки и потери полноценных семян в отход определяли анализируя состав очищенного материала и отходов. Эффект очистки ц определяли по формуле [71]: где Е А - Б- Г масса семян основной культуры в очищенном материале, г. Засоренность очищенного материала подсчитывали в штуках семян сорняков на килограмм, в соответствии с требованиями посевного стандарта к семенам сорняков трав [36], Перед проведением опытов, по методике, описанной в предыдущем разделе, приготовлялся исходный материал различной засоренности. Опыты проводились в следующем порядке. Сначала реостатом регулировалась величина тока индуктора на максимальное значение, что соответствует максимальной величине магнитного поля, при этом величина тока контролировалась амперметром через трансформатор тока ТТ5/100. Затем заслонка-регулятор выставлялась в положение, соответствующее заданной условиями опыта средней скорости воздушного потока. Далее регулятором величины подачи выставляли с помощью фиксатора положения питателя величину зазора между питателем и рассекателем, равную 6,4мм, что соответствует подаче 2,78 кг/м с. После включения питания индуктора и вентилятора, равномерно засыпали исходный материал с засоренностью 2%, в воронку питателя и собирали семена основной культуры и сорняков в емкости для сбора семян. Эффект очистки и потери полноценных семян в отход определяли по ГОСТ 12037-81, анализируя состав семенного материала собравшегося в емкости для сбора очищенного материала и емкости для сбора отходов. Далее последовательно выставляли величину зазора между питателем и рассекателем, равную 8 мм, 9,6 мм, 10,2 мм, 11,8 мм, что соответствует подаче 5,56 кг/м с, 8,34 кг/м с, 11,11 кг/м с, 13,89 кг/м с, и повторяли опыты в последовательности описанной выше. Затем в последовательности описанной выше повторяли опыты с исходным материалом засоренностью 5% и 10%. Все опыты проводились в трехкратной повторносте. Перед проведением опытов приготовлялся исходный материал в последовательности, описанной в разделе 3.5.1. Проводилась регулировка подачи материала на заданную условиями опыта величину. Затем производилась регулировка средней скорости воздушного потока, путем выставления заслонки-регулятора в положение, соответствующее заданной условиями опыта средней скорости воздушного потока. Регулируя реостатом величину тока индуктора, при этом, контролируя его значение амперметром через трансформатор тока, выставляли его на мак-симальное значение 21 А, что соответствует магнитной силе 5,9 10" Н. Включали вентилятор и начинали равномерно засыпать исходный материал засоренностью 2% в воронку питателя. Анализировали состав семенной смеси, собравшейся в емкостях для сбора семян и определяли эффект очистки и потери полноценных семян в отход. Далее регулируя реостатом величину тока индуктора, выставляли. его поочередно назначение 20, 19, 18, 17, 16, 15, 14А, что соответствует магнитной силе 5,3-10 4,75-10 6Н, 4,3-10"6Н, 3,8-10 3,37-10 6Н, 3-10 6Н, 2,6-106 Н. При этом повторяли выше описанные опыты и определяли эффект очистки и потери полноценных семян в отход. Затем повторяли выше описанные опыты, используя исходный материал засоренностью 5% и 10%. Все опыты проводились в трехкратной последовательности.
Влияние средней скорости воздушного потока на процесс сепарации
Аэродинамические характеристики семян клевера и повилики (приложение 3) показывают, что вариационные кривые скоростей витания семян этих культур перекрываются. Анализ вариационных кривых показывает, что с помощью воздушного потока можно выделить без потерь семян клевера только 22% семян повилики или выделить все семена повилики, при этом потери семян клевера составят 76,33%, что недопустимо по агротехническим требованиям. То есть, используя разницу в скорости витания, не удастся полностью разделить семена клевера и повилики.
Единственный параметр, по которому данные культуры различаются значительно, является свойства поверхности семян, из таблицы 4.1 видно, что внедряемость магнитного порошка в поверхность семян повилики в 25 раз больше, чем внедряемость в поверхность семян клевера. Следовательно, для успешного процесса разделения семян клевера и повилики необходимо использовать сепараторы, основанные на разделении материала по свойствам поверхности семян или по комплексу физико-механических свойств.
Исследование влияния средней скорости воздушного потока на процесс пневмомагнитной сепарации проводилось согласно методике раздела 3.5.1. Результаты исследования представлены в приложении 5 и на рисунках 4.1, 4.2 и 4.3.
По условиям агротехнических требований [104] магнитная очистка должна полностью удалять карантинные сорняки, одним из которых является повилика. Поэтому применение пневмомагнитного способа очистки приемлемо только при условии полного отсутствия семян повилики в очищенном материале.
Экспериментальное исследование процесса пневмомагнитной очистки семян клевера красного от повилики, проводившееся при удельной загрузке 5,56 кг/м с и магнитной силе 5,9-10" Н, показало, что процесс разделения семенного материала при прочих равных условиях в значительной степени зависит от средней скорости воздушного потока. На рисунках 4.1 и 4.2 представлена зависимость эффекта очистки л и потерь семян основной культуры р от величины средней скорости воздушного потока V, при засоренности исходного материала 2%, 5%, 10%.
Анализ полученных результатов (рисунок 4.1) показывает, что процесс сепарации возможен при средней скорости воздушного потока более 2,2 м/с, с повышением средней скорости воздушного потока эффект очистки увеличивается до максимума. Максимальный эффект очистки достигается при скорости воздушного потока 4,9+5,2 м/с, что соответствует 95+100% от нижней границы диапазона скоростей витания семян основной культуры. Следует отметить, что при очистке материала различной засоренности максимальный эффект очистки имеет различное значение. При засоренности 2% максимальный эффект очистки равен 100%. При засоренности 5% максимальный эффект очистки равен 98,86%, чистота очищенного материала составила 99,94%, При засоренности 10% максимальный эффект очистки 91,46%, чистота очищенного материала 98,97%.
Теоретические исследования (раздел 2,4) показывают, что при магнитной силе 5,9-10 процесс сепарации возможен при средней скорости воздушного потока 3 м/с и более. С увеличением скорости воздушного потока качество очистки должно улучшается, так как увеличиваются действующие на частицу аэродинамические силы, и уменьшается время выхода частицы из рабочего канала (рисунок 2.11), а при скорости воздушного потока более 5,2 м/с процесс сепарации должен идти с потерями семян основной культуры в отход (рисунок 2.12).
Экспериментальные исследования подтверждают теоретические и показывают, что процесс сепарации возможен при скорости воздушного потока 2,2 м/с и более, а с увеличением средней скорости воздушного потока улучшается качество очистки. Расхождение экспериментально определенной минимальной скорости воздушного потока (2,2 м/с), при которой возможен процесс сепарации и теоретически рассчитанного значения минимальной скорости воздушного потока (3 м/с), составляет 22,6% (рисунок 4.1).
Анализ результатов исследования зависимости потерь семян основной культуры в отход от средней скорости воздушного потока (рисунок 4.2) показал, что при средней скорости воздушного потока до 5,2 м/с потери отсутствуют, при скорости 5,4 м/с потери не превышают 1%, что допустимо по агротехническим требованиям. Увеличение средней скорости воздушного потока более 5,6 м/с приводит к увеличению потерь до 10%, что в 2 раза превышает допустимые агротехническими требованиями 5% [104]. Поэтому увеличение средней скорости воздушного потока более 5,4 м/с нецелесообразно.
Таким образом, можно сделать вывод, что для качественной очистки клевера красного средняя скорость воздушного потока должна быть на 5% меньше или равна нижней границе диапазона скоростей витания семян (4,9+5,2 м/с). При средней скорости воздушного потока 5,2 м/с происходит максимальное выделение примесей, при этом потери отсутствуют полностью.
