автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование процесса сегрегации при инерционном сдвиговом течении зернового вороха в горизонтальном цилиндрическом решете

На правах рукописи

ПАТРИН АЛЕКСЕЙ ВАСИЛЬЕВИЧ

ОБОСНОВАНИЕ ПРОЦЕССА СЕГРЕГАЦИИ ПРИ ИНЕРЦИОННОМ СДВИГОВОМ ТЕЧЕНИИ ЗЕРНОВОГО ВОРОХА В ГОРИЗОНТАЛЬНОМ ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ РЕШЕТЕ

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

НОВОСИБИРСК - 2004

Работа выполнена на кафедре «Сельскохозяйственные машины» Новосибирского государственного аграрного университета.

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент

Медведчиков В.М.

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук Иванов Н.М.

кандидат технических наук,

доцент

Туров А. К.

ОАО «Воронежсельмаш»

Защита диссертации состоится I июля 2004г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.048.01 в Новосибирском государственном аграрном университете (НГАУ).

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять в адрес диссертационного совета: 630039, г. Новосибирск, ул. Добролюбова, 160.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НГАУ.

Автореферат разослан 2004г.

Ученый секретарь диссертационного совета к.т.н., доцент

Гуськов Ю.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Недостаточность и изношенность имеющейся послеуборочной техники, ее несоответствие изменившимся условиям производства обуславливает необходимость коренных изменений в техническом обеспечении и совершенствовании зерноочистительных машин.

Главным направлением научно-исследовательских работ в области послеуборочной обработки является разработка ресурсо-сберегающих технологий и технических средств, конкурентоспособных на внутреннем и внешнем рынках, удовлетворяющих потребности хозяйства, с обеспечением минимальных издержек.

Цель работы: интенсифицировать процесс разделения зернового вороха на основе использования сегрегации частиц в слое.

Объект исследования: процесс разделения зернового вороха при его быстрых инерционных сдвиговых течениях в водопадном режиме горизонтального цилиндрического решета.

Предмет исследования: закономерности процесса сегрегации зернового вороха в горизонтальном цилиндрическом решете.

Научная новизна диссертации:

впервые получены закономерности движения сыпучей среды при принудительном отрыве и свободном падении на вращающуюся поверхность цилиндрического решета при оборотах выше критических;

обоснованы параметры процесса сегрегации частиц при быстрых сдвиговых течениях зернового вороха в работе цилиндрического решета;

• разработан метод количественной оценки энергии сдвигового течения и модель процесса сегрегации частиц сыпучей среды в горизонтальном цилиндре при оборотах выше критических.

Рабочая гипотеза: предположено, что при быстрых инерционных сдвиговых течениях сыпучей среды происходит интенсификация процесса перераспределения частиц в слое.

Практическая значимость: полученные закономерности движения зернового вороха позволяют разработать конструкцию более производительного цилиндрического решета.

Апробация: Основное содержание диссертационной работы докладывалось:

• на 3-х научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов НГАУ в период с 1999 по 2002 годы;

• на конференции молодых ученых СО РАСХН 16 мая 2000 г. Красно-

обск;

• на XI-й международной научно-практической конференции «Научно-технический прогресс в инженерной сфере, машинных технологий и технических средств производства сельскохозяйственной продукции» Москва, ВИМ 9-10 октября 2002г.;

• на международной научно-практической конференции «Механизация и электрификация сельскохозяйственного производства» г. Новосибирск НГАУ, 22-23 апреля 2003 г.;

• на второй научно-практической конференции «Перспективы развития отечественной зерноочистительной техники» г. Воронеж, «Воронежсель-маш», 18-19 марта 2004 г.

Публикации результатов исследований. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 7 печатных работах, включая один патент на изобретение.

Основные положения, выносимые на защиту:

результаты теоретических и экспериментальных исследований параметров движения зерна в горизонтальном вращающемся цилиндре с принудительным отрывом слоя при оборотах выше критических;

полученные закономерности движения сыпучей среды в зоне падения ее на вращающуюся поверхность;

метод определения энергии инерционных сдвиговых течений в горизонтальном вращающемся цилиндре;

модель процесса сегрегации при инерционном сдвиговом течении зернового вороха в горизонтальном цилиндрическом решете.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы, приложений. Она изложена на 180 страницах машинописного текста и 15 страниц приложений.

Задачи исследования:

• оптимизировать движение зернового вороха в горизонтальном цилиндрическом решете, обеспечивающее процесс перераспределения частиц в слое;

определить закономерности движения сыпучей среды в цилиндрическом решете при водопадном режиме с принудительным отрывом частиц и обосновать параметры инерционного сдвигового течения в зоне падения зернового вороха на вращающуюся поверхность;

разработать модель процесса сегрегации зернового вороха в цилиндрическом решете;

• дать технико-экономическую оценку процесса сепарации при использовании быстрых инерционных сдвиговых течений в цилиндрическом решете.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации и ее научная новизна.

В первой главе проведен анализ научных исследований, выполненных ранее по теме работы.

Главной целью настоящей работы является обоснование нового способа сортирования и определение параметров горизонтального быстроходного цилиндрического решета, в котором имеется возможность:

• избавиться от инерционных нагрузок возвратно-поступательного движения;

использовать быстрые сдвиговые течения, как наиболее перспективные для разделения зернового вороха;

• использовать для разделения центробежные силы.

Ранее предложенные быстроходные решета М.Н. Летошневым, В.Е. Фишером, Л.Н. Ерошенко, В.А. Киршиным не удовлетворяют основным требованиям разделения - внутренние устройства (активаторы, скатные доски) перемешивали разделяемый материал, нарушали процесс перераспределения частиц в слое, большие обороты (200-300) затрудняли прохождение частиц через отверстия решет и их перераспределение в слое.

В теории сыпучих сред известны два режима сдвигового движения гранулированных материалов:

- квазистатическое (течение Куэтта), когда частицы движутся, касаясь друг друга (движение зерна на плоском решете);

- быстрое сдвиговое течение, при котором имеет место более низкая концентрация частиц и свободный пробег до встречи с другой частицей.

Быстрое сдвиговое течение имеет место в природе при осыпях горных пород, погрузочно-разгрузочных работах сыпучих материалов, перемещениях по круто наклонным лоткам.

Как показали исследования В.Н. Долгунина, АЛ. Уколова, ВЛ. Борщева, А.Н. Куда при быстрых сдвиговых течениях происходит интенсивный процесс сегрегации частиц по их размерам.

В настоящей работе предлагается использовать быстрое инерционное сдвиговое течение зернового вороха в цилиндрическом решете при оборотах выше критических для интенсификации процесса сепарации зернового вороха (решение о выдаче патента на изобретение МПК 7В07В1/22 от 5.022004 г.) «Способ сортирования сыпучих материалов».

Внутреннее устройство решета представляет собой систему неподвижно установленных лопаток в первой четверти окружности по всей длине цилиндра на различном расстоянии от его поверхности (рис. 1). Назначение каждой лопатки -принудительный отрыв от зернового кольца элементарного слоя зерна. Последовательное размещение лопаток по окружности обеспечивает разный угол отрыва

каждого слоя, свою зону падения и встречи с вращающейся поверхностью решета.

Перемешивание всего объема сыпучей среды отсутствует, так как частицы ключевого компонента могут перемещаться только по орбите своей замкнутой траектории, в то время, как частицам проходной фракции дается свобода перемещения в момент сдвигового течения на нижний энергетический уровень в направлении действия силового поля.

Каждый элементарный слой, снимаемый лопаткой, движется по своей замкнутой траектории, в которой имеет место отрыв зернового слоя — свободное падение — сдвиговое инерционное течение - подъем к лопатке.

В первой главе приведен анализ работ выполненных в области водопадного режима движения сыпучих сред в горизонтально-вращающемся цилиндре, в области быстрых сдвиговых течений и анализ работ, связанных с совершенствованием конструкции цилиндрических решет.

