автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование режимов работы пневмотранспортной системы и параметров тукораспределяющих рабочих органов подкормщика зерновых культур

ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЗдОВАТИЬСКИЛ ИНСТИТУТ МЕХАНИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО АОЗЯХТВА (МЫ)

На правах рукописи

ЧЕРНЯВСКИЙ СЕРГЕИ ВИКТОРОВИЧ

УДК 631. 333-181

ОБОСНОВАНИЕ РЕ5ИДОВ РАБОТЫ ЛНЕВШТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ И ПАРАМЕТРОВ ТУКОРАСПРЗДЕШЩ РАБОЧВД ОРГАНОВ ПОДКОРМКА ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

Специальность 05.20.01 -Механизация сельскохозяйственного производства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1991

Рао'ота выполнена в лаборатории применения минеральных удобрении Всесоюзного ордена Трудового Красного Знамени нау-чно-исоледовательского института механизации сельского хозяйства (£Ш).

Научный руководитель

Баснэкьян Г. А. , кандидат технических наук, старший научный сотрудник

О уициаль ные с ппоненты

Хабатов Р.и. , доктор технических нэук, профессор;

Лихеев А.В., кандидат технических неук, старший научный сотрудник

Ведущее предприятие

Научно-производственное ооьедп-пение по иэиинаи для подготовки и-внесения в почну минеральных удобрении ^НПО П^лТЛЬ'сельхозмаш г. Запорожье).

Ьацпта диссертации состоится з /<? чгсов " г.

на заседании Специализированного совета jl.c2Q.G2.CI по присуждению ученых степеней кандидата и доктора технических наук во Всесоюзном ордена Трудового Красного онамени нзучно-псследо^з-тельскоц институте механизации сельского хозяйства по адресу: 111942 в, Москва, 1-й ¿¡нстптутскии проезд, дои 5.

О диссертацией ыо;.:но ознакомиться в о'иблиотеке

Автореферат разослан "¿^ ¿^¿/каяЛ.&Ыг.

Ученый секретарь Спе циал из прев з пиого сов ет а кандидат технических паук

Л. В. .«¡амедова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из основных факторов повышения уроиайности зерновых культур при интенсивном земледелии является повышение эффективности использования минеральных удобрений при внекорнеЕых подкормках за счет равномерного распределения туков по поверхности поля.

Используемые в хозяйствах па внекорневых подкормках кузовные машины с дисковыми рабочими органами, хотя и отвечают предъявляемым к ним исходным требованиям, однако не приспособлены для работы в условиях интенсивного земледелия. Ширина захвата и равномерность внесения туков дисковыми органами зависит от вида удобрения и дозы внесения. Боковой ветер при скорости 3...5м/с почти вдвое снинает ширину захзата и более чем на 30% повышает неравномерность внесения, что приводит к снижению эффективности удобрений более чем на 2С% и уронайности зерновых культур на 0,3 ...0,5 тонны с гектара.

Перспективным направлением развития и совершенствования машин для поверхностного внесения минеральных удобрений является применение пневмомеханических и пневматических тукораспределяю-щих рабочих органов, обеспечивающих доставку минеральных удобрений к почве равными частями по отдельным закрытым трубопроводам и рассев с перекрытием в зоне внесения.

Таким образом, вопросы, связанные с разработкой тукораспре-делящих рабочих органов, используемых в конструкции машин для ухода за посевами зерновых культур в условиях их интенсивного возделывания актуальны и приобретают определенную научно-практическую ценность.

Язль работы. Обоснование реаимов пневмотранспорта вносимого материала и параметров тукораспрзделяпцих рабочих органов поднор-мщика зерновых культур, обеспечивающих повышение равномерности внесения удобрений.

Объект исследования. Технологический процесс поверхностного внесения минеральных удобрений и разработанные тукорэспределяю-щие рабочие органы в виде кассет эяекторных приемников, двухка-нальных секторных рассеивателей.

Методика исследований. Методика теоретических исследований базировалась на основных пологениях теории гравитационного истечения сыпучих материалов", теории сплошной среды, основных зако-

номерностях пневмотранспорта зернистых материалов с учетом анализа действующих сил и применения метода математического моделирования с программным обеспечением расчета модели на эЗМ.

При экспериментальных исследованиях использовались метод симплекс-планирования проведения опытов, метод Бокса-Уильсона (крутого восхождения), а такне формулы математической статистики для обработки полученных результатов.

Агротехнические показатели процесса внесения удобрений определялись по методике ОСТ 70.7« 1-82.

Технико-экономические показатели определяли по ГОСТ 2405788 и ГОСТ 237 29-88 с использованием отраслевых методических указаний и нормативно-справочных материалов для экономической оценки сельскохозяйственной техники.

Научная новизна. В работе разработаны:

- способ подачи удобрений в канал диффузора энекторного приемника, обеспечивающий наиболее возможный разгон материала по принятой длине диффузора зплоть до скорости транспорта на границе дробления гранул;

- метод создания одинаковых условий для устойчивого транспорта материала во всех трубопроводах открытой многоканальной пневыосистеиы за счет дроселлирования площади поперечного сечения входных воздухеприемных отверстий экекторных приемников пропорционально длине трубопроводов;

- математическая модель процесса разгона гранул вносимого материала по длине канала диффузора энекторного приемника, учитывающая изменение параметров движения потоков воздуха и материала, лх взаимное влияние друг на друга, а также влияние на параметры этих потокое физико-механических свойств материала, стенок канала диффузора и неподвижной воздушной среды;

- способ повышения равномерности распределения удобрений при уменьшении высоты установки рабочих органов над поверхностью рассева путем увеличения ширины захзата каждого рассеивателя за счет установки его секторных каналов с подъемом в сторону выхода материала.

Новизна предложенных решений исполнения рабочих органов подтверждена положительными решениями ВНИИГПЭ по заявкам '£4662870/ 15 (038103), Й4881219/15 (092276), И884332/15 (112386).

Практическую значимость имеют методика инженерного расчета параметров пневмосистемы с учетом условий эксплуатации мэаины и 4

физико-механических свойств применяемых удобрений, а также рекомендации по параметрам тукораспределяющих рабочих органов, использованные НПО НИКТШсельхозмэш при проведении опытно-конструкторских работ по созданию штангового подкорицина зерновых культур (ПШ-21,б).

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на ХУП научной конференции молодых ученых и специалистов ВИМа (г.{а'оскза, 1988г.); на секции Ученого совета ВИЫ (г.Москва, 1991г.); на секции НТС НПО НИКТИМсельхозмаш по машинам для внесения удобрений (г.Запорожье, 1991г.).

Публикации. Основные положения диссертационной работы изложены в трех печатных работах и трех положительных решениях ВНИИГПЭ на выдачу авторского свидетельства на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 166 страницах машинописного текста; включает введение, пять глав, выводы и предложения, II таблиц, 21 рисунок, 18 приложений. Список литературы включает 97 наименований, из них 7 на иностранном языке.

СОДЕЩАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, изложены цель исследования и основные научные положения, выносимые на защиту.

В первой главе - "Состояние вопроса и задачи исследования" сделан аналитический обзор литературы по технологическим схемам многоканальных пневмомеханических и пневматических машин для поверхностного внесения минеральных удобрений. Проведен анализ устройства различных типов тукораспредедяпцих рабочих органов и показателей выполнения ими технологического процесса.

Исследованиями отечественных ученых (С.Д.Сметнев, Б.А.Нефедов, И.А.Буренко, В.А.Прокопенко, Ю.П. Каюшников, Л. К. Лесничий, В. А.Рудобашта) и зарубежных исследователей (Г.Хееге, В.Церес, Г.Деыеш) доказана возможность устранения влияния вида материала, дозы внесения и ветра на ширину захвата и равномерность внесения удобрений дисковыми рабочими органами центробежного типа за счет применения многоканальных тукораспределяюцих рабочих органов, транспортирующих удобрения к зоне внесения по закрытым трубопроводам.

Однако, наряду с приведенными преимуществами перед дисковы-

5

ыи рабочими органами, существующие пневмомеханические к пневматические рабочие органы имеют повышенную энергоемкость выполнения технологического процесса внесения и повышенную, по сравнению с требуемыми нормами на перспективные машины, неравномерность внесения. Эти недостатки пневмомеханических и пневматических, рабочих органов, по-видимому, можно объяснить выбором параметров многопоточной пневыотранспортной системы без учета основной закономерности пневмотранспорта в разветвленной пнев-мосети - движения воздушного потока по пути наименьшего сопротивления. Во Есех существующих многоканальных пневшсистемах трубопроводы рэзной длины имеют одинаковые пролздные сечения, что приводит к неравномерному разделению воздуха, а следовательно, создает различные условия для разгона и транспорта мате-рлэла з разных по длине трубопроводах. Попытки некоторых авторов дроселлировать выходные сечения трубопроводов (Ю.Д.Каашни-ков) приводят к дополнительному повышению энергоемкости процесса внесения и снижению сьорости распределяемого материала, что нежелательно.

Анализ работ у. Г.Вуевэ, А.1!.Дзядзио, Н. П. Кзлинушкина , М.Х.Дорфаана ш пневмотранспорту зернистых материалов в разветвленных системах показывает, что наиболее простым экономичным способом создания одинаковых условий для протекания процесса транспорта материалов в разных по длине трубопроводах общей пневносети является подбор площади поперечного сечения трубопровода пропорционально потерям давления по их длине. Аналогичного эффекта, на наш взгляд, можно достичь в открытых пневшт-ранепортних системах путем подбора площадей поперечного сечения входных воздухоприемных отверстий эжекторных приемников пропорционально длине трубопровода с сохранением режима устойчивого транспорта материала во всех трубопроводах.

Изучение зависимостей для определения показателей транспорта зернистых материалов, описанных в работах Н.Ы. Хлобыстова, В.II.Скорлякова, В. И.Смэглия, Г. К. Абрамовича, И.Гастерштадта показало, что наряду с различными подходами, наибольшей изученностью и приемлимостью закономерностей для участка установившегося движения материала по длине трубопровода, ни одна из зависимостей для участка разгона в канале диффузора приемника не может применяться, из-за принимаемых допущений. В ходе работы дневное ис темы мобильных машин и стационарных установок на участке б

разгона имеет место существенное изменение скорости движения потоков воздуха и материала, а такие действующих на эти потоки сил.

£ первой главе были также проанализированы различные конструкции пассивных рассеивателей, распределяющих вносимые удобрения по пршщипу изменения закономерностей распространения воздушного потока по сечению (сопла) или изменения направления движения материала (отражатели). Технологическое назначение многоканальной пневматической машины предопределяет ее работу в разные сроки вегетации растений, т.е. при различной установке рабочих органов над поверхностью рассева. В этом случае требуемая равномерность распределения удобрений монет быть получена за счет установки секторного рассеивателя с нерегулируемым, заранее обоснованным для разных условий рэбо.ты, подъемом в сторону выхода материала.

По результатам проведенного анализа отечественных и зарубежных работ поставлены следующие задачи исследования:

1. Обоснование режимов работы и параметров узлов пневмосис-темы (эжекторных приемников, трубопроводов), обеспечивающих одинаковые условия устойчивого транспорта гранул вносимого материала по всем трубопроводам независимо от их длины.

2. Разработка методики инженерного расчета параметров пнез-мосистемы в зависимости от условий эксплуатации машины (скорость движения, ширина захвата машины, доза внесения) и физико-механических свойств перемещаемого материала.

3. Исследование и обоснование параметров секторного рассеи-вателя, обеспечивающих необходимую равномерность распределения удобрений во всем диапазоне вносимых доз и высот установки рас-сеивателя.

Во второй главе - "Теоретические предпосылки обоснования режимов работы пневмоеистемы и параметров тукораспределящих рабочих органов" рассмотрено влияние режима транспорта и конструкционных параметров рабочих органов на показатели процесса внесения удобрений.

На основании анализа закономерностей распространения турбулентной струи в эжекторных каналах, описанных в работе Г.Н.Абрамовича, трех зон распространения струи, влияния способа подачи в струю материала и исполнения стенок канала диффузора на процесс разгона гранул обоснован конкретный тип зжекторного приемника, обеспечивзщий наибольший разгон материала по длине диффузора

вплоть до скорости устойчивого транспорта на границе дробления гранул.

Для разработки методики расчета параметров пневиосистемы была составлена математическая модель разгона гранул материала в диффузоре энекторного приешика. Суть модели сводится к следующему.

3'качестве критерия обоснования параметров пневмоеистемы принимается минимум удельной энергоемкости №уз процесса устойчивого транспорта удобрений по трубопроводу наибольшей длины

Муэ

MmCtx min , кВт'с/кг (I)

где Nb - мощность, необходимая для привода вентилятора машины, кВт; tjjMma* ~ наибольшая подача удобрений в трубопровод, кг/с.

Условия устойчивого транспорта материала в трубопроводе выражаются в виде неравенств

lf3 < 1ГМТ < lía , (2)

¿ tyn . (*)

где Ifo - скорость начала завала материала в трубопроводе, и/о; IÍ& - скорость начала дробления материала, м/с; - пропускная способность одного трубопровода, кг/с; - массовая подача удобрений в каадый трубопровод, кг/с.

Из условий устойчивого пневмотранспорта и известных зависимостей теории гравитационного истечения зернистых материалов производится расчет размеров загрузочной горловины экекторного приемника (ширина Вг , длина tr ) в зависимости от условий эксплуатации ааиины (скорость движения lift, , сшрина захвата бр , доза внесения Мм )

Ifo- &Р' ^

где Чг - число трубопроводов пневмосистемы, шт; А^м - коэффициент истечения материалов; - объемная масса материала, кг/м^; § - ускорение свободного падения, и/с^; 1?г - гидравлический радиус отверстия истечения, и.

Средняя скорость №цг истечения гранул материала через выходное сечение А6 (рис. I) загрузочной горловины представляется в следующем "виде

IV = , м/с (5)

энекторного приемника

Составляющие скорости 1Гц потока материала в конце наклонного участка ЦО в проекциях на продольную X и поперечную i оси диффузора эжектора вычисляются интегрированием соответствующих уравнений двиаения гранул при начальных параметрах t0 = О;

IWW¡ Ео =-Нц; Xo=-Ln по формулам

Ли * 1

, м/с

, м/с

где 3<п<£ г - «ь Сой^-г ; (71 - масса гранулы, кг;

(£г - угол наклона плоскости перемещения потока гранул к оси трубопровода, град; ^м - коэффициент внешнего трения гранул.

Составляющие скорости и перемещения потока материала в воздушной струе вдоль осей X , £ через промежутки времени {>Ь определяются численным решением задачи Коши методом Рунге-Кутха с последующим интегрированием по правилу трапеций следующих уравнений движения гранул

flt

= m

9

Начальные параметры при численном интегрировании имеют величины Ifj^lTiei to*0; I^mei r 1Гмх» Xo = 0; ic- 0,35 tiT .

При этом учитывается постоянство плотности воздуха по всей длине участка разгона к транспорта материала, а также баланс количества движения сплошной среды и сил, действующих на воздушную струю в течение времени t=h : объемной силы ¡?ц разности статических напоров в конечном и начальном сечениях струи; объемной силы Ньютона йм оа? сопротивления материала движению струи; поверхностной силы Не сопротивления расширению воздушной струи со стороны неподвижной среды в свободной части-струи; поверхностной силы Rt трения о стенки канала диффузора при движении по нему тукогоздушюй струи.

Массовая подача фм через граничное сечение объема с длиной перемещения гранул за промежуток времени t*h выражается в виде

л Пг m Мм; , . ох

фи = -' ( }

где Иг - число гранул по длине объема струи, шт; If^- средняя скорость движения гранул , м/с.

Параметры воздушной струи (скорость Ifjj, , статическое давление Кщ ) в конечном сечении выделенного объема через время 4>h определяются из преобразованной теоремы Эйлера об изменении количества движения сплошной среди в проекции на ось / и Ю

уравнения Бернулли для граничных сечений этого объема струи

-^^^¿/¿-^¿О-^КиО*^)/^)/! , Па

где ~ соответственно скорость воздуха во входном во-

здухоприемном сечении приемника, в начальном л конечном сечениях промежутка времени t > м/с; ^.Рс^- соответственно площадь поперечного сечения струи в начале и конце промежутка £ , и2; ((сп.Нст^- соответственно статические давления в начале и конце промежутка "Ь , Па; ^т.^т - соответственно площадь контакта и часть периметра струп, соприкасающаяся со стенками трубы, Ьт - коэффициент потерь давления по длине разгона; -соответственно площадь контакта и часть периметра струи, соприкасающаяся с неподвижной воздушной средой, и2; и - длина перемещения гранр материала за время t , м; б* - высота сегментного сечения струи в начале промежутка \ , ы; 1Гм( - скорость потока материала в начале промежутка 1 , м/с; ^стр - коэффициент потерь энергии струи по длине ее перемещения; (1р - угол расширения струи, град.

Во избежание дробления гранул вносимого материала по данным исследования Г.Н.Потапова с учетом соотношения между средней и максимальной скоростями распространения воздушной струи в трубопроводе принимается скорость ^мг устойчивого транспорта материала равной 7м/с.

Последовательным увеличением начального значения скорости воздуха 1?Во во входном сечении ОЕ с последующим численным решением уравнений (7) определяются параметры воздушного потока в конце участка разгона при достижении в этом сечении скорости материала ^мг .

По известным в пнезмотраспорте зернистых материалов форыу-

II

лам определяются энергетические показатели процесса устойчивого транспорта материала по наибольшей длине трубопровода

Нсм= рб^Ьо/2 , Па_

< Иас»&0,«9 - , Па (10)

Í[9 = («CM-Hnc)/HCM

^ N6 = Нси-аь/^О3^ , КВт

Для принятого числа Пг трубопроводов пневыосистемы проводится расчет ее параметров для разных диаметров Йт ее трубопроводов при транспорте материала по максимальной длине трубопровода и максимальной дозе внесения на основании критерия (I) путем сопоставления расчетных данных Nyfl .

Входные параметры экекторного приемника: площадь поперечного сечения воздухоприемного отверстия Fco и скорость воздуха в этом сечении 1Г|)о для трубопроводов другой длины определяется из условия постоянства количества движения на входе в каждый трубопровод

Const , н (Ii)

Ввиду большого объема вычислений по обоснованию параметров пневмосистемы расчет необходимых величин по вышеприведенной модели проводился с помощью ЭВМ "СИ 4-20".

Проверка разработанной ijporpa :л:ы проводилась при следующих исходных данных: виды удобрений- - карбамид, аммиачная селитра, азофоска; Им = 0,1...0,5т/га; дНм = 0,1т/га; 0& = 1,205кг/м5; fu = 1340, 1610, 2014кг/ы3; ^ = 9,81м/с2; 6Г= Üt ; flT = 0,035...0,075м; Ь(1т= 0,01м; dcp = 0,00236; 0,00247; 0,00225м;

Сп « 0,1544; 0,1227; 0,1077м"1; i = h = 0,004с; 0,6; 0,42; 0,48; <ür-« 60°; Км = 0,3; S)b = I,49'I0~V/c; IT», = 50...150м/с; 2м/с ; Ijj = 0,6; Р = 0,12; R = 0,75; S =

0,015; T = 0,072; lía = 2,78м/с; бр = 21,бы.

Зависимости показателей транспорта трех видов удобрений Нуа и параметры приемников , Fco от параметров трубопровода 11т , 12

Ir , dT представлены з виде графиков на рис.2, 3.

ii,3 кбтс itr

3.5

3.0

5.5

2,0

{5

« Г"

sSC-.

—*

0,045 0,055 0,065 (h,M

Рис.2. Зависимость удельной энергоемкости МуЗ пневмотрэспорта удобрений от диаметра 0т труб при их числе Пт .

0 2 4

Рис.3. Зависимость площади Fco входа и скорости воздуха Ufo на входе в эжектор от длины 1т трубы при транспорте (—) аммиачной селитры, (—) карбамида, (-•-) азофоски.

Из рис.2 видно, что наименьшая удельная энергоемкость устойчивого транспорта удобрений гаг трубопроводу максимальной длины будет при его диаметре Йг = 0,045м и числе Пт = 16шт для трех видов удобрений.

Из рис.3 mosho подобрать входные параметры Fto и Mto для любой длины трубопровода пневмосистемы.

На основании анализа существующих конструкций секторных ра-соеивателей, исследований движения матерлаловоздушного потока по трубопроводам разного поперечного сечения, поворотов потока в коленах трубопроводов, а также влияния начального угла вылета туковоздушной струи на дальность полета гранул, описанных в работах исследователей (Г.Вельшоф, И. S.БЛшартас , Л. Ф. Руденко, Ю.Г.Воаик) выбраны следующие параметры секторного рассеизателя и диапазон их изменения (рис.4):

- число п размеры сечения квадратных каналов Пк = 2шт; (lt =

5к = 0,626? Йг , и; гк = 2 6* , t<; h = 2CÎt , м; Х„= Orttj (¿ф)

и* град;

- углы подъема никней стенки каналов и отракатедьных плас-

13

тин ¿с = 10... 30°; <€„=ул = 15...35°;

- углы поворота выходных сечений каналов к оси подводящего трубопровода 9а в 2...10°; 8а = Кк Вп , град; К* = 1...5.

В третьей главе - "Программа и методика экспериментальных исследований" изложены программа, исходные данные, методика проведения опытов и обработки полученных результатов. Описаны экспериментальные установки, оборудование и приборы, используемые при опытах.

Программой экспериментальных исследований предусматривалось проведение следующих видов работ:

1. Выбор и обоснование конкретного исполнения конструкции экекторного приемника.

2. Обоснование режимов работы и параметров узлов пневмосис-темы для разного числа ее трубопроводов при внесении различных видов туков с максимальной дозой внесения.

3. Определение степени суаения площади воздухоприемного се-

чения трубопровода на входе в диффузор приемника и изменения скорости воздуха з этом сечении для трубопроводов разной длины при максимальной дозе внесения.

4. Выбор и обоснование параметров секторного рас с еиз а тел я, обеспечивающих требуемую равномерность внесения удобрений с перекрытием соседних эпюр распределения при минимальной высоте установки рассеивателей от поверхности рассева.

5. Проверка равномерности внесения туков секторным рассеи-вателем при его работе с другими значениями высоты установки, внесении разных видов туков с различными дозами внесения.

6. Проверка равномерности внесения удобрений макетным образцом годкормцпкэ зерновых культур иа базе ПШ-21,6 с новыми тукс-распределяшцими рабочими органами.

Для проведения опытов s стационарных условиях при выполнении п.1...5 программы использовалась лабораторная установка, схема которой представлена на рис. 5.

1

Рис,5. Схема лабораторной установки для проведения экспериментальных исследований: I - источник снатого воздуха; 2,3 -регулировочная аппаратура; 4,5,6,12 - контрольно-измерительная аппаратура для измерения расхода воздуха, перепада давления и скорости воздуха на входе в эжектор и на выходе из трубопровода; 7 - дозатор гравитационного типа; 3 - эжекторный приемник; 9,10 - воздухоподводящии и транспортный трубопроводы; II - рзссеива-тель; 13 - короб с установленными внутри него тукосборниками.

При выборе типа эжекторного приемника скорость распространения воздушного потока определялась непосредственным замером динамического напора в двух сечениях диффузора с интервалом высот 0,005а. Скорость вылета материала определялась по длине полета гранул до пика гиоторгаммы внесения.

Обоснование режимов работы и параметров узлов пневмосисте-мы проводилось при помощи симплекс-планирования эксперимента из условия достижения в центре треугольника симплекса скорости устойчивого транспорта иатериада и разноименных отклононий в вершинах треугольника.

Исследование параметров рассеивателя проводилось по методу Бокса-Уильсона из условия достижения в точке плана выбранных критериев и разноименных отклонений в близлежащих точках.

Показатели равномерности внесения удобрений в полевых- условиях определялись по методике ОСТ 70.7.1-82.

В четвертой главе - "Результаты экспериментальных исследований тукораспределящих рабочих органов и их анализ" приведено описание реального исполнения узлов экспериментальной установки, опытных конструкций рабочих органов, оборудования для регулировки и замера параметров исследуемых процессов с конкретным диапазоном изменения параметров.

Исследование девяти типов энекторных приемников проводилось при следующих параметрах: размеры входного воздухоприемно-го сечения приемника t!©= 0,056м; 60 = 0,01ы; размеры выходного сечения загрузочной горловины приемника Ег = 0,02ы; doe 0,056м; отношение площади входного сечения пр;;екш;а к выходному Fco/Ft = 0,25...0,4; подача материала (аммиачная селитра) (^м = 0,25кг/с; скорость воздуха на входе в приемник 1Г(0 s ЮОм/с. В ходе исследований было достигнуто максимальное значение средней скорости гранул удобрений на выходе из приемника lfn = 9,3м/с при П-м типе приемника в соответствии с принятыми ранее; теоретическими предпосылками.

Обоснование режимов работы и параметров узлов пневмосистемы проводилось при следующем диапазоне их изменения: количество трубопроводов Пт в 12...20шт; дПтв 4шт; диаметр полиэтиленового трубопровода ¿в 0,035...0,065м; л(1т « 0,01ы; отношение площади входного сечения приемника к сечению трубопровода Кл = Fec/Fr в 0,25...0,4; ьКп = 0,05; длина трубопровода if в 0...Юм; л£т = 2ы; скорость воздуха на входе в приемник (^„в 50...150м/с; ül/во = 16

4м/с; подача материала изменялась в зависимости от количества трубопроводов и дозы внесения Мм = 0,1. ..0,5т/га; &Мм = 0,1т/га. Обоснование режимов работы и параметров узлов пневмосистемы по методу симплекс-планирования эксперимента проводилось на аммиачной селитре, а на двух других видах удобрения: карбамиде и азофоске проводилась проверка ренима пневмотранспорта. Определение однородности дисперсий выборок на всех уровнях исследуемых факторов по критерию Кочрена и равнестЕа выборочных средних теоретическим значениям показателей пневмотранспорта удобрений по критерию Стыэдекта при пятипроцентном уровне значимости подтвердила гипотезу об адекватности разработанной модели реальному процессу транспорта туков. (р;;с. 2, 3). Полученные результаты опытов дают основание для разработки методики инженерного расчета параметров пневмосистемы многоканальных ыобилышх маикн на основании представленной ранее математической модели.

Определение показателей равномерности внесения удобрений секторным рэссеивателем и обоснование его параметров проводилось при следующих их значениях: высота установки рабочего органа над поверхностью рассева Кг = 0,4; 0,7м; размеры диффузора и каналов рассеизателя !к = 0,09м; Ьц = 0,02&j; In = 0,056м; угол наклона нижней стенки каналов к горизонту 6с = 10...30°; й£с = 5°; угол наклона отражательной пластины к ншсней стенке каналов к 15...35°; й^п « 5°; углы поворота выходных сечений каналов к продольной оси подводящего трубопровода

0П = 2___10°; 4ß„ = 2°; 9i\ = Кк- 9п ; K« = I... 5. Определение

значений углов рассеивзтеля Ее. , , §п , Зл проводилось на удобрении - аммиачная селитра го критериям длины полета гранул Lq filttK и неравномерности внесения Проверка проце-

сса распределения трех зидов удобрений при обоснованных параметрах тукораспределяющих рабочих органов в разных условиях работы показала, что полученные в результате настоящих исследований тип и параметры рассеизателя обесп&чивают требуемую равномерность внесения ( V не более I%) (табл.).

В пятой главе - "Результаты лабораторно-полевах испытаний макетного образца подкормщика зерновых крьтур" приведены результаты полевой проверки процесса внесения туков макетным образцом на базе машины ПШ-21,ь, оснащенной новыми тукораспределяющими рабочими органами. Опыты проводились по методике ОСТ 70.7.1-82 в ОППХ В1Ш "Каменка" при внесении аммиачной селитры

17

Таблица

показателей внесения удобрений секторным рассеквателем при параметрах рабочих органов Пг = 16ит; & = 0,045м; ¿с ■ 15°; ^п = 20°; 9„= #5 ^ » 24°.

--!-Г

Вид удоб- ¡Доза

рения ¡внесения

I

"м

1 < » ¡т/га

Труба

Показа тел

Дли-

Высота

Кт ,м

Пло-! щадь'

10-

Ширина 6р ,м

И.

I внесения тукоь

Ам.селитра! 0,2

Карбамид | -!-

Ам.селитра! 0,1

Азофоска | 0,5

-!- ! -I-

Аи.селитра} 0,1

-!- \ 0,2

! пх!

Карбамид

-I •

10

О

10

0х -I -

0,4 О',7

0,4 -1-

4,75| -!-

2,5

4,75

2,5

-1-

3,75! 140,6 3,5 ! -!-3,5 3,0 3,5 -!-

120,8 238,9 237,7 145,7 144,6 188,5 104,1

9,5! 6,8 0,145

II,5] 9,5 0,208

23,1! 9,7 0,0©

23,8- 10,0 0,127

21,б! 14,8 0,041

15,11 10,4 0,012

17,2! 9,1 0,036

ш, о' 9,6 0,Г7С

х В длине трубы не учитывается длина разгона гранул.

с дозой Ни.» 0,1; 0,2; 0,5т/га л высотой установки рабочих органов над поверхностью рассева Цт = 0,4; 0,7м. После пересчета полученных гистограмм внесения для какдой дозы были получены следующие показатели внесения удобрений: неравномерность распределения туков на рабочей ширине захвата машины с учетом перекрытия смежных проходов ^з = 12,46... 14,52/0; неравномерