Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Современное состояние технологии и средств механизации послеуборочной обработки зерна 9
1.1. Анализ особенностей машинного производства зерна в России 9
1.2. Производство и технический уровень техники для послеуборочной обработки зерна в России 12
1.3. Анализ состояния механизации послеуборочной обработки зерна в России 17
1.4. Анализ технологий и средств механизации послеуборочной обработки зерновых за рубежом 20
1.5. Цели и задачи работы 25
ГЛАВА 2. Анализ использования технических средств для поточной послеуборочной обработки зерна 28
2.1. Конструкции и технологические особенности приемников малосыпучих сельскохозяйственных материалов 28
2.2. Конструкции машин для предварительной очистки зернокомбайнового вороха 36
2.3. Технологии сушки и конструкции зерносушилок 40
2.4. Конструкции металлических цилиндрических емкостей для хранения зерна 45
2.5. Влияние транспортных средств межоперационного перемещения материала на качество зерна
ГЛАВА 3. Исследование физико-технолгогических свойств зернокомбайнового вороха 70
3.1. Изучение влияния влажности зерновых материалов на угол естественного откоса 70
3.2. Определение формы бунта вороха, получаемого при самосвальной выгрузке 76
ГЛАВА 4. Аналитические исследования процессов и исходные параметры для расчета технических средств поточной линии 82
4.1. Определение пропускной способности приемника зерно-комбайнового вороха 82
4.2. Методика расчета рабочего объема приемника зернового вороха... 89
4.3. Методы расчета приемника вороха в поточной линии 92
4.4. Методика определения вместимости компенсирующих емкостей перед зерносушилкой 99
ГЛАВА 5. Эксплуатационные исследования основных параметров зернообрабатывающей поточной линии 104
5.1. Изучение устойчивости работы системы приема и предварительной очистки зернокомбайнового вороха 107
5.2. Изучение временного хранения и охлаждения зерна в вентилируемых металлических силосах 111
5.3. Изучение влияния работы шнековых и скребковых конвейеров на энергопотребление 117 Стр
ГЛАВА 6. Практическая реализация и технико экономическая эффективность результатов исследований. перспектива использования поточной послеуборочной обоаботки зернокомбайнового вороха 124
6.1. Практическая реализация результатов исследований 124
6.1.1. Результаты работы поточной линии зернопункта ЗАО «Колхоз Уваровский» 127
6.2. Определение экономической эффективности от эксплуатации поточной линии на зернокомбайновом ворохе 130
6.3 Перспектива поточной послеуборочной обработки зернового вороха 131
Общие выводы 135
Литература
- Анализ состояния механизации послеуборочной обработки зерна в России
- Технологии сушки и конструкции зерносушилок
- Определение формы бунта вороха, получаемого при самосвальной выгрузке
- Методы расчета приемника вороха в поточной линии
Введение к работе
Актуальность темы. Одним из основных направлений повышения уровня производства зерна является рост эффективности использования технических средств в поточной послеуборочной обработке урожая. В этом случае применение усовершенствованных методов и приемов интенсификации технологических процессов с обеспечением поточной работы техники независимо от физико-технологических свойств зернокомбайнового вороха гарантирует снижение потерь убранного урожая до уровня технически неизбежных (1,5-2,0%) и увеличение «закромного» объема зерна.
Эксплуатируемые в настоящее время в системе агропромышленного комплекса (АПК) страны серийные зерноочистительно-сушильные комплексы типа КЗС и зерноочистительные агрегаты типа ЗАВ имеют ряд существенных недостатков. Основной из них — низкая приспособленность к поточной обработке зернокомбайнового вороха повышенной влажности (более 22%) за один технологический проход до кондиционного качества зерна (14%), что приводит к потерям убранного урожая (до 30% и более) и снижению качества зерна. В этой связи внедрение у зернопроизводителей поточных технологических линий, способных бесперебойно работать на зернокомбайковом ворохе повышенной влажности при минимальном уровне потерь без снижения качества зерна, является перспективным. Проводимые в нашей стране работы в этом направлении пока не принесли практических результатов. В зарубежной практике повышенная влажность зерна встречается крайне редко. Недостаточно изучены физико-технологические свойства зернокомбайнового вороха и влияние их на работу приемника и последующих технических средств, входящих в состав поточных линий. Поэтому решение задач по обоснованию, исследованию и разработке усовершенствованной поточной линии для послеуборочной обработки зернокомбайнового вороха повышенной влажности весьма актуально н имеет важное народнохозяйственное значение.
