автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Обоснование параметров и разработка конструкции многоступенчатого вальцового сепаратора для сортирования семян хвойных пород

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1Л. Исследование влияния процесса сортирования семян на их свойства и качество сеянцев.

1.2. Обзор исследований по очистке и сортированию лесных семян.

1.3. Способы сортирования семян, обзор устройств и конструкций машин.

1.4. Обзор исследований физико-механических свойств обескрыленных семян хвойных пород.

1.5. Цель и задачи исследований.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СОРТИРОВАНИЯ СЕМЯН НА МНОГОСТУПЕНЧАТОМ ВАЛЬЦОВОМ СЕПАРАТОРЕ.

2.1. Обоснование конструкции многоступенчатого вальцового сепаратора.

2.2. Соотношения размеров семян с конструктивными параметрами сепаратора.

2.3. Уравнение движения единичной частицы по рабочему орган}'' сепаратора.

2.4. Уравнение перехода частицы на участок вальца меньшего диаметра.

2.5. Уравнение движения частицы после проваливания в паз (фаза полета).

2.6. Определение конструктивных параметров многоступенчатого вальцового сепаратора.

ВЫВОДЫ.

3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Программа экспериментальных исследований.

3.2. Лабораторная установка и контрольно-измерительные приборы.

3.3. Определение показателя просеваемости сепаратора вальцового типа.

3.4. Определение размерных характеристик семян.

3.5. Определение коэффициентов трения семян хвойных пород.

3.6. Определение конструктивно-технологических параметров сепаратора вальцового типа.

3.7. Методика обработки результатов экспериментальных исследований.

4. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЕМЯН, ИХ ПРИМЕСИ И ОТХОДЫ.

4.1. Изучение размерных характеристик лесных семян.

4.2. Изучение геометрической формы поверхности семян сосны обыкновенной.

4.3. Изучение коэффициентов трения семян хвойных пород по различным поверхностям.

4.4. Изучение массы 1000 штук семян хвойных пород.

4.5. Анализ количества трудноотделимых примесей и отходов в семенах сосны обыкновенной.

4.6. Изучение размерных характеристик трудноотделимых примесей и отходов.

ВЫВОДЫ.

5. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА СОРТИРОВАНИЯ.

5.1. Обоснование длин ступеней вальцов ориентирующе- сортирующего приспособления МВС.

5.2. Влияние угла наклона и частоты вращения рабочего органа на полноту выделения проходовой фракции.

5.3.Влияние удельной производительности на полноту выделения проходовой фракции.

5.4. Производственная проверка высева отсортированных семян сосны обыкновенной.

5.5. Оптимизация процесса сортирования семян.

5.6. Определение формы модели процесса сортирования семян на МВС

5.7. Оптимизация процесса разделения семян.

Актуальность темы. Для выращивания качественного посадочного материала в питомнике необходимо иметь высококондиционные семена. Их получение можно обеспечить путем сортирования на однородные фракции. Для выполнения указанной технологической операции в нашей стране пока нет соответствующих технологий и технических средств.

Первичная очистка и сортирование семян хвойных пород на машинах МОС-1, МОС-1А и других не позволяет обеспечить требуемое качество семян с учетом их фракционного состава. В процессе работы данных машин происходит забивание отверстий решет продуктами разделения, вследствие чего семена значительно травмируются.

В Воронежской государственной лесотехнической академии создана технология: разделение семян на бесступенчатом вальцовом сепараторе. Ее сущность заключается в том, что семенной материал пропускают через определенный зазор между вальцами, получая при этом несколько фракций семян. Однако, данная конструкция имеет существенные недостатки. Из-за неравномерности подачи семян на рабочий орган и неодинакового размерного промежутка между вальцами происходит смешивание фракций семян.