Основы теории водопадного режима движения сыпучей среды в обогатительной промышленности были разработаны Э.В. Девисом,- В.А. Олевским, А.В.Сланевским. Разработкой теории цилиндрических решет и триеров занимались М.Н. Летошнев, Т.Д. Терсков, СМ. Григорьев, М.В. Киреев, МЯ. Резничен-ко и многие другие авторы.

В последнее десятилетие в зарубежных изданиях по теоретической физике и механике Phis." Rev. Lett; Phis. Rev. E.; Phis. Fluids появились десятки теоретических работ, связанных с изучением быстрых гранулированных потоков в инерционных режимах. Впервые такие потоки экспериментально изучали Бэгнольд, Savage и Sayed, Hanes и Jnman, Cambell и Brenner.

В России быстрыми сдвиговыми течениями сыпучих сред занимались Ю.А.Березин, И.В. Ширко, А.В. Семенов, Л.А. Сподарева.

Во второй главе дано обоснование оптимального с точки зрения процесса сегрегации вида движения зернового вороха в цилиндрическом решете.

Получены аналитические выражения для определения параметров движения зерна при принудительном отрыве и оборотах решета выше критических при следующих допущениях:

1. Слой зерна до момента действия лопатки имеет угловую скорость равную скорости решета.

2. Радиус, на котором установлена лопатка, равен радиусу зернового слоя, на который падает зерно.

3. Для определения начальных условий полета слоя применяли феноме-. нологический подход, использовали результаты скоростной съемки. Впереди лопатки образуется зерновой клин в пределах у=15-;-200, изменяющий начальную траекторию полета зерна.

4. Сопротивление воздуха не учитываем, так как воздушный поток вращается вместе с падающим зерном.

Из рисунка 1 видно, что

Vx= W Г COSPo cosy, Vy= W r sinpo cosy

y УлУьЛс 3

Рис. 1. Кинематика движения зерна Уравнение движения зерна в свободном полете для нашего случая опре-

делится

где к =

w2r

g

Y = X ■ tgPc

; К, = К • cos 2у

2 K¡ • г • cos Р о

(2)

Кх - кинематический режим слоя зерна в момент отрыва с учетом отклонения траектории зерновым клином.

Решая уравнение 2 с уравнением окружности

х^у^г-х зша+2г у соэсЮ, (3)

получим с некоторым приближением уравнение, определяющее безразмерные координаты точки падения зерна на окружность

(4)

Переведем полученное значение Х„ в координатные оси центра цилиндра ХОУ; Хм=х„-Хо, определим угол падения p=arcsinXM/r и Y„=r cos р (5)

Скорость в точке падения определяется

Vm = -^(w •г • cosy)2 + 2r • g • (cos P + sin a,), (6)

r (cos p + sin a, )+ (w • г • sin p0 • cos yf

(8)

Относительная касательная скорость (скорость сдвига) во втором квадранте определится

«Л ( х у )

omt ' ок V х ***** " ' * у

где 9 = р - 90г

в третьем квадранте V0Tt=V01( - (-VxcosP + VySinP), в четвертом V^Vo» + (Vxcos02 + VySin92), 02 = 90°- Pi-

Оборачиваемость зернового слоя.

Весь цикл движения зернового слоя после отрыва лопаткой состоит T = tn + tt + t01J

где t„, toi - время движения по параболе в слое по круговой траектории и в относительном сдвиге соответственно.

(10) (П)

(12)

где t^ - время одного оборота цилиндра.

Число циклов за один оборот цилиндра определится

N = l*L.t =

1 -г ' 1об

(15)

Т ' w

Время нахождения зерна в относительном сдвиге, как показала скоростная съемка, на порядок ниже, поэтому можно пренебречь.

Число циклов движения основного компонента зерновой среды зависит в первую очередь от угла установки лопатки <Xi или угла отрыва а, которые взаимосвязаны с углом начала полета зерна

По полученным уравнениям движения элементарного слоя сыпучей среды в горизонтальном вращающемся цилиндре с принудительным отрывом неподвижными лопатками были выполнены расчеты параметров в точке падения на окружность (координат Хм, Ум; угла падения р, Pi; скорости падения VM; ее проекций Vx,Vy; угловой скорости w и тангенциальной скорости Vt, а также относительной тангенциальной скорости VOTt). Кроме того, были определены временные характеристики движения зерновой среды (время движения по круговой траектории t^, время свободного падения по параболической траектории t^ время периода движения слоя зерна Т и число циклов за один оборот цилиндра N).

Все выше перечисленные параметры определялись в функции угла отрыва или угла установки лопатки для разных кинематических

режимов цилиндра К =. 1,3; 1,5; 1,8; 2 и двух диаметров цилиндра di==700 мм и

(12=1000 мм. Результаты расчетов приведены в таблицах приложения и графиках на рисунках.

При принудительном отрыве сыпучей среды от внутренней поверхности горизонтально вращающегося цилиндра угол падения не соответствует трем углам отрыва, как это принято в теории водопадного вида движения при самостоятельном отрыве частиц.

Число циклов N зя 1 об цилиндра г-в,в 2,я 1,76 1,а 1,33 1Л 1,07 г »0,35 3,03 1,S3 1,9 м ЬЗ 1.0»

Угал установки лопался а., гр*д Утя усганоажм попатт о,. град

Рис. 2. Зависимость скорости падения VM, начальной скорости сдвига V^ угловой скорости w, времени падения tn и движения по круговой траектории

tc, периода Т, числа циклов N от угла установки лопатки а1( при К=1,5 — г=0,35 м — г=0,5 м

Абсолютная скорость зерна в момент его падения на поверхность цилиндра увеличивается с увеличением угла установки лопатки и радиуса цилиндра, и мало зависит от кинематического режима цилиндра. Для лопаток, установленных в первом квадранте в интервале К=1,3-;-2 и радиусов г= 0,35 м, г=0,5 м, скорость падения зерна меняется от 3,5 м/с до 5 м/с.

Наибольшая величина тангенциальной относительной скорости падающего потока зерна для всех углов установки лопаток имеет место при кинематическом режиме цилиндра равном К=1,3. Следовательно, данный режим является наиболее выгодным для получения максимального сдвигового течения сыпучей среды.

Число циклов движения сыпучего материала за время одного оборота цилиндра различного для разных слоев, снимаемых лопатками. Для лопаток, установленных от до от горизонтального диаметра цилиндра, сыпучий материал успевает сделать от 2-х до 3-х циклов движения, пока цилиндр повернется на 1 оборот, в то время как для больших углов установки лопаток число циклов совпадает с числом оборотов цилиндра. С увеличением оборо-

тов цилиндра число циклов уменьшается для лопаток и увеличивается с уменьшением диаметра цилиндра.

Предложена модель движения сыпучей среды в зоне падения на вращающуюся поверхность, которая состоит из четырех областей.

Область свободного падения I. Частицы двигаются по параболической траектории, не меняя своего положения относительно других частиц. Рабочие контакты между частицами отсутствуют. Скорость падения максимальная. Величина и направление скорости определяется формулами, полученными в предыдущем разделе. В данной области сыпучая среда, как система, отсутствует (рис. 3).

Предполагаем, что в падающем потоке зерна создается поток воздуха, по скорости равный скорости частиц. Разделение, частиц по парусности не происходит. Мелкие и крупные частицы движутся с одинаковой скоростью.

Область образования сыпучей среды П.

Сыпучее тело образуется за счет реакции опорной поверхности. Возникают наряду с контактами касания, рабочие контакты между частицами, столбчатые структуры, цепочки напряжений, по которым передается реакция опорной поверхности навстречу падающему зерну. Увеличивается число контактов частиц. Сыпучая среда переходит из неустойчивого состояния в более устойчивое, за счет сил трения и столкновения частиц уменьшается скорость падения. Обратно пропорционально увеличивается концентрация сыпучей среды.