Цель работы - изыскание и обоснование способов совершенствования и повышения эффективности использования поточных технологических линий для послеуборочной обработки комбайнового зернового вороха повышенной влажности.
Объектами исследований являются технология и технические средства механизация послеуборочной обработки зерна, свойства комбайнового зернового вороха повышенной влажности, конвейеры и оборудование, лабораторные установки, промышленные образцы, поточные технологические линии.
Предметом исследований являются физико-технологические свойства зернокомбайнового вороха и влияние их на перемещение материала в технологии послеуборочной поточной обработке урожая.
Методика исследований. В аналитических исследованиях применен метод теории сыпучих сред. Экспериментальные исследования проводились на специальных лабораторных установках и на эксплуатируемой в хозяйствах технике по общепринятым методикам. Обработка результатов опытов осуществлялась с помощью методов математической статистики. Для определения качественных показателей зерна использовались государственные и отраслевые стандарты, а также частные методики, разработанные в ОАО «ВИСХОМ».
Научную новизну работы составляют
технология послеуборочной обработки (за одіщ технологический проход)
комбайнового вороха повышенной влажности (б злее 22%Н?счет сочетания в
фонд научной литературь
конструкции линии приемного бункера с накопительными резервными емкостями для систем «приемник - предварительная очистка» и «временное хранение — сушка»;
математическая модель функционирования приемника зернокомбайнового
вороха с учетом минимального и максимального поступления вороха на
обработку, времени уборки урожая, продолжительности эксплуатации
поточной линии и физико-технологических свойств вороха.
Практическую ценность работы составляют
методики расчета пропускной способности и конструктивных параметров приемника зернокомбайнового вороха повышенной влажности, методы расчета компенсирующих емкостей перед зерносушилкой.
методология определения вместимости, для предварительно очищенного зерна, компенсирующих емкостей, обеспечивающих сохранность и оптимизацию затрат при гарантированном его качестве до сушки;
усовершенствованные технологические схемы поточных линий для послеуборочной обработки зернокомбайнового вороха;
& методы приема комбайнового вороха от самосвальных автомобилей и
прицепов, накапливание без перевалок предварительно очищенного зерна, с
обеспечением его временного хранения, дозаривания и стабилизации
термовлажностных параметров перед сушкой.
Реализация результатов исследования. Результаты исследований приняты и
использованы в производстве предприятиями ЗАО «Агропромтехника» (г. Киров) и
ЗАО «СКБ по сушилкам «Брянсксельмаш». Разработанные методики расчетов
технических средств и параметров применены при проектировании технологической
поточной линии для послеуборочной обработки зернокомбайнового вороха, которая с
2003 года успешно эксплуатируется в хозяйстве ЗАО «Колхоз Уваровский»
(Можайский район, Московской области), в том числе на обработке комбайнового
зернового вороха повышенной влажности.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены, обсуждены и одобрены на научно-практических конференциях в МГУ пищевых производств (г. Москва, 2002 г.); Восточно-Сибирском государственном технологическом университете (Республика Бурятия, г. Улан-Удэ, 2003 г.); Тульском государственном университете {г. Тула, 2004 г.); Тамбовском государственном технологическом университете (г. Тамбов, 2004 г.); ВИЭСХ (г. Москва, 2004 г.); на секциях НТС ОАО «ВИСХОМ» (г. Москва, 2003 и 2004 гг.); на техническом совете ЗАО «Агропромтехника» (г. Киров, 2003 и 2004 гг.).
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 10 печатных работах. Общий объем - 3,8 п л., лично автора - 2,92 п л..
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, общих выводов, списка литературы из 136 наименований, в т.ч. 13 на иностранном языке, и 3 приложений. Общий объем работы насчитывает 150 страниц компьютерного текста, включая 60 рисунков и 20 таблиц. На зашиту выносятся
Анализ состояния механизации послеуборочной обработки зерна в России
Современное производство зерна в России, кроме климатических условий, связано с особенностями, которые во многом зависят от объемов валового сбора, потерь убранного урожая, состояния машинно-тракторного парка (МТП), обеспечения производителей семенами, удобрениями, горючесмазочными материалами и, особенно, техникой для производства посевного материала. Традиционно, после 50-х годов, в хозяйствах-производителях зерна весь валовой урожай подвергался предварительной очистке. Доля семенного зерна составляла от 15 до 20% от общего объема его производства. При этом, около 60% подработанного урожая оставались на внутрихозяйственные нужды производителя, а остальной объем, через систему хлебопродуктов, в лице Министерства заготовок, закупался государством. В последние годы положение с реализацией зерна существенно изменилось. Выращенный урожай без подработки реализуется на рынке или обрабатывается и остается на хранение у производителей, до повышения спроса и цены на зерно. В некоторых зернопроизводящих регионах, например, в Краснодарском крае, организованы региональные зерновые фонды, деятельность которых направлена на «обеспечение хлебобулочными и макаронными изделиями населения края в достаточном количестве и по приемлемым ценам» [89].
Динамика производства зерна в Советском Союзе и в основных зернопроизводящих странах показывает [6], что перспективы увеличения его производства, в первую очередь, зависят от наличия должного количества высококлассных, в т.ч. гибридных семян, сохранности убранного урожая. При этом необходимо отметить, что принятая в прошлом схема распределения и производства сельскохозяйственной техники для семеноводства страны.
Начало массового производства поточной техники для послеуборочной обработки зерна (продовольственно-фуражного назначения) в сельском хозяйстве страны приходится на конец 60-х и начало 70-х годов прошлого века. Максимальная поставка полнокомплектных поточных агрегатов и комплексов приходится на 1985 год, что позволило на этот год достигнуть уровня механизации в производстве зерна около 85%. При этом доля затрат на зерно в его себестоимости от послеуборочной обработки составляла около 65%. В то же время внедрение в сельском хозяйстве поточной послеуборочной обработки зерна позволило в 7... 10 раз снизить затраты труда и в 2...3 раза себестоимость его производства по сравнению с индивидуальным использованием техники на зернотоках [88]. В последующие годы производство и поставки полнокомплектной послеуборочной техники для сельского хозяйства начали существенно сокращаться и в начале 90-х годов практически прекратились (рис. 1.2).
По имеющимся данным [114], в настоящее время в растениеводстве, практически 50% МТП выработали свой срок службы и требует значительных затрат на поддержание его в работоспособном состоянии. Экспертная оценка [99] оснащенности сельского хозяйства России зерноочистительно-сушильными линиями, у которых срок службы менее 15 лет, показывает, что она составляет 10... 12%. А, у таких зернопроизводителей России (более 85% валового сбора), как Центральный, Центрально-Черноземный, Поволжский, Северо-Кавказский, Уральский и Западно-Сибирский экономические регионы, еще в 1989 году сезонная производительность поточных зерносушилок промышленного изготовления по отношению к объему убранного урожая соответственно составляла 4,2; 0,8; 1,8; 0,4; 3,5 и 3,7% [99]. Отсутствие надежной МТБ послеуборочной обработки зерна, в т.ч. промышленных автоматизированных и высокомеханизированных зернохранилищ, приводит к неоправданным потерям убранного урожая [54]. В этом случае, когда очистке в России необходимо ежегодно подвергать 100%, а сушке - до 80% убранного урожая, потери зерна будут всегда высокими.
Не в лучшем состоянии находится и МТБ в бывшей системе Минзага (хлебопродуктов). В процессе создания этой системы был разработан регламент по приему зерна от производителей. Этот регламент предъявлял довольно жесткие требования к качеству принимаемого зерна по влажности и засоренности. Реализация регламента существенно повлияла на технические возможности созданных технологических линий для хлебоприемных предприятий и районных реалбаз. Но, при этом зерносушилки, установленные в линии, имеют паспортную производительность от 22 до 50 тонн в час при съеме влаги с зерна за один проход только 3...4%. При исходной влажности зерна 20% (требуемая кондиционная влажность зерна 14%) фактическая производительность зерносушилок, а следовательно и поточных линий снижается практически в 2 раза, т.к. возникает необходимость многократного пропуска зерна через зерносушилки. В тоже время элеваторы, даже в сложившихся экономических условиях в стране, продолжают осуществлять прием зерна по разработанному ранее регламенту. В связи с изложенным, по-видимому, трудно в ближайшее время ожидать, что бывшая система хлебопродуктов может оказаться базой переработки производимого в России зерна. В лучшем случае железобетонные элеваторы (зернохранилища) в течение нескольких лет могут быть использованы под создаваемые региональные зерновые фонды.