Таким образом, в настоящее время нет достаточно эффективного устройства, способного обеспечить получение качественного семенного материала для последующего высева в питомнике. Поэтому разработка конструкции многоступенчатого вальцового сепаратора для сортирования семян хвойных пород с обоснованными конструктивно-технологическими параметрами является актуальной задачей для отрасли лесного хозяйства. Работа является частью комплексных исследований по кафедральной госбюджетной тематике ВГЛТА «Совершенствование машин для лесовосстановления и рубок ухода в различных типах леса» № 01.960010580 и госбюджетной тематике ВГЛТА ФЦП «Интеграция» № 01.9.70008841. 6

Цель работы - повышение эффективности процесса сортирования семян хвойных пород путем обоснования конструктивно-технологических параметров и разработки конструкции многоступенчатого вальцового сепаратора (МВС).

Объекты исследований - обескрыленные семена сосны обыкновенной, многоступенчатый вальцовый сепаратор.

Предмет исследования - выявление закономерностей процесса сортирования семян хвойных пород на МВС.

Методика исследований. Теоретические исследования базировались на методах дифференциального и интегрального исчисления, математического анализа и прикладной механики. В экспериментальных исследованиях нашли применение: методы многофакторного планирования эксперимента, корреляционного и регрессионного анализа; теория вероятностей и математическая статистика. Экспериментальные исследования проводились в соответствии с ГОСТами и частными методиками. Все вычисления и обработка опытных данных проводились на персональном компьютере с использованием программ Microsoft Excel/97 и STATGRAPAPHICS plus v.2.1.

Научная новизна заключается в получении аналитических зависимостей, позволяющих определять осевую скорость движения частиц по рабочему органу сепаратора, скорость движения частиц после отрыва от вальцов (фаза полета) в целях обоснования длин ступеней вальцов, размещение приемных лотков для качественного разделения семян. Разработаны математические модели, позволяющие выявить закономерности влияния конструктивно-технологических параметров МВС на полноту выделения проходовой фракции семян. А также разработке многоступенчатого вальцового сепаратора, на конструкцию которого получен патент РФ №2170147.

На защиту выносятся следующие положения: технические решения и новая конструкция многоступенчатого вальцового сепаратора (МВС);

- аналитические зависимости для определения осевой скорости движения частиц по рабочей поверхности вальцов, скорости движения частиц после 7 отрыва от рабочего органа сепаратора (фаза полета) в целях обоснования длин ступеней вальцов, зоны размещения приемных лотков для разделения семян; основные показатели физико-механичеких свойств семян сосны обыкновенной, математическая модель, описывающая процесс разделения семян и полноту выделения проходовой фракции от технологических параметров МВС; оптимальные конструктивно-технологические параметры МВС при которых повышается эффективность процесса сортирования лесных семян с минимальными энергопотерями.

Достоверность основных положений и рекомендаций подтверждена положительными результатами лабораторных исследований, а также сходимостью экспериментальных и теоретических данных.

Практическая ценность состоит в том, что в результате проведенных научных исследований разработана конструкция многоступенчатого вальцового сепаратора для сортирования семян хвойных пород, обеспечивающая качественное разделение семян на фракции.

- Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Воронежской государственной лесотехнической академии (1998-2001гг.): Международной научно-практической конференции «Научно-технические проблемы в развитии ресурсосберегающих технологий и оборудования лесного комплекса» (1998г.); Межвузовской научно-практической конференции «Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса» (1999г.); Международной научно-практической конференции «Интеграция фундаментальной науки» (2000г.); Международной научно-практической конференции «Рациональное использование лесных ресурсов» (Йошкар-Ола, 2001г.).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 15 печатных работ, получен патент РФ №2170147

ВЫВОДЫ

1. В исходной партии семян сосны обыкновенной содержатся 1,5.3,23% трудноотделимых примесей и отходов, а остальные чистые семена, имеющие следующие размеры: длина - 3,91мм, ширина - 2,28мм и толщина — 1,39мм. Эти данные необходимы при выборе размерного промежутка между рабочими органами сепаратора в процессе его работы. Кривые распределения размеров семян подчиняются нормальному закону распределения и не имеют зон пересечения, поэтому можно качественно разделять семена на фракции по любому признаку, в нашем случае по толщине.