Данная область движения характерна тем, что образовавшееся тело сыпучей среды продолжает движение в том же направлении, в котором двигались отдельные частицы, но с меньшей скоростью. На данную область не действуют центробежные силы и силы трения вращающегося цилиндра. Сыпучая среда находится в рыхлом состоянии, а величина ее будет зависеть от загрузки, кинематического режима цилиндра и толщины слоя зерна, снимаемого лопаткой.

Область инерционного сдвигового течения сыпучей среды Ш.

Находится в середине сыпучего тела между слоем зерна, движущемся вместе с поверхностью цилиндра и зерном, поступающим в зону сдвига.

£ Ь0 » Ё

Движущей силой является сила трения. Абсолютная скорость минимальная. Относительная - максимальная, меняется направление движения частиц и их ориентация. Имеет место проскальзывание зерна.

Область IV, в которой сыпучая среда движется вместе с поверхностью цилиндра.

Графический метод определения интенсивности инерционного сдвигового течения сыпучей среды.

Используя теорему Эйлера об изменении количества движения сплошной среды, определим количество движения падающего потока зерна

К=т1Уй+ш2У12+щ1У,п (16)

Момент количества движения относительно центра цилиндра.

(17)

а

Дальнейшее решение задачи выполняем в плоскости- в безразмерных параметрах, приняв количество падающего зерна от каждой лопатки и радиус равным единице

т1=т2=шп= 1; Г1=Г2=Г„= 1; длина цилиндра 1= 1.

получим ХЬо^т,!2 (18)

где Хпцг2 - момент инерции системы,

Р=Р,+Р2+Р3 (19)

Момент количества движения относительно центра цилиндра можно выразить площадью, ограниченной интегральной кривой значения угловой скорости при разных углах отрыва и угловой скорости решета wp.

По оси абсцисс откладывается единичное значение массы зерна. Данный метод удобен для сравнительного анализа энергии сдвигового течения сыпучей среды при различных кинематических режимах вращения и точках падения слоя на поверхность цилиндра.

Модель процесса сегрегации зернового вороха при инерционном, сдвиговом течении в цилиндре.

Пространственную модель сдвигового течения сыпучей среды можно представить в виде системы зерновых решеток из зерен ключевого компонента, расположенных одна над другой и движущихся с различной относительной угловой скоростью по отношению к скорости решета мелкие частицы проваливаются в поровые промежутки зерновых решеток.

В начальный момент положение проходной частицы характеризуется радиус-вектором гф;Ш). После первого цикла движения проходная частица сместится в направлении уменьшения своей энергии на величину

1(р;го)=г(р;1о+Д1)-(р;1о), (20)

Введем безразмерное время N=(1-10)/ и целые значения N обозначим номером цикла.

За N циклов каждая частица получит смещение

где гх(р;К); г(р;1) - радиус вектор, характеризующий положение частицы за N оборотов и время t.

I - вектор смещения проходных частиц за один цикл сдвигового течения зерна.

Плотность вероятностей случайной величины I зависит от свойств проходной фракции и ключевого компонента, характеризуемые коэффициентом А, от координаты нахождения частицы гх, от времени и интенсивности сдвигового течения на данном участке К*

Р=Р(р,г,МАР) (22)

На рисунке 5 дана плоская модель процесса сегрегации зернового вороха в цилиндрическом решете в трех характерных зонах падения зерна.

Величина смещения и положение проходной частицы определится для смещение внутри первого цикла.

Аналогично определяется смещение для 2-го цикла и т.д. При #0,1... материал находится вне объема, в котором идет процесс разделения. Это движение в слое при подъеме к лопатке и свободном падении.

Используя основные положения теории быстрых сдвиговых течений и рисунок 5, перемещение частицы за 1 цикл определится

1Ц=К„ пКеБ А (23)

где вО — межцентровое расстояние между зернами в слое;

К — коэффициент учитывает упаковку в вертикальном направлении. Общее количество элементарных слоев участвующих в сдвиговом течении

(24)

п=Дх/Б +Дв

где Ах - толщина слоя, снимаемого лопаткой;

Дв - количество «возмущенных» элементарных слоев (по Л.Б. Чай ковскому

Число циклов, необходимых для перемещения проходной фракции с поверхности зернового кольца к поверхности решета

N.. =

Дх

Кв,В

где В = пкЪВА,при Дх1=Дх2=Ахп

Время перемещения •

Д X; К „В

Дх.

(25)

В

где - период или продолжительность цикла для каждой лопатки,

определяется по уравнениям 12,13,14.

В третьей главе приведено устройство лабораторной установки, методика проведения опытов и скоростной съемки. Съемка проводилась камерой СКС-1М-16. Число кадров в секунду составляло 1400-5-1600. Время между двумя соседними кадрами составляло

Величина надежности полученных результатов принята равной 0,95. Ошибка результатов находилась в пределах 2а (о - среднеквадратичное отклонение). Число повторностей каждого опыта равно трем. Опыты проводились на решете диаметром 1220 мм.

В четвертой главе определялась экспериментально достоверность параметров движения зерновой среды, полученных в аналитических расчетах по выведенным уравнениям, кроме того, проводилось сравнение теоретических моделей движения с реальным состоянием сыпучей среды во вращающемся цилиндре.

Получены экспериментально зависимости угла падения Р зернового слоя от угла установки лопатки и кинематического режима К.

С помощью скоростной съемки исследовано движение зерна в зоне отрыва лопаткой. Определены скорости и траектории зерен в зоне отрыва и величина угла зернового клина, образующегося впереди лезвия лопатки.

Быстрое инерционное сдвиговое течение изучалось с помощью скоростной съемки в четырех точках при углах падения Р=-30°; Р=15°; р=45°; р=75° и кинематических режимах К=1,5-2.

Результаты дешифровки пленки, приведенные на рисунке 7, доказывают соответствие модели сдвигового течения реальному движению зерновой массы в зоне падения. Время, путь, скорость падения и сдвигового течения приведены в таблицах диссертации.

Экспериментальная проверка процесса разделения зерновой смеси на фракции проводилась на пшенице с различными примесями при нагрузках 1кг/дм2 икинематическихрежимахК=1,3, К=1,7.

На рисунке 9 приведено изменение чистоты фракций.

Вторая серия опытов проводилась с целью определения интенсивности процесса сегрегации частиц зернового вороха. Проходные фракции через 10 с собирались из-под решета и строились графики зависимости коэффициента сепарации от кинематического режима. Результаты приведены на рисунке 8.

В пятой главе определены технологические и конструктивные параметры зерноочистительной машины для предварительной очистки зерна, в

Рис. 7. Кинограмма № 2 Кинематический режим К=1,9 диаметр цилиндра - 1220 мм; угол отрыва а =30°; угол падения Р = 15°; масштаб времени Т^^,00083 с.

которой используется процесс сегрегации зернового вороха при быстрых инерционных сдвиговых течениях зернового вороха. Сравнения проведены с зерноочистительной машиной МС-4,5 при приблизительно одинаковой производительности, металлоемкость предлагаемой машины в 4 раза меньше, удельный расход энергии на обработку 1 т зерна в 1,5 раза ниже, удельная нагрузка на решета в два раза выше, чем у базовой зерноочистительной машины. Габаритные размеры предлагаемой зерноочистительной машины в 2 раза меньше, чем у МС-4,5. Годовая экономия на одну машину составляет 128 380 руб.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основании феноменологического подхода определены параметры зернового слоя в момент отрыва лопаткой и получены аналитические выражения, определяющие закономерности его движения в горизонтальном вращающемся цилиндре с принудительным отрывом слоя при оборотах выше критических. По полученным уравнениям рассчитаны и приведены в таблицах координаты, скорости зерна в точке падения, время падения и движения по круговой траектории, период обращения и число циклов за один оборот цилиндра. Построены графики зависимости перечисленных выше параметров от угла установки лопатки, оборотов и радиуса цилиндра.

Экспериментальная проверка параметров движения зерна в зоне отрыва и падения проводилась при помощи скоростной съемки, обеспечивающей фиксацию положения зерен через »= 610"4.