Таким образом, существующая в России материально-техническая база послеуборочной обработки и хранения семян и зерна имеет значительный физический износ (2...3 раза выше «срока службы») и, к тому же, она морально устарела (срок эксплуатации 30...35 лет). Такое положение с послеуборочной обработкой не позволяет гарантировать сохранность убранного урожая без потерь.
Технологии сушки и конструкции зерносушилок
Приведенные выше конструкции, в отличие от известных железобетонных [95], имеют весьма сложное технологическое производство и стоимость. Однако, необходимо ответить, что возведение зернохранилищ из железобетонных конструкций связано со значительными затратами труда и времени на строительно-монтажные работы. По этой причине во многих развитых странах за последние 20 лет наблюдается значительное внедрение металлических (в основном из оцинкованной стали и алюминия) силосов у производителей зерна. Наибольшим спросом пользуются хранилища в зернохранилища имеют следующие преимущества: обеспечение за счет промышленных методов изготовления и монтажа снижения капитальных затрат в 2 — 3 раза, трудоемкости в 4 - 5 раз и сокращения сроков монтажа до нескольких дней; возможность использования таких хранилищ на объектах хранения зерна [4], у производителей; широкое применение методов активного вентилирования в период временного хранения зерна, а после его сушки - длительное хранение с минимальными потерями; полная механизация погрузочно-разгрузочных работ с минимальными потерями убранного урожая. Однако хранение зерна в металлических (в основном цилиндрических) хранилищах значительной вместимости имеет определенные особенности. Такие силосы не пригодны для хранения зерна влажностью выше 20%, так как в этом случае возможны его быстрая порча и трудности при выгрузке. При хранении возникает разность температур у стенок и в центре емкости, причем зимой и летом градиент температуры меняется. Температурный градиент обусловливает и перемещение влаги в насыпи в направлении движения зерна, что может привести к образованию очагов повышенного увлажнения (особенно при закладке на хранение неоднородного по влажности зерна) и порче продукции. Оболочка металлического силоса сокращается или расширяется под воздействием температуры наружного воздуха, вследствие чего зерновая масса в первом случае уплотняется и сжимается, а во втором - разрыхляется. В силосах больших диаметров ( 15 м) трудно обеспечить равномерную загрузку зерном, что вызывает неравномерное напряжение в оболочке. При таких условиях необходимо иметь четкие рекомендации по использованию металлических зернохранилищ (особенно большой вместимости) в различных регионах в зависимости от кратности разгрузки-выгрузки.
Около 30 лет назад в России на заводе «Брянсксельмаше» были поставлены на производство цилиндрические бункерные установки БВ-40 (бункер активного вентилирования вместимостью 40 т) и ОБВ-160 (отделение бункеров активного вентилирования, 160 т). База конструкции этой техники, подробно рассмотрены в работе [52]. Ее внедрение позволило хозяйствам получать гарантированный по качеству семенной материал (см. табл. 2.2). Таблица
В данном разделе работы рассмотрены только те транспортные средства, которые используются при межоперационном перемещении зерна в поточных линиях по послеуборочной обработке зерна [12, 100, 109]. Такими средствами являются вертикальные ковшевые нории, скребковые и шнековые конвейеры. Номенклатура их по производительности и конструктивному исполнению весьма разнообразна. Так, в технологических линиях комплексов типа КЗС и агрегатов ЗАВ производительность норий составляла от 2 до 50 тонн в час при высоте от 5 до 24 метров, конвейеров скребковых от 3,5 до 40 тонн в час длиной от 4,5 до 18 метров и конвейеров шнековых - от 1,5 до 20 тонн в час длиной от 2 до 10 метров. При этом последние два типа конвейеров эксплуатировались горизонтально, наклонно или вертикально.
В современных условиях послеуборочной обработки и хранения зерна, независимо от количества машин, оборудования и транспортирующих средств, задействованных в механизированных технологических линиях, осуществляется многократные перелопачивание, переброска и перевалка материалов. Эти технологические операции оказывают влияние на уровень повреждений зерна. В простых механизированных технологических линиях наибольшая доля повреждений приходится на зернопогрузчики и зернометатели (зернопульты). В сложных механизированных технологических линиях большую часть повреждений зерно получает от механических, пневматических и самотечных внутритранспортных средств. При этом нории, скребковые элеваторы, шнеки и ленточные транспортеры имеют наибольшее применение в линиях. Пневматические установки, в силу своей специфики (большие энергозатраты, существенное влияние влажности и засоренности зерна на производительность, значительные повреждения зерна и износ трубопроводов), пока не нашли широкого применения. В сельском хозяйстве эксплуатируются единичные установки данного типа. Самотечные транспортирующие средства, как правило, представляют собой зернопроводы из наборов труб с распределителями потоков зерна, скатные поверхности и лотки.
При всем многообразии конструкций транспортирующих средств для межоперационного перемещения зерна, результаты исследований по изучению влияния этих средств на травмирование зерна приведено и опубликовано в незначительном объеме. Показатели травмирования зерна в основном определяется машинно-испытательными станциями (МИС), которые констатируют соответствие этого показателя требованиям ГОСТ, где уровень травмировния зерна транспортными средствами установлен до 1,5% и техническим условиям на испытываемое изделие. Анализ и обобщение результатов исследований и испытаний транспортирующих средств с оценкой травмирования ими зерна, осуществленные МИС до 1976 года, приведены в работе [84]. Результаты исследований о травмирование зерна, по нашему мнению, должны способствовать совершенствованию технологических поточных линий по послеуборочной обработке, но в последние годы, такие исследования не проводились. По этой причине нами был проведен обзор и анализ работ за последние 30 лет относящиеся к этой проблеме. При этом
анализировались исследования, результаты которых относились к работе ковшовых норий, а также самотечных зернопроводов.
Ковшовые нории. Эти транспортирующие средства в основном работают в сложных механизированных технологических линиях. По использованию в линиях нории являются наиболее массовым транспортирующим средством. Исследованиями определено [84], что из общего количества механических повреждений зерна при погрузочно-разгрузочных операциях на долю норий приходится 69,7%, конвейеров — 22,3% и 8% - другие транспортирующие элементы. При этом выявлено, что основными источниками травмирования, при работе ковшевых норий, являются динамическое сжатие зерна в нижней головке при зачерпывании его ковшами, защемление материала между ковшами и лентой, удары зерна о кожух и приемную часть зернопровода при разгрузке ковшей в верхней головке, а также от обратной сыпи зерна при неполном опорожнении ковшей.
Исследования работы нории НЗ-20 [34] позволили установить, что с увеличением ее производительности травмирование зерна, уменьшается (рис. 2.14). Аналогичные результаты были получены при изучении работы нории НЦГ-10 [53]. Увеличение ее производительности от 1,0 до 8,0 тонн в час привело к снижению количества поврежденного зерна с 2,9 до 1,35%. Однако многократный пропуск через норию одной и той же партии зерна, даже различных влажностеи, при увеличении производительности повышает количество травмированного зерна (рис. 2.15).
Определение формы бунта вороха, получаемого при самосвальной выгрузке
Анализ технологий и технических средств для поточной послеуборочной обработки зернокомбайнового вороха позволяет заключить, что наиболее неотработанными в технолого-технической системе известных линий являются процессы приема и предварительной очистки комбайнового вороха, временного хранения предварительно очищенного влажного зерна перед сушкой и после нее. На перечисленные процессы воздействуют различные возмущения: технические, эксплуатационные, свойства, поступающего на обработку зернового вороха, технолого-организационные и др.. В производственных условиях защиту от внешних (комбайнового вороха) возмущений производят путем: резервирования эксплуатационного времени, увеличения операционных циклов воздействия на зерновой материал, применения компенсаторов (бурты на площадках) для временного хранения.
В разделе 2.1 были отмечены недостатки приемников зернокомбайнового вороха поточных линий для послеуборочной обработки, промышленного изготовления. С целью устранения этих недостатков, а также всего многообразия региональных и хозяйственных условий, разработать оптимальное приемное отделение без статистической информации зернотока весьма сложно. Без такой информации разработка, например, усредненного и универсального приемного отделения, приведет к отмеченным выше недостаткам. На основе статистических данных, изучения работы зернопункта в ЗАО «Колхоз Уваровский» Можайского района Московской области, при m осложненных в период уборки погодных условиях, в данном разделе работы изложен принцип расчета пропускной способности приемника зернокомбайнового вороха и сформулированы основные требования к нему. При этом учитывалась отличительная особенность рассматриваемого региона -стабильные размеры и структура посевных площадей, что характерно для Нечерноземной зоны РФ со средней урожайностью 10...30 ц/га и валовым сбором зерна 1361,5...4140,0 т/год [35].
Основной проблемой в хозяйствах данной зоны является получение качественного материала из зерна повышенной влажности, которое в большей степени зависит от своевременной послеуборочной обработки зернового вороха. При этом во всей технологической цепочке производства зерна как было показано ранее, основные потери и снижение качества приходится на приемное отделение зернотока (рис. 4.1).
Вопросу обоснования и выбора исходных требований к проектированию предприятий для послеуборочной обработки зерна, в том числе для зоны избыточного увлажнения, посвящено значительное количество работ [8, 9, 26, 39, 42, 44]. В них приведена статистическая информация о составе и динамике поступления зернового вороха для обработки на зернотоке. Ряд работ [23, 24, 38, 61] посвящен методологической оценке эффективности агрегатов и комплексов. Кроме того, существуют нормативные документы на [59, 66]. Анализ работ показывает, что в ряде случаев процесс приема зерна рассматривается в соответствии с теорией массового обслуживания и описывается законами распределения Эрланга [44] или Пуассона [26, 39,48].
В нормативных документах [59, 66] процесс приема зерна представлен функциональной зависимостью от уборочно-транспортного комплекса. При этом влияние на комплекс значительных факторов (погодные условия, организация уборки и перевозки, производительность зернотока и т.д.) не учтено. В этом случае режим работы уборочно-транспортного комплекса непредсказуем. Кроме того, влажный и засоренный зерновой ворох, имеющий ограниченную во времени сохранность, требует быстрейшего приема и обработки, а в нормативных документах этот фактор рассматривается только в системе поточной работы линии, т.е. в отрыве от реальных условий эксплуатации.
Вероятностные параметры потоков поступления зернового вороха с уборочно-транспортного комплекса на зерноток являются базовой исходной информацией для проектирования приемника и приемного отделения. При этом информация должна содержать поступление вороха в течение 1 ч, суток и уборочного периода, независимо от производительности зернотока. При проектировании приемника необходимо принимать во внимание: погодные условия, физико-технологические свойства зернового вороха, интенсивность его поступления, пропускную способность обрабатывающих линий и другие факторы.
Период уборки зерновых 2003 года, в ЗАО «Колхоз «Уваровский» характеризовался из-за сложных погодных условий низкой загруженностью уборочно-транспортного комплекса, когда нагрузка на один комбайн составляла 5...28 т в смену. В уборке участвовало от 2 до 10 комбайнов. В таких условиях обмолот зерновых, как правило, начинался во второй половине дня (рис. 4.2) и длился 3...14 ч. Среднее время работы одного комбайна Gqjn.
Часовая загрузка зернопункта в нашем обосновании принималась при наибольшем количестве комбайнов участвующих в уборке и поступлении в течение суток на ток зернового вороха более 100 т. При этом наибольшее часовое поступление зерна составило 24,5 т/ч, а наибольшая партия от двух комбайнов - 9 т. При этом зерновой ворох имел следующие параметры: ячмень - исходная влажность 25%, засоренность 6%; смесь гороха с овсом -соответственно 29,2 и 11,25%.
По-видимому, расчет рабочей пропускной способности приемника следует начинать с определения пределов варьирования валового сбора зерна в хозяйстве по годам. Коэффициент неравномерности сбора урожая для рассмотренного случая определяется по формуле
В результате проведенных исследований установлено, что неравномерность валового сбора зерна в хозяйстве по двум годам (2003...2004) - 1,5...6,0, дневное поступление транспорта на зерноток имеет продолжительность 3... 15 ч, дневное поступление зерна 2...250 т, использование времени работы комбайнов 22...61 день. При таких разнообразных факторах, приемник зернового вороха, должен обеспечивать бесперебойную работу, т.к. от этого зависят снижение потерь и качество убранного урожая.
Однако валовой сбор урожая во многом зависит от периода уборки и времени работы комбайнов. Тогда коэффициент использования времени уборки устанавливается исходя из отношения
Методы расчета приемника вороха в поточной линии
Рассмотрим условия непрерывности обработки зернокомбайнового вороха при круглосуточной эксплуатации зерносушилки. В таких условиях предварительная обработка не может компенсировать даже суточную неравномерность поступления зернокомбайнового вороха, не говоря уже сезонной. Создать же подсистемы сушки, с таким же резервированием мощности ее, экономически невыгодно, да и технически сложно. Поэтому, после предварительной обработки вороха, влажное зерно, необходимо немедленно реализовать, высушить или хранить, предупреждая его от порчи. Не менее актуальной задачей является снижение пиковых нагрузок на сушильную технику, более равномерного распределения их в течение сезона. Это позволит в значительной степени снизить потребность в дорогостоящей технике, повысить эффективность существующей.
Одним из эффективных методов решения этих задач является организация временного хранения предварительно обработанного урожая на токах хозяйств. Вполне очевидно, что хранение влажного зерна без снижения качества реально лишь при активном вентилировании его подогретым, охлажденным или атмосферным воздухом. Возможны и другие приемы хранения.
Общую потребную емкость активного вентилирования можно рассчитать, используя графики поступления зерна на обработку. Это вызвано, во-первых, тем, что при активном вентилировании хранят зерно, требующее сушки, во вторых, - при вентилировании зерно изменяет свою влажность, т.е. системы активного вентилирования выполняют частично и функцию сушилок. Так известно, что при исходной влажности до 20% зерно в бункере БВ-40А за пять суток вентилирования достигает кондиционной влажности и может храниться затем без вентилирования. Следовательно, работа подсистем временного хранения и сушки зерна должны рассматриваться как единая система. Причем, согласно наших исследований поступление зерна (рис. 4.2), требующего сушки, аппроксимируется графиком в виде трапеции. Основными характеристиками такого графика (рис. 4.9) являются: интенсивность поступления зернокомбайнового вороха qe за периоды времени tj, t2 и t3, соответственно, наращивания, стабилизации и снижения интенсивности уборки при общем времени уборки урожая - t0 = tj + t2 + t3.
Для составления расчетных зависимостей, позволяющих определить связь работы зерносушилки с емкостями активного вентилирования воспользуемся рисунок 4.9: а) до времени t количество поступающего вороха в единицу времени будет меньше производительности сушилок и все зерно будет высушиваться Ф примерно по прямой ОА; б) в период от t до tj, интенсивность поступления вороха будет нарастать, и сушилки, при повышенной влажности очищенного зерна, не смогут обработать весь его объем. Разница в массе очищенного зерна, поступающих и обработанных на сушилках, будет скапливаться в системах активного вентилирования (CAB). При этом количество зерна в них будет увеличиваться по квадратичной параболе в зависимости от времени. По такой же зависимости будет нарастать интенсивность сушки зерна в CAB, так как эта интенсивность прямо пропорциональна количеству зерна в CAB. Следовательно, общая интенсивность сушки будет изменяться по кривой AF;
Расчетный график необходимого соотношения вместимости системы временного хранения урожая и производительности зерносушилки за бесперебойный период ее работы tc в) в период от tj до tn интенсивность поступления вороха на обработку и зернав CAB будет постоянной. Количество скапливающегося зерна в CAB и приращение интенсивности сушки будет изменяться по линейной зависимости FG; г) в период от tn до t0 интенсивность поступления вороха начинает снижаться, а интенсивность сушки будет изменяться по прямой ЄД. В момент времени tn интенсивность сушки зерна и интенсивность поступления вороха будут равны между собой; д) в период от t Iй количество зерна в CAB и интенсивность сушки начинают снижаться, так как производительность сушки превышает интенсивность поступления. После t интенсивность сушки самая минимальная, т.к. интенсивность поступления становится меньше производительности сушилки; е) и, наконец, во время tc, когда все зерно, находящиеся в CAB, будут высушено, процесс доведения зерна до заданной влажности будет закончен.
Исходя из изложенного, вместимость CAB, можно определить. Если qe = fj(t) - функция поступления комбайнового вороха на послеуборочную обработку, q3c+lQ3 — /2(0 функция сушки q3C и предварительно очищенного высушенного Оз зерна, то поступившая, но не прошедшая предварительную очистку масса вороха, может быть определена из уравнения