2. Установлено, что у семян сосны обыкновенной расстояние от заостренного кончика до наибольшего сечения варьирует в пределах 0.54.0.82 мм и они имеют форму асимметричного эллипсоида, что необходимо учитывать при проектировании МВС.

3. Численные значения статических коэффициентов трения семян по различным поверхностям выше, чем динамических, и их величины значительно изменяются от типа поверхности, по которой движутся семена. Коэффициенты трения по капролону и резине наибольшие. Наименьшие значения статических и динамических коэффициентов у стального рабочего органа, обработанного по 8 классу шероховатости поверхности.

4. Масса 1000 штук обескрыленных семян зависит от породы и колеблется (для семян сосны обыкновенной) 7,14.8,03г. Эти данные хорошо согласуются с некоторыми данными литературных источников.

96

5. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА СОРТИРОВАНИЯ

5.1. Обоснование длин ступеней вальцов ориентирующе- сортирующего приспособления МВС

В целях четкого разделения семенной смеси на четыре размерные фракции по толщине вальцы ориентирующе-сортирующего приспособления выполнены многоступенчатыми. На первой ступени ориентирующе-сортирующего приспособления происходит выделение мелких семян с размером 1.1мм, на второй - средних 1.3мм, на третьей - среднекрупных 1.5мм на четвертой крупных семян 1.7мм. В процессе работы многоступенчатого вальцового сепаратора семена двигаются одно за другим и проваливаются в межвальцовое пространство на определенной длине рабочего органа. Поэтому, исходя из теоретических предпосылок были проведены экспериментальные исследования о обоснованию длин ступеней вальцов МВС. На основании предварительных исследований [24, 72] по определению длин ступеней были выбраны следующие параметры многоступенчатых вальцов: 11=0,6.0,651общ.; 12.1г0,1.0Д51общ.

Под каждой ступенью вальцов ориентирующе-сортирующего приспособления установлены перегородки ящика для сбора фракций семян. Причем, каждый отсек ящика был еще разделен перегородками через 0,01м с целью установления прекращения выделения семян каждой из фракций. Частота рабочих органов соответствовала 800 мин 1 , угол наклона составлял 8° относительно горизонтали. Семена были пропущены через многоступенчатый вальцовый сепаратор при этом масса каждого отсека взвешивалась на весах BJ1KT-500. При проведении экспериментальной работы использовались семена сосны обыкновенной (масса навески - 50г). Для подтверждения точности получаемых результатов опыты проводились в трехкратной повторности. Результаты экспериментальных исследований приведены в приложении 6. На

97 основании экспериментальных исследований были построены графические зависимости представленные на рис. 5.1. т,г16

14

12 -10

8 -6 44 -2 -0 + о

Рис. 5.1 К определению оптимальных длин ступеней вальцов ориентирующе-сортирующего приспособления: 1 — первая ступень; 2 - вторая; 3 - третья; 4 - четвертая.

Построенные зависимости определения длин ступеней рабочих органов ориентирующе-сортирующего приспособления позволяют сделать заключение о том, что для качественного проведения процесса сортирования семян сосны обыкновенной на четыре фракции необходимо уменьшать длину участка разделения, Поэтому, длины ступеней вальцов должны находится в пределах: 11=0.58.0,621Общ., Ь,з• -• li=0,8.1,210бщ. Данные рекомендации позволят уже на стадии проектирования определять конструктивные параметры подобного рода устройств для повышения эффективности процесса разделения семян.

98

5.2. Влияние угла наклона и частоты вращения рабочего органа на полноту выделения проходовой фракции

Экспериментальные исследования влияния угла наклона а и частоты вращения п рабочего органа на полноту выделения проходовой фракции семян ^проводили на многоступенчатом вальцовом сепараторе.