Результаты расчетов и опыта хорошо согласуются.

2. Движение зерна в зоне отрыва лопаткой характерно образованием впереди лезвия лопатки зернового клина, в котором зерна периодически меняются. Величина угла клина составляет 15-20° и влияет на начальные параметры полета зерен (скорость и угол бросания).

Поворот лопатки относительно касательной точке резания в пределах угла раствора зернового клина не влияет на траекторию полета зерна. у

В зоне отрыва каждый элементарный слой, в зависимости от расстояния его до лопатки, движется со своей скоростью по своей траектории, не пересекаясь с другими. Траектории после отрыва расходятся.

3. Разработана модель движения сыпучей среды при различных углах встречи падающего потока с вращающейся зерновой поверхностью.

Теоретически обосновано и экспериментально доказано наличие в зоне падения четырех характерных областей движения зерна:

- область свободного падения;

- область образования сыпучего тела;

- область инерционного сдвигового течения, толщиной мм, относительная скорость сдвига изменяется от нуля до 3,8 м/с;

- область пассивного слоя зерна вращается вместе с поверхностью решета, в этой области па зерно действует центробежная сила и сила тяжести.

Сыпучая среда в зоне падения движется как жидкость с увеличивающейся вязкостью по мере увеличения концентрации зерен. Имеет место плавное . изменение скорости по величине и направлению, что говорит об отсутствии удара и наличии сухого трения между зернами.

4. Предложен графический метод определения шггенсивности быстрого инерционного сдвигового течения сыпучей среды в цилиндре, позволяющий определить зависимость энергии сдвига от места падения слоя и оборотов цилиндра.

Наибольшая величина энергии сдвига имеет место в четвертом квадранте окружности при оборотах больше критических К = 1,2-^-1,3. При увеличении оборотов и угла установки лопатки энергия сдвигового течения уменьшается.

5. На основе стохастического подхода и нестандартного анализа разработана плоская и пространственная модель сегрегации зернового вороха при инерционных сдвиговых течениях в цилиндрическом решете с водопадным режимом движения, позволяющая дать количественную оценку параметров перераспределения частиц и определить оптимальные режимы работы решета.

6. Экспериментальные исследования показали, что при быстрых инерционных сдвиговых течениях интенсивность выделения примесей, характеризуемая коэффициентом сепарации, в два раза выше, чем у плоских решет и в три раза, чем у простых цилиндрических.

Перераспределение частиц происходит по размерам, абсолютному и удельному весу.

Крупные зерна циркулируют у первой лопатки. По мере удаления к последней лопатке размеры и абсолютный вес зерна уменьшается. Мелкие примеси, дробленое зерно сосредотачиваются у последней лопатки на поверхности цилиндра.

7. Расход мощности на обработку одной тонны зерпа в два раза ниже, чем у плоскорешетных зерноочистительных и составляет 0,7 кВт час/т. Металлоемкость в 5 раз ниже, чем у машины МС-4,5. Годовая экономия на одну машину составляет 128 380 руб.

Публикации. По результатам исследования опубликованы следующие работы.

1. Патрин А.В. Анализ силового поля в горизонтальном вращающемся цилиндре. // Сельское хозяйство Сибири на рубеже веков: итоги и перспективы развития. Материалы конференции ученых СО РАСХН (16 мая 2001 г., Краспообск). 150 с.

2. Патрин А.В. Использование процесса сегрегации при сдвиговых течениях сыпучей среды в работе цилиндрического решета. // Волгоград; Тр. ВГАУ, Материалы юбилейной конференции-Январь 2003 г.

3. Патрин А.В. Выбор оптимального режима движения зернового вороха в горизонтально вращающемся решете. // Механизация с.-х. производства в начале 21 в. Новосибирск, НГАУ, 2001 г. С-103-106.

4. Патрин А.В. Принудительный отрыв и свободное падение сыпучей среды в горизонтально вращающемся цилиндре / Патрин А.В., Патрин В.А. //Механизация и электрификация с.-х. производства. Материалы международной научно-практической конференции. Новосибирск, НГАУ, 2003 г. С-81-86.

5. Патрин А.В. Графический метод определения интенсивности инерционного сдвигового течения сыпучей среды в горизонтально вращающемся цилиндре / Патрин А.В., Патрин В.А //Механизация и электрификация с.-х. производства. Материалы международной научно-практической конференции. Новосибирск, НГАУ, 2003 г. С-70-74.

6. Патрин А.В. Модель процесса сегрегации зернового вороха при инерционных сдвиговых течениях в цилиндрическом решете / Патрин А. В., Патрин В.А. //Механизация и электрификация с.-х. производства. Материалы международной научно-практической конференции. Новосибирск, НГАУ, 2003 г. С-75-80.

7. Патрин А.В. Патент на изобретение «Способ сортирования сыпучих материалов» МПК 7В07В1/22 от 29.05.2002 / Патрин А.В., Патрин В.А.

ПАТРИН АЛЕКСЕИ ВАСИЛЬЕВИЧ

ОБОСНОВАНИЕ ПРОЦЕССА СЕГРЕГАЦИИ ПРИ ИНЕРЦИОННОМ СДВИГОВОМ ТЕЧЕНИИ ЗЕРНОВОГО ВОРОХА В ГОРИЗОНТАЛЬНОМ ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ РЕШЕТЕ

Подписано к печати «12» мая 2004г.

Формат 60x84/16 Тираж 100 экз. Заказ№25

Отпечатано в копировальном центре ИИ НГАУ г. Новосибирск, ул. Никитина, 147 комн.2086

• 1 з 8 40,

ВВЕДЕНИЕ

1. ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. АНАЛИЗ РАБОТ, СВЯЗАННЫХ 7 С ОБЪЕКТОМ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Актуальность и объект исследования

1.2. Анализ работ, связанных с изучением движения сыпучих материалов в цилиндрических барабанах и решетах

1.3. Анализ работ, связанных с совершенствованием конструкции цилиндрических решет

1.4. Анализ работ, связанных с изучением сдвиговых течений сыпучих сред

1.4.1. Послойное движение сыпучих сред

1.4.2. Быстрые сдвиговые течения сыпучих сред

1.4.3. Анализ работ, связанных с изучением процесса сегрегации при быстрых сдвиговых течениях сыпучих сред

Выводы и задачи исследования

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОЦЕССА СЕГРЕГАЦИИ ЗЕРНОВОГО ВОРОХА ПРИ БЫСТРЫХ СДВИГОВЫХ ТЕЧЕНИЯХ В РАБОТЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО РЕШЕТА

2.1 Обоснование оптимального вида движения зернового вороха в цилиндрическом решете

2.2. Принудительный отрыв и свободное падение сыпучей среды в горизонтальном вращающемся цилиндре

2.2.1. Оборачиваемость зернового слоя в цилиндре

2.3. Результаты теоретических расчетов параметров движения зерна в горизонтальном вращающемся цилиндре

2.3.1. Анализ траектории движения зерна после отрыва

2.3.2. Анализ скоростного режима движения зерна в точке падения

2.3.3. Анализ временных характеристик движения зерна во вращающемся цилиндре

2.3.4. Модель движения сыпучей среды в зоне падения

2.4. Графический метод определения интенсивности инерционного сдвигового течения сыпучей среды в горизонтальном вращающемся цилиндре

2.5. Модель процесса сегрегации зернового вороха при инерционных сдвиговых течениях в цилиндрическом решете

Выводы

3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Методика теоретических исследований

3.2. Методика экспериментальных исследований

3.2.1. Устройство лабораторной установки

3.2.2. Определение траектории движения зерна после принудительного отрыва

3.2.3. Методика определения процесса сегрегации зернового вороха

3.2.4. Порядок проведения и достоверность экспериментальных исследований

3.3. Методика скоростной съемки

3.4. Математическая обработка экспериментальных данных '

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ИНЕРЦИОННОГО СДВИГОВОГО ТЕЧЕНИЯ ЗЕРНОВОГО ВОРОХА

В ГОРИЗОНТАЛЬНОМ ВРАЩАЮЩЕМСЯ ЦИЛИНДРЕ

4.1. Условия перехода сыпучей среды во вращающемся цилиндре в водопадный режим движения

4.2. Движения зерна в зоне отрыва

4.3. Результаты экспериментальных исследований по определению параметров движения зерна в зоне падения

4.4. Экспериментальная проверка процесса разделения зерновой смеси на фракции в цилиндрическом решете

5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРЕДЛАГАЕМОГО СПОСОБА СОРТИРОВАНИЯ

5.1. Определение технологических и конструктивных параметров 142 зерноочистительной машины

5.2. Определение мощности, необходимой для работы 145 зерноочистительной машины

5.3. Технико-экономические показатели применения предлагаемой 146 зерноочистительной машины

5.4. Расчет экономической эффективности 147 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 150 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 154 ПРИЛОЖЕНИЯ

Актуальность темы. Изменение государственной политики в отношении сельскохозяйственного производства, смена форм собственности привели к тому, что хранение и послеуборочная обработка урожая выгодна на месте его производства. Это положение стало жизненно необходимым условием выживания зернопроизводителя в условиях рыночной экономики.

Острая недостаточность и изношенность имеющейся послеуборочной техники (срок службы исчерпан у 95 % машин и оборудования) и ее несоответствие изменившимся в корне условиям производства обуславливает необходимость коренных изменений в техническом обеспечении послеуборочной обработки и хранения зерна.

Главным направлением научно исследовательских, опытно конструкторских работ в области механизации послеуборочной обработки и хранения зерна, как отмечает академик Россельхозакадемии В.И. Анискин, является разработка ресурсно-энергосберегающих технологий и технических средств высокого технического уровня, конкурентоспособных на внутреннем и внешнем рынках, удовлетворяющих потребности хозяйств во всем многообразии условий производства, с обеспечением минимальных издержек [4].

Цель работы: интенсифицировать процесс разделения зернового вороха на основе использования сегрегации частиц в слое.

Объект исследования: процесс разделения зернового вороха при его быстрых инерционных сдвиговых течениях в водопадном режиме горизонтального цилиндрического решета.

Предмет исследования: закономерности процесса сегрегации зернового вороха в горизонтальном цилиндрическом решете. Научная новизна диссертации: 1. впервые получены закономерности движения сыпучей среды при принудительном отрыве и свободном падении на вращающуюся поверхность цилиндрического решета при оборотах выше критических;

2. обоснованы параметры процесса сегрегации частиц при быстрых сдвиговых течениях зернового вороха в работе цилиндрического решета;

3. разработан метод количественной оценки энергии сдвигового течения и модель процесса сегрегации частиц сыпучей среды в горизонтальном цилиндре при оборотах выше критических.

Рабочая гипотеза. Предположено, что при быстрых инерционных сдвиговых течениях сыпучей среды происходит интенсификация процесса перераспределения частиц в слое.

Практическая значимость. Полученные закономерности движения зернового вороха позволяют разработать конструкцию более производительного цилиндрического решета.

Апробация. О сновное содержание диссертационной работы докладывалось:

- на 3-х научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов НГАУ в период с 1999 по 2002 годы;

- на конференции молодых ученых СО РАСХН 16 мая 2000 г. Красно-обск;

- на Х1-й международной научно-практической конференции «Научно-технический прогресс в инженерной сфере, машинных технологий и технических средств производства сельскохозяйственной продукции» Москва, ВИМ 9-10 октября 2002г.;

- на международной научно-практической конференции «Механизация и электрификация сельскохозяйственного производства» г. Новосибирск НГАУ, 22-23 апреля 2003 г.;

- на второй научно-практической конференции «Перспективы развития отечественной зерноочистительной техники» г. Воронеж, «Воронеж-сельмаш», 18-19 марта 2004 г.

Публикации. По результатам исследования опубликованы следующие работы.

1. Патрин A.B. Анализ силового поля в горизонтальном вращающемся цилиндре. // Сельское хозяйство Сибири на рубеже веков: итоги и перспективы развития. Материалы конференции ученых СО РАСХН (16 мая 2001 г., Красно-обск). 150 с.

2. Патрин A.B. Использование процесса сегрегации при сдвиговых течениях сыпучей среды в работе цилиндрического решета. // Волгоград; Тр. ВГАУ, Материалы юбилейной конференции — Январь 2003 г.

3. Патрин A.B. Выбор оптимального режима движения зернового вороха в горизонтально вращающемся решете. // Механизация с.-х. производства в начале 21 в. Новосибирск, НГАУ, 2001 г. С-103-106.

4. Патрин A.B. Принудительный отрыв и свободное падение сыпучей среды в горизонтально вращающемся цилиндре / Патрин A.B., Патрин В.А. //Механизация и электрификация с.-х. производства. Материалы международной научно-практической конференции. Новосибирск, НГАУ, 2003 г. С-81-86.

5. Патрин A.B. Графический метод определения интенсивности инерционного сдвигового течения сыпучей среды в горизонтально вращающемся цилиндре / Патрин A.B., Патрин В.А. //Механизация и электрификация с.-х. производства. Материалы международной научно-практической конференции. Новосибирск, НГАУ, 2003 г. С-70-74.

6. Патрин A.B. Модель процесса сегрегации зернового вороха при инерционных сдвиговых течениях в цилиндрическом решете / Патрин A.B., Патрин В.А. //Механизация и электрификация с.-х. производства. Материалы международной научно-практической конференции. Новосибирск, НГАУ, 2003 г. С-75-80.

7. Патрин A.B. Патент на изобретение «Способ сортирования сыпучих материалов» МПК 7В07В1/22 от 29.05.2002 / Патрин A.B., Патрин В.А.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основании феноменологического подхода определены параметры зернового слоя в момент отрыва лопаткой и получены аналитические выражения, определяющие закономерности его движения в горизонтальном вращающемся цилиндре с принудительным отрывом слоя при оборотах выше критических. По полученным уравнениям рассчитаны и приведены в таблицах координаты, скорости зерна в точке падения, время падения и движения по круговой траектории, период обращения и число циклов за один оборот цилиндра. Построены графики зависимости перечисленных выше параметров от угла установки лопатки, оборотов и радиуса цилиндра.

Экспериментальная проверка параметров движения зерна в зоне отрыва и падения проводилась при помощи скоростной съемки, обеспечивающей фиксацию положения зерен через Ti2= 6-10"4.

Результаты расчетов и опыта хорошо согласуются.

2. Движение зерна в зоне отрыва лопаткой характерно образованием впереди лезвия лопатки зернового клина, в котором зерна периодически меняются. Величина угла клина составляет 15-20° и влияет на начальные параметры полета зерен (скорость и угол бросания).

Поворот лопатки относительно касательной точке резания в пределах угла раствора зернового клина не влияет на траекторию полета зерна.

В зоне отрыва каждый элементарный слой, в зависимости от расстояния его до лопатки, движется со своей скоростью по своей траектории, не пересекаясь с другими. Траектории после отрыва расходятся.

3. Разработана модель движения сыпучей среды при различных углах встречи падающего потока с вращающейся зерновой поверхностью.

Теоретически обосновано и экспериментально доказано наличие в зоне падения четырех характерных областей движения зерна:

- область свободного падения;

- область образования сыпучего тела;

- область инерционного сдвигового течения, толщиной 20-К30 мм, относительная скорость сдвига изменяется от нуля до 3,8 м/с;

- область пассивного слоя зерна вращается вместе с поверхностью решета, в этой области на зерно действует центробежная сила и сила тяжести.

Сыпучая среда в зоне падения движется как жидкость с увеличивающейся вязкостью по мере увеличения концентрации зерен. Имеет место плавное изменение скорости по величине и направлению, что говорит об отсутствии удара и наличии сухого трения между зернами.

4. Предложен графический метод определения интенсивности быстрого инерционного сдвигового течения сыпучей среды в цилиндре, позволяющий определить зависимость энергии сдвига от места падения слоя и оборотов цилиндра.

Наибольшая величина энергии сдвига имеет место в четвертом квадранте окружности при оборотах больше критических К = 1,2-^-1,3. При увеличении оборотов и угла установки лопатки энергия сдвигового течения уменьшается.

5. На основе стохастического подхода и нестандартного анализа разработана плоская и пространственная модель сегрегации зернового вороха при инерционных сдвиговых течениях в цилиндрическом решете с водопадным режимом движения, позволяющая дать количественную оценку параметров перераспределения частиц и определить оптимальные режимы работы решета.

6. Экспериментальные показали, что при быстрых инерционных сдвиговых течениях интенсивность выделения примесей, характеризуемая коэффициентом сепарации в два раза выше, чем у плоских решет и в три раза, чем у простых цилиндрических.

Перераспределение частиц происходит по размерам, абсолютному и удельному весу.

Крупные зерна циркулируют у первой лопатки. По мере удаления к последней лопатке размеры и абсолютный вес зерна уменьшается. Мелкие примеси, дробленое зерно сосредотачиваются у последней лопатки на поверхности цилиндра.

7. Расход мощности на обработку одной тонны зерна в два раза ниже, чем у плоскорешетных зерноочистительных и составляет 0,7 кВт час/т. Металлоемкость в 5 раз ниже, чем у машины МС-4,5. Годовая экономия на одну машину составляет 128 380 руб. примеси, дробленое зерно сосредотачиваются у последней лопатки на поверхности цилиндра.

Расход мощности на обработку одной тонны зерна в два раза ниже, чем у плоскорешетных зерноочистительных и составляет 0,7 кВт час/т. Металлоемкость в 5 раз ниже, чем у машины МС-4,5. Годовая экономия на одну машину составляет 128 380 руб.

1. ГОСТ 23728-88 ГОСТ 23730-88 Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки. М, 1988. — 19 с.

2. A.c. 223636 СССР, МПК F 26 В. Сушильно-очистительная установка для сыпучих материалов/ В.А. Патрин, П.Н. Федосеев № 1165390/30-15, Заявлено 16.06.67; Опубл. 02.08.68 //Открытия. Изобретения, 1968.-№24.

3. A.c. положительное решение по заявке № 2002114048/03 Россия, МПК В07В1/22 Способ сортирования сыпучих материалов /В.А. Патрин, A.B. Патрин. Заявлено 29.05.2002.

4. Анискин В.И. Особенности механизации послеуборочной обработки и хранения зерна в условиях рыночной экономики /В.И. Анискин, А.Н. Зюлин //М.Тр.ВИМ- 2002. Т. 141,4-2. С-3-13.

5. Анискин В.И. Механизация послеуборочной обработки зерна и подготовки семян /В.И. Анискин, В.П. Елизаров, А.Н. Зюлин //Техника в сел. хоз-ве 1999. - № 6 - с. 43 - 46.

6. Андреев С.Е. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых / С.Е. Андреев, В.А. Перов, В.В. Зверевич — М.: Недра, 1980. — 415 с.

7. Блехман Й.И. О теории вибрационного разделения сыпучих смесей /И.И. Блехман, В .Я. Хайман //Известия АНССР. Механика, 1965. № 5.

8. Блехман И.И. Движение частицы в колеблющейся среде при наличии сопротивления типа сухого трения /И.И. Блехман, В.В. Гортинский, Г.Е. Птушкина //Известия АНССР, Механика и машиностроение. М, 1963. №4.

9. Блехман И.И. Вибрационное перемещение /И.И. Блехман, Г.Ю. Джанилидзе//М.: Наука, 1964.

10. Березанцев В.Г. Осесимметричная задача теории предельного равновесия сыпучей среды. М, 1952.

11. Буцко В.А. Самосортирование в зерновом слое при вибросепарировании на рифленых поверхностях. Автореф. дис. докт. техн. наук. М, 1984.

12. Буевич Ю.А. О квазистатическом деформировании зернистой среды /Ю.А. Буевич, Д.Е. Дюсембаев, Ш.К. Канбасов //Инженерно-физ. Журн, 1993. Т. 64 - № 2 с.209-216.

13. Бобряков А.П. Сложное нагружение сыпучих материалов с изломами траекторий. Методика и экспериментальные результаты /А.П. Бобряков, А.Ф. Ревуженко //СОРАН. Физ-техн. пробл.

14. Бобряков А.П. О влиянии пористости на внутреннее трение сыпучей среды //СО РАН. Физ.-техн. пробл. разраб. полезн. ископ. Новосибирск, 1997 № 3 - с. 43-53.

15. Барский М.Д. Оптимизация процессов разделения зернистых материалов. М, 1978.

16. Березин Ю.А. Об устойчивости течения Куэтта в гранулированных средах / Ю.А. Березин, Л.А. Сподарева //СО РАН. Прикл. механ. и техн. физ. Новосибирск, 1997. Т-38 № 6.

17. Березин Ю.А. Медленное движение гранулированного слоя по наклонной плоскости /Ю.А. Березин, Л.А. Сподарева //Прикл. механ. и техн. физ. Новосибирск, 1998. Т-39- № 2.

18. Березин Ю.А. Продольные волны в сыпучих средах /Ю.А. Березин, Л.А. Сподарева//Прикл. механ. и техн. физ. Новосибирск, 2001. Т-42- № 2.

19. Беркович И.И. Контактирование дисперсных структур /И.И. Беркович, Ю.И. Морозова //ТГТУ, Тверь, 1998. межвузов, сборник, с. 27-37.

20. Бэгнольд Р. Эксперименты со взвешенной суспензией больших твердых сфер в Ньютоновской жидкости под действием сдвига /Механика гранулированных сред. М, 1985, 59 с.

21. Василенко М.М. Элементы методики математической обработки результатов экспериментальных исследований. М, 1958.

22. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. М, 1973. — 194 с.

23. Валуйский В.Я. Коэффициент внешнего трения в барабанах с высокой степенью наполнения. //Пищевая технология. М, 1965. № 5.

24. Голушкевич С.С. Плоская задача теории равновесия сыпучей среды. М, 1948.

25. Голованов Ю.В. Обзор совершенствования состояния механики быстрых движений гранулированных материалов / Ю.В. Голованов, И.В. Ширко //Механика гранулированных сред. М, 1985.

26. Гортинский В.В. Процессы сепарирования на зерно-перерабатывающих предприятиях /В.В. Гортинский, А.Б. Демской, М.А. Борискин. М, 1980. 303 с.

27. Гортинский В.В. Сортирование сыпучих тел при их послойном движении по ситам //Тр. ВИМ. М, 1964. с. 121-190.

28. Гортинский В.В. Вибрационный скальператор для очистки пшеницы от грубых и крупных примесей. /В.В. Гортинский,

29. A.Ф. Лондарский, А.П. Горшунов, А.И. Крипаков, В.И. Карлаш //Тр. ВНИИЗ. М, 1986, вп № 107. с. 8-15.

30. Григорьев С.М. Графо-аналитическое исследование движения точки по внутренней поверхности вращающегося цилиндра. /С.М. Григорьев, М.В. Киреев, Р.Г. Муллаянов //Записки ЛСХН. Л, 1959. Т.-14.

31. Гениев Г.А. Динамика пластических и сыпучих сред. М, 1972.

32. Долгунин В.Н. Комплексное исследование процесса сегрегации дисперсного материала в движущемся слое /A.A. Уколов, В .Я. Борщев, В.Н. Долгунин //Применение аппаратов порошковой технологии в нар. х-ве. Томск, 1987.

33. Долгунин В.Н. Исследование механизма сегрегации частиц при сдвиговом течении /A.A. Уколов, В.Я. Борщев, В.Н. Долгунин,

34. B.В. Четвертаков //Процессы в зернистых средах. Межвуз. Сб. научн. Трудов. Иваново, 1989.

35. Долгунин В.Н. Моделирование динамики сегрегации в быстром гравитационном потоке зернистых материалов /A.A. Уколов, В.Н. Долгунин, А.Н. Куди, О.О. Иванов //Материалы V научной конф. ТГТУ, Тамбов, 2000.

36. Девис Э. Теория и практика дробления и тонкого измельчения. М, 1932.

37. Доспехов Б.А. Планирование полевого опыта и статическая обработка его данных. М, 1972.

38. Ельцов М.Ю. Методика расчета кинематических, динамических и энергетических параметров шаровых мельниц на основе математической модели многофазного цикла движения мелющей среды. //Автореф. дисс. канд. техн. наук, 1989.

39. Ерошенко Л.Н. Изыскание и исследование высокопроизводительных цилиндрических решет для очистки зерна на зерноочистительно-сушильных пунктах //Автореф. дисс. канд. техн. наук, 1989.

40. Евсеева А.К. Вероятность распределения частиц по толщине слоя по отношению к поверхности вибрационного решета //Применение новейших мат. методов и вычислит, техн. Сб. научн. тр. МИИСП. М, 1981.

41. Жиганков Б.В. Разработка новой техники и технологии переработки зерновых отходов на мукомольном предприятии /Б.В. Жиганков, А.Э. Альтерман, Н.И. Чернышов, О.В. Пометуха, A.B. Комаров, В .А. Горин. Труды ВНИИЗ, 1986 вып. № 107.

42. Зайдель А.Н. Элементарные оценки ошибок измерений. «Наука». Л, 1967. 88 с.

43. Зенков Р.Л. Механика насыпных грузов. М, 1964. 249 с.

44. Зюлин А.Н. теоретические проблемы развития технологий сепарирования зерна. М, 1992. 206 с.

45. Киреев М.В. Об относительной скорости слоя зерна в цилиндрических решетах //Записки ЛСХН, 1962. Т.-88.

46. Кантарович З.Б. Машины химической промышленности. М, 1965.

47. Кремер Е.Б. Одномерная динамическая континуальная модель сыпучей среды //Доклады АНССР, 1989. Т.-309 № 4.

48. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников. М, 1977. 831 с.

49. Колимбас Д. Однородное деформирование сыпучей среды. Теория и эксперимент /Д. Колимбас, C.B. Лавриков, А.Ф. Ревуженко //Прикл. механ. и техн. физика, 1994. № 6.

50. Коротич В.И. Теоретические основы окомковывания железорудных материалов. М. «Металлургия», 1966. 151 с.

51. Колимбас Д. Об одном методе анализа математических моделей сред при сложном нагружении /Д. Колимбас, C.B. Лавриков, А.Ф. Ревуженко //Прикл. механ. и техн. физика. СО РАН, 1999. Т.-40- № 6.

52. Кобринский А.Е. Виброударные системы /А.Е. Кобринский, A.A. Кобринский. М, 1973.

53. Киршин В.Н. Повышение технологической эффективности быстроходного цилиндрического решета на очистке семян льна совершенствованием конструкции и контролем качества очистки. Автореф. дисс. канд. техн. наук. Л, 1991.

54. Кандауров H.H. механика зернистых сред и ее применение в строительстве. М, 1988.

55. Клейн Г.К. Строительная механика сыпучих сред. М, 1977.

56. Касандрова О.Н. Обработка результатов наблюдений. М, 1980.

57. Киселев С.А. Равновесное положение отдельной частицы сыпучего материала на внутренней поверхности гладкого вращающегося барабана /С.А. Киселев, В.Л. Негров // Технологические процессы и оборудование. Труды ТГТУ, Тамбов, 2001. вып № 8.

58. Кукибный A.A. Метательные машины. М, 1964. 195 с.

59. Летошнев М.Н. Сельскохозяйственные машины. М., 1955. 765 с.

60. Летошнев М.Н. О движении зерна внутри горизонтального вращающегося цилиндра //Сб. научн. трудов ЛИМСХ, 1950. вып. № 7.

61. Летошнев М.Н. о применении вращающейся цилиндрической поверхности к очистке и сортированию семян //ЛИМСХ, 1951, 1953. вып. №8, 9.

62. Летошнев М.Н. К методике разложения семенного материала на фракции //Записки ЛСХИ, 1955. T.-l 1.

63. Лопатин А.Г. Центробежное обогащение руд и песков. М, 1987.

64. Лакин Г.Ф. Биометрия. М, 1973. 345 с.

65. Мельников C.B. планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов /C.B. Мельников, В.Р. Алеппсин, П.М. Рощин. Л, 1980. 167 с.

66. Мамчиц Е.К. Предельное напряженное состояние сыпучего тела /Е.К. Мамчиц, А.Ф. Шутылев //Проблемы металлургического производства. Киев, 1990. с. 23-30.

67. Мачихина Л.И. Исследование процесса сепарирования мелкой фракции на цилиндрических решетах с различными диаметрами отверстий /Л.И. Мачихина, Л.В. Чиркова, Г.А. Гриднев, А.Ф. Лондарский //Труды ВНИИЗ, 1986. вып. 107, с. 101-107.

68. Марюта А.Н. К теории движения материала в барабанных мельницах//Известия вузов. «Горный журнал», 1981. вып. № 1, с. 101-107.

69. Макаров В.Н. движение и просеивание зерен в цилиндрическом решете //Известия Иркутского СХИ, вып. №8.

70. Маляров П.В. Исследование работы шаровых мельниц с целью разработки износостойких профилей футировочных плит. Автореф. дисс. канд. техн. наук. Л, 1980.

71. Миронов П.В. Дистортность единство предельности мироздания /П.В. Миронов, Б.А. Богатов, Б.Ф. Зюзин, В.Н. Лотов //Монография. Тверь, ТТТУ, 1999. 192 с.

72. Миронов П.В. Дистортность в механике горных пород. Тверь,1995.

73. Муллаянов Р.Г. Исследования быстроходного цилиндрического решета. Автореф. дисс. канд. техн. наук. JI, 1960. 15 с.

74. Методические указания по исследованию и разработке новой техники для послеуборочной обработке и хранению зерна. ВАСХНИЛ. М, 1983. 50 с.

75. Науменко Ю.В. Режимы движения сыпучего материала в горизонтальном вращающемся цилиндре //Известия вузов. «Горный журнал», 1996. вып. № 2, с. 105-110.

76. Науменко Ю.В. Устойчивость трубчатого слоя деформируемого материала в горизонтальном вращающемся цилиндре //Прикладн. механик, и техн. физика. СО РАН, 2000. Т.-41-№ 1.

77. Нагаев Р.Ф. Механические процессы с повторными затухающими соударениями. М, 1985.

78. Непомнящий Е.А. Кинетика сепарирования зерновых смесей. М,1982.

79. Непомнящий Е.А. К теории самосортирования сыпучих смесей //Известия ЛЭТИ, 1961. вып. 46.

80. Непомнящий Е.А. Математическое описание кинетики процесса сепарирования сыпучих материалов //ВНИИЗ, 1967. вып. № 61-62, с. 59-66.

81. Непомнящий Е.А. Применение теории случайных процессов к определению закономерности сепарирования сыпучих смесей //Тр. ВНИИЗ, 1962. вып. № 42. с. 47-56.

82. Новиков A.A. Кинематика рабочей среды барабанных смесителей с водопадным процессом. Тр. ВНИИ строит, дор. машиностр., 1977. вып. №77, с. 58-64.

83. Норкин С.Б. Элементы вычислительной математики. М, 1963.210с.

84. Осецкий В.М. К вопросу о критическом числе оборотов шаровых мельниц // Сб. научн. тр. МГИ, 1953. вып. № 1.

85. Осецкий В.М. Движение материала во вращающейся трубе с горизонтальной и наклонной осью //Сб. научн. тр. МГИ, 1937. вып. № 3.

86. Олевский В.А. Размольное оборудование обогатительных фабрик. Госгортехиздат, 1963.

87. Патрин A.B. Способ и устройство сортирования сыпучих материалов при быстрых сдвиговых течениях //A.B. Патрин, В.А. Патрин //Технологическое и практическое обеспечение производства продукции растениеводства. М. Тр. ВИМ. Т.-141, 4-2, 2003. с. 143-149.

88. Патрин A.B. Анализ силового поля в горизонтально вращающемся цилиндре //Материалы конф. Молодых ученых СО РАСХН. Новосибирск, 16 мая 2001.

89. Патрин A.B. Выбор оптимального режима движения зернового вороха в горизонтально вращающемся решете // Механ. с.-х. производства в начале XXI в. Новосибирск, 2001. с. 103-106.

90. Патрин A.B. Использование процесса сегрегации при сдвиговых течениях сыпучей среды в работе цилиндрического решета //Волгоград. Тр. ВГАУ. Материалы юбилейной конференции, январь 2003.

91. Покровский Г.И. Центробежное моделирование для решения инженерных задач. М, 1953.

92. Пронин В.А. Влияние параметров гравитационного потока зернистой смеси на ее разделение с использованием эффектов сегрегации /В.А. Пронин, A.A. Романов, A.A. Уколов //Технологические процессы и оборудование. Тамбов, Тр. ТГТУ, 2001. вып. № 8 с. 20-24.

93. Раскин Х.И. Применение методов физической кинетики и задачами вибрационного воздействия на сыпучие среды //Доклады Академии наук СССР, 1975. Т.-220 № 1 с. 54-57.

94. Резниченко М.Я. Цилиндрические барабаны зерноочистительных машин. М, 1964.

95. Рерих К.Э. Движение зерна в триерах //Сов. Мукомолье и хлебопеч., 1929. вып. № 4.

96. Ревуженко А.Ф. Механика упруго-пластических сред и нестандартный анализ. Новосибирск, СО РАН издат. НГУ, 2000. 425 с.

97. Румпганский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. М, 1971. 192 с.

98. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. М, 1976. 269 с.

99. Сланевский A.B. Основы механики сыпучей среды во вращающихся печах и мельницах. Автореф. дисс. докт. техн. наук. С.-П., 1998.39 с.

100. Сланевский A.B. Исследование движения мелющей нагрузки в барабане трубной мельницы /A.B. Сланевский, И.Б. Подъячева //Тр. Гипроцемента, 1968. вып. № 35, с. 161-172.

101. Сланевский A.B. Классификационная схема режимов движения сыпучей среды во вращающемся барабане /A.B. Сланевский, И.И. Лабунина, Л.Г. Бернштейн, A.A. Сланевский //Цемент, 1992 вып. № 3 с. 70-77.

102. ЮЗ.Сланевский A.B. К вопросу выбора оптимального режима работы трубных мельниц /A.B. Сланевский, И.Б. Подъячева //Тр. Гипроцемента, 1966. вып. № 32, с. 30-39.

103. Сланевский A.B. Некоторые вопросы моделирования работы цементных мельниц /A.B. Сланевский, И.З. Вортман //Тр. Гипроцемента, 1971. вып. №38, с. 92-104.

104. Свердлик Г.И. О структуре сечения материала пересыпающегося во вращающемся барабане /Г.И. Свердлик, Г.Г. Григорьев //Изв. вузов. Черная металлургия, 1977. вып. № 8, с. 169-172.

105. Свиридов М.М. Исследование движения сыпучего материала на внутренних устройствах машин с вращающимся барабанами. Автореф. дисс. канд. наук. М, 1976. 13 с.

106. Сподарева JI.A. Стационарное движение слоя сыпучего материала по шероховатой поверхности в инерционном режиме с учетом конечного времени контакта между гранулами //Прикладн. механ. и техн. физика, 1999. Т.-40 № 6 с. 128-132.

107. Ю8.Сэвидж С. Тензор напряжений в потоке гранулированной среды при высоких скоростях сдвига /С. Сэвидж, Д. Джеффри //Механика гранулированных сред. Мир. М, 1985 с.147-169.

108. Сэвидж С. Гравитационное течение несвязных гранулированных материалов в лопатках и каналах /Механика гранулированных сред. Мир. М., 1985 с. 86-147.

109. ПО.Терсков Г.Д. Движение зерен по вращающемуся цилиндру. Сельхозмашина, 1938. вып. № 8, 9.

110. Ш.Терсков Г.Д. Основные закономерности процесса прохождения семян в отверстия решет и ячеек триера //Тр. ЧИМЭСХ, 1969. вып. № 36.

111. Темичев Ф.Н. Исследование первого вида движения сыпучего материала по вращающейся горизонтальной цилиндрической поверхности. Автореф. дисс. канд. техн. наук. Л., 1955. 15 с.

112. Тиц 3.JI. Об эффективности разделения сыпучих смесей //Вести с.-х. науки, 1963 вып. № 2, 3.

113. Трофимов А.В. Исследование движения сыпучих материалов в машинах барабанного типа без внутренних устройств. Автореф. дисс. канд. техн. наук. М, 1973. 16 с.

114. Чайковский Б.И. Исследование некоторых закономерностей послойного трения твердых тел. Автореф. дисс. канд. техн. наук. Одесса, 1964. 21 с.

115. Пб.Ширко И.В. Быстрое течение гранулированной среды из неупругих шероховатых, сферических частиц /И.В. Ширко, А.В. Семенов //Аэрофизика и геокосмические исследования. М., 1984. с. 100-110.

116. Юшкова О.Б. с:3лияние свойств частиц зернистой среды на эффекты их взаимодействия при быстром сдвиговом течении /О.Б. Юшкова, А.Н. Куди //Технологические процессы и оборудование. Тр. ТГТУ, вып. 8, Тамбов, 2001. с. 39-45.

117. Schwarz О.J. Discrete element investigation of stress fluctuation in granular flow at high strain rates /O.J. Schwarz, Y Horie, M. Shearer //Physical rewiew. E, V-57 № 2,1998 c. 2053-2061.

118. Zik O. Rotationally induced Segregation of Granular Materials /О. Zik, Dov Levine, S.G. Lipson, S. Shtrikman, J. Stavans //Phjsical. rew. let. V.-73 № 5 1994. Pp 644-647.

119. Hill K.M. Reversible axial segregation of binary mixtures of granular materials /К.М. Hill, J. Kakalioc //Phjsical. rew. E. V.-73 № 5 1 994. Pp 3 6103613.

120. Campbell S. The stress tensor for simple shear flows of a granular material //J. Fluid Mech. V.-203. Pp. 449-473.

121. Thompson P.A. Granular flow: friction and the dilatancy transition /Р.А. Thompson, S.G. Gary // Phjsical. rew. let. V.-67 № 13 1991. Pp 1751-1754.

122. РОССИЙСКОЕ АГЕНТСТВО ПО ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ (РОСПАТЕНТ)федеральный институт ПРОМЫШЛЕННОЙ СОБСТВЕННОСТИ

123. Бережковская наб., 30, корп. 1, Москва, Г-59, ГСП-5, 123995 Телефон 240 60 15. Телекс 114818 ПДЧ. Факс 243 33 371. На№от 04.08.2003с з vm1. ОТДЕЛ №031. Форма № 01ИЗ-2003

124. Гб30008, г.Новосибирск-8, ул. Московская, И 163, кв.168, В. А. Патрину

125. Наш № 2002114048/03(014896)

126. При переписке просим ссылаться на номер заявки и сообщить дату получения данной корреспонденции1.11. РЕШЕНИЕ О ВЫДАЧЕ

127. ПАТЕНТА НА ИЗОБРЕТЕНИЕ (21) Заявка № 2002114048/03(014896) (22) Дата подачи заявки 29.05.2002

128. Дата начала отсчета срока действия патента. 29.05.2002 (85) Дата перевода международной заявки на национальную фазу

129. Номер первой(ых) (32) Дата подачи первой(ых) (33) Код страны Пунктзаявки(ок) заявки(ок) формулы1.