По результатам экспериментальных исследований получены зависимости влияния конструктивных параметров технологических параметров сепаратора на полноту выделения прходовой фракции: мелкой, средней, средне-крупной и крупной при различной толщине обрабатываемых семян. о о

Следует отметить, что угол наклона рабочего органа изменялся от 4 до 12 , о с шагом в 2 при помощи механизма подъема. Частота вращения рабочего органа изменялась от 400 мин"1 до 1200 мин"'при помощи трансформатора JIATP-1. Размерный промежуток соответствовал размерам продолговатых отверстий решет и был установлен в соответствии: первая ступень - 0,9 мм, вторая ступень - 1,1 мм, третья ступень - 1,3 мм и четвертая ступень - 1,5 мм. В ходе проведения эксперимента удельная производительность сепаратора поддерживалась равной производительности семяочистительных машин и соответствовала уровню 3,5 кг/ч. В качестве исследуемой породы были взяты семена сосны обыкновенной.

Анализируя полученные зависимости полноты выделения проходовой фракции от угла наклона относительно горизонтали и частоты вращения рабочего органа, которые представлены на рис.5.1, 5.2, 5.3, 5.4 можно сделать следующие выводы.

При угле наклона рабочего органа ориентирующе-сортирующего прио способления а=4 для семян толщиной 1,1 мм (рис. 5.1) кривая полноты выделения проходовой фракции растет от 70,56% до 78%), при этом не наблюдается экстремума функции.

99

Рис. 5.2. Зависимость влияния угла наклона и частоты вращения рабочего органа на полноту выделения проходовой фракции семян толщиной 1,1 мм: 1

ООО о о

- а=4 ; 2 - а=6 ; 3 - а=8 ; 4 - а=10 ; 5 - а=12 . W,%

Рис. 5.3. Зависимость влияния угла наклона и частоты вращения рабочего органа на полноту выделения проходовой фракции семян толщиной 1,3 мм: 1 - а=4; 2 - а=6°; 3 - а=8°; 4 - а= 10°; 5 - а=12°.

101

При угле наклона а=6 с увеличением частоты вращения вальцов п наблюдается увеличение значений от 74,71% до 80,61%. В данном случае наблюдается экстремум функции, приходящийся на частоту вращения /7=1 ООО мин"1. о

Говоря о графике функции при а= 8 , можно отметить следующее, что значения функции достигают значения W равного 85,28% и имеют четко выраженный экстремум при «=900 мин"1.

При <2=10 кривая полноты выделения проходовой фракции увеличивается от показателя 77,36% до 82,25%. Как и в предыдущем случае имеет место экстремум функции, равный значению «=800 мин"1.

Рассматривая график при а=\2 , можно сказать, что с ростом частоты вращения рабочего органа происходит увеличение значений функций от 76,61% до 81,57%, при этом также наблюдается экстремум функции, соответствующий «=800 мин"1. Необходимо отметить, что наличие экстремума функций во всех случаях говорит о том, что при дальнейшем увеличении частоты вращения п рабочего органа значения функции будут уменьшаться.

Рассматривая кривые полноты выделения проходовой фракции семян, толщиной 1,3 мм (рис. 5.2) можно отметить, что данный показатель имеет значение W=99,35%. Так, при угле наклона а=4 происходит рост функции с 74,2% до 92,3%, однако экстремум функции отсутствует. Это указывает на то, что с дальнейшим увеличением частоты вращения рабочего органа « возможно увеличение о значений функции. Примерно такая же картина наблюдается и при угле а= 6 . о

Несколько другой характер носит функция при а= 8 . Значения полноты выделения проходовой фракции достигли наивысшего значения, равного 98,35%, при этом график имеет ярко выраженный экстремум, приходящийся на значение «=800 мин"1. о

Говоря о кривой, соответствующей а=10 нетрудно заметить, что полнота выделения проходовой фракции несколько ниже предыдущего значения и раво на 98,7%. Хотя, как и при угле наклона (а= 10) наблюдается экстремум при

102

1 0 «=900. 1000 мин" . Аналогично, можно сказать и о графике при <2=12 , где экстремум приходится на п—900 мин"1.

Переходя к рассмотрению зависимостей влияния угла наклона а и частоты вращения п рабочего органа на полноту выделения проходовой фракции семян толщиной 1,5 мм (рис.5.3)необходимо отметить, что W соо 1 ставляет 98,16%. При а= 4 с изменением п от 400 до 1200 мин" наблюдается экстремум функции, приходящийся на «=800 мин"1 и равной 82,49%. о

При а=6 значения W выросли до 88,19% и функция имеет оптимум, равный п—800 мин"1. С увеличением угла наклона рабочего органа до <2=8° видно, что функция также имеет экстремум, приходящийся на «=900 мин"1 и соответствует 95,32%. о

Говоря о графике функции при <2=10 можно заметить, что W принимает значения, равные 98,16%) и имеет экстремум, приходящийся на «=800 мин"1. о

При о=12 , значения показателя полноты выделения проходовой фрвкции несколько уменьшаются относительно предыдущего графика о

2=10 ). Однако, как и в предыдущем случае имеет место четко выраженный экстремум функции, приходящийся на значение «=900 мин"1.

Рассматривая зависимости полноты выделения проходовой фракции семян толщиной 1,7 мм от угла наклона а и частоты вращения рабочего органа п можно заметить, что значение ^достигло отметки 99,1%.

При угле наклона а=4 экстремум функции приходится на «=800 мин"1 о о и составляет 80,95%). С изменением угла наклона от <2=4 до <2=6 наблюдается увеличение полноты выделения проходовой фракции до 99,7% с экстремумом «=800 мин"1. При дальнейшем увеличении угла наклона до сс= 8° происходит некоторое падение показателя W, которое составляет 96,21% со значением функции в точке «=800 мин"1.

При угле наклона а= 10 оптимум функции приходится на «=800.900 мин"1 и равняется 95,41%. В свою очередь, максимальный угол наклона ра

103 бочего органа <2=12° соответствует значению W равной 88,69% при экстремуме функции и=800 мин"1.

Таким образом, проведя детальный анализ, полученных зависимостей полноты выделения проходовой фракции можно отметить, что для семян сосны обыкновенной толщиной 1,1 мм при изменении угла наклона а от 6° до 12° происходит плавное уменьшение показателя Щ2.3%>) при любой установленной частоте вращения. Уменьшение угла наклона а ведет к резкому снижению полноты выделения проходовой фракции (6.8%). Аналогичная картина наблюдается и при рассмотрении графика для семян, толщиной, равной 1,3 мм.

С увеличением толщины семян, и изменении угла наклона а с 8° до 12° плавное снижение значений ^сохраняется. Однако, при уменьшении а до 4°.6° наблюдается резкое падение в значениях полноты выделения проходовой фракции, свидетельствующее о том, что дальнейшее уменьшение а будет уменьшать показатель W.

При толщине семян равной 1,7 мм с изменением угла наклона а с 6° до 10° характер плавного снижения (1-3%) значений полноты выделения проходовой фракции остается неизменным, чего нельзя сказать о значениях фракции при а= 4° и о=12° (7-9%).

Поэтому, полученные графики дают представление о том, что оптимальный угол наклона рабочего органа соответствует сс= 8°. При этом угле происходит максимальное выделение проходовой фракции. Кроме того, в рассмотренных случаях кривые имеют четко выраженный экстремум, приходящийся на значения «=800 мин"1.

Таким образом, исходя из вышеизложенного следует, что в процессе проведения экспериментальной работы был правильно выбран интервал изменения исследуемых факторов, влияющих на полноту выделения проходовой фракции семян.

104

5.3.Влияние удельной производительности на полноту выделения проходовой фракции

При исследовании влияния удельной производительности G на полноту выделения проходовой фракции W использовалась методика, изложенная в разделе 3.5. На основании ранее проведенных экспериментальных исследований были определены следующие конструктивно-технологические параметры многоступенчатого вальцового сепаратора: угол наклона механизма равномерной подачи а=6; угол наклона ориентирующе-сортирующего приспособления аор=8; частота вращения рабочего органа й/=800 мин"1; чистота обработки поверхности рабочего органа механизма равномерной подачи и ориентирующе-сортирующего приспособления R: соответствует 8 классу. При проведении экспериментальных исследований классовый промежуток был постоянный и соответствовал размеру 0,2 мм.

Результаты экспериментальных исследований представлены в приложении П.2. Исходя из полученных данных были получены графические зависимости, которые представлены на рис.5.6 и рис.5.7.

Рассматривая зависимость влияния удельной производительности на полноту выделения проходовой фракции семян сосны обыкновенной (рис.5.6, рис.5.7) можно сказать, что наибольшая полнота выделения проходовой фракции приходится на значение удельной производительности, равное 3 кг/час. Так, полнота выделения первой фракции достигает значения W, равное 81,81%, второй - 84,98%), третьей -95,96% и четвертой - 98,08%.

При увеличении удельной производительности до 4 кг/час показатель полноты выделения W снижается и приходится на долю первой фракции семян в размере 78,11%), второй фракции 83,01%, третьей фракции 89,99%» и четвертой фракции 93,17%.

Нетрудно заметить, что при дальнейшем увеличении подачи с 4,5 кг/час до 5кг/час лесосеменного материала на рабочий орган механизма равномерной подачи полнота выделения проходовой фракции значительно снижается.

106 w,% w,%

6)

Рис.5.7. Влияние удельной производительности на полноту выделения проходовой фракции семян толщиной: а) 1,5 мм; б) 1,7 мм.

5.4. Производственная проверка высева отсортированных семян сосны обыкновенной

Результаты исследований, проведенные на многоступенчатом вальцовом сепараторе, показали, что при делении семян хвойных пород получаются четыре фракции: мелкая, средняя, среднекрупная и крупная. Исходя из этого, было выдвинуто предположение о том, что, разделяя семена на фракции по толщине и высевая их в грунт раздельно, при этом дифференцируя норму высева и глубину заделки, можно использовать, как мелкие семена, так и крупные.

Для оценки роста и развития сеянцев из семян сосны обыкновенной различных фракций в апреле 1998 года были произведены научно-производственные посевы (рис.5.1,5.2) в питомнике Подгоренского лесничества Семилукского лесхоза. Посев произведен по каждой фракции семян в такой последовательности: мелкие, средние, среднекрупные и крупные, которые, в свою очередь, разделены на шесть делянок длиной 1м каждая. Для высева семян использовалась лесопитомниковая сеялка СПП-ЗШ, осуществляющая посев в три широкие полосы, при этом глубина заделки семян составила 10 мм, 20 мм и 30 мм. В течении всего вегетационного периода проводили замеры развития и хода роста сеянцев через каждые 10 дней. Визуальная оценка роста и развития сеянцев сосны обыкновенной показала, что количественный состав сеянцев, высеянных на глубину 30 мм был на 60.70% меньше, а при глубине заделки 20 мм на 35. .40% меньше, по сравнению с сеянцами, посаженными на глубину 10 мм. Необходимо отметить, что высота сеянцев, полученных из среднекрупных и крупных семян, была на 15.20%выше, чем из семян мелких и средних фракций.

Данные табл. 3.5 свидетельствуют о том, что в первый месяц после высева семян наблюдается небольшой разброс в росте и высоте сеянцев во всех участках фракций. Однако, коэффициент вариации откалиброванных семян составляет 60% от того же коэффициента контрольных семян. При дальнейшем сроке вегетации разница в высоте сеянцев по всем фракциям меняется незначительно, а коэффициент вариации равен 16. .23%, хотя у контрольных семян он несколько выше.

110

Говоря о начале второго вегетационного периода, важно отметить, что произошли изменения в росте и развитии сеянцев всех делянок, в отличие от замеров, проведенных в последние месяцы первого вегетационного периода. С дальнейшим увеличением срока вегетации высота сеянцев, посаженные отка-либрованными семенами значительно выше, чем у контрольных образцов.

Рис.5.9. Размеры сеянцев сосны обыкновенной из отсортированных семян и исходной партии.

Так, если за первый вегетационный период разница в высоте сеянцев составляла, примерно, 10%, то к концу второго вегетационного периода она уже составляла 20.25%. Для второго года вегетации характерно сглаживание в высоте сеянцев, о чем свидетельствует коэффициент вариации. Нетрудно заметить, что в октябре 1999 года коэффициент вариации отсортированных семян составил 15. 17%, а контрольных образцов в пределах 23%. После выкопки сеянцев в конце второго вегетационного периода были произведены биометри

Ill ческие замеры диаметра корневой шейки, диаметра кроны, диаметра корневой системы, длины надземной части, длины корневой системы. Данные табл. 3.6. показывают, что практически во всех случаях средние значения биометрических параметров сеянцев, полученные из отсортированных семян выше, чем те же показатели контрольных образцов. Наилучшие показатели выявлены у сеянцев среднекрупной и крупной фракций. Так, средний диаметр кроны для этих фракций составляет 19,43 и 16,85 см, диаметр корневой шейки равен 5,61 и 5,15 мм, а для сеянцев из исходной партии семян эти показатели имеют значения 11,57 см и 2,94 мм. Примерно такая же картина наблюдается и по другим показателям. Если говорить о сеянцах из семян мелкой и средней фракций, то они только по некоторым показателям уступают сеянцам, полученные из исходной партии семян.

Рассматривая коэффициенты вариации параметров сеянцев, нетрудно заметить, что наибольший разброс их значений приходится на показатели массы надземной части, хвои и корневой системы. Однако, по всем другим параметрам коэффициенты вариации находятся в пределах среднего значения и свидетельствуют об устойчивой тенденции роста и развития растений.

Таким образом, проведенный анализ данных табл. 3.5, 3.6 и графических зависимостей, позволил сделать закономерные выводы:

- в конце второго вегетационного периода наблюдается усиление в росте и развитии сеянцев;

- наилучший показатель в высоте отмечен у сеянцев, выращенных из семян среднекрупной и крупной фракций, который выше того же показателя контрольного образца на 15. .20%; сортирование семян хвойных пород по размерам (толщине) и высев их раздельно с дифференцированной глубиной заделки позволяет получать более выровненный посадочный материал уже в конце второго вегетационного периода.

112

1. Для вычисления коэффициентов регрессионных уравнений основным методом является метод наименьших квадратов (МНК)

2. МНК обеспечивает такой выбор коэффициентов, что сумма квадратов отклонений исходных данных yj от вычисленных по уравнению является наименьшей, т.е.

3. Выбор именно такого условия объясняется соображениями удобства применения математического аппарата, а также тем, что возведение отклонений в квадрат подчеркивает роль больших отклонений.

4. Метод исключений на первой стадии использует наиболее полное уравнение, включающее все переменные. Рассчитываем уравнение регрессии по критерию Стьюдента при заданном уровне значимости (q=0.05) и определенном числе степеней свободы.

5. Рассмотрим конкретный случай нахождение регрессионной зависимостиyi=f(x},x2); y2=f(xltx2); y3=f(xi,x2); y4=(xi,x2), где у г функция отклика исследуемого объекта;

6. Получение коэффициентов регрессионного уравнения осуществляется на ЭВМ, используя стандартную программу регрессионного уравнения методом наименьших квадратов. В результате было получено 4 регрессионных уравнения.

7. Y.=5 8,9149+0,0249Х]+2,6264Х2-1,5517E-05XiXi-0,l 585Х2Х2+5,4688Е-04XjX2 (5.1)

8. Y2=5,95 76+0,06ЗЗХ1 +15,8296Х2-1,9188Е-05Х)Х 1-0,8766X2X2-0,0027Х.Х2 (5.2)

9. Y3=84,4965+0,0376Xj+0,6574X2-2,8100E-05XiXr0,1910X2X2+5,36228E-04XiX2 (5.3)

10. Y4=85,7432+0,025 lXj+2,0699X2-l,8240E-05XiXr0,2920X2X2+3,54918E-04XX2 (5.4)120

11. Затем проводим оценку значимости коэффициентов ага5 с использованием критерия Стьюдента при уровне значимости q=0.05 и числе степеней свободы/=18.

12. Сравниваем табличное значение критерия Стьюдента Т=2.101 с расчетными значениями, полученными на ЭВМ 78. и оцениваем адекватность модели по критерию Фишера [78] Fma6jt=2.77, а расчетное:

13. F i=10,154 F2=11,624 F3=122,103 F4=143,063

14. В методе исключений модель является адекватной, если FpaC4>Fma6jl , поэтому полученная модель является адекватной исследуемому процессу и все посчитанные коэффициенты значимы.

15. Оптимизация процесса разделения семян

16. Рассмотрим алгоритм, в котором изменение вектора вероятностей р(г) связано с линейной моделью автомата Буша-Мостеллера.1. Р(г+ 1)=тр(г)

17. Под автоматом будем понимать динамическую систему, которая в дискретные моменты времени г=1,2,3., воспринимая на входе сигнал у (г), изменяет свое внутреннее состояние S(r) согласно уравнению S(r) = <Piy(r), S(r-l)., S(0)=S0.

18. Здесь m=AI+(l-A)A(r) матрица | % |,

19. Реализующая преобразования Б-М,121единичная матрица;

20. При вероятности выбора состояний Sp j=l,.M перераспределяются таким образом, чтобы увеличить вероятность появления /-го состояния и уменьшить вероятность остальных состояний. При штрафе вероятности выбора состояний Sj, j=l,2.м, остаются без изменений.

21. Стратегия поиска точки глобального минимума х сводится к следующей последовательности действий.

22. Задаются основные значения вероятностей выбора состояний автомата pj(r) = l/M, j=l,2.M, где Аоо положительное большое число.

23. Согласно распределению вероятностей р(г) генерируется случайное состояние автомата S(r)=Sit, которого из подинтервала хг w/2, Xi+w/2. выбирается значение выхода x(r)=xi(r).

24. В точке xi(r) производится испытание122%

25. Структурная схема алгоритма поиска экстремума функциистохастических автоматов124125 ВЫВОДЫ

26. Для проектной производительности G, равной 3,5 кг/ч. наибольшая полнота выделения проходовой фракции приходится на значения, соответствующие: для первой W=81,81%; второй - 84,98%; третьей - 95,96% и четвертой - 98,08% фракции.

27. Установлено, то при проведении многократного пропуска семян сосны обыкновенной через многоступенчатый вальцовый сепаратор не обнаружено их микротравмирование, о чем свидетельствует показатель всхожести 93%.

28. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МНОГОСТУПЕНЧАТОГО ВАЛЬЦОВОГО СЕПАРАТОРА ДЛЯ СОРТИРОВАНИЯ СЕМЯН ХВОЙНЫХ ПОРОД

29. Описание конструкции многоступенчатого вальцового сепаратора

30. Расчет экономической эффективности применения вальцовогосепаратора

31. Расчет показателей экономической эффективности проводился по стандартной методике ее определения от внедрения нового машины 38, 76.129

32. Исходные данные применяемые при расчете экономической эффективности представлены в табл.6.1.

33. Сменная производительность машины WCM определялась по следующей формуле:1. W -W К тсм " ч^см см >6.1)где W4 производительность машины за один час чистой работы, кг/ч;

34. Ксм коэффициент использования рабочего времени смены, определенный по данным эксперимента;

35. Тсм рабочее время смены, ч (Тсм = 8 ч).

36. Одним из технико-экономических показателей, определяющим количество дней работы машины в году является сезонная выработка машины Wce3,.

37. Лр количество людей, занятых на вспомогательных операциях, чел; Нр - норма выработки на вспомогательной операции за смену, кг.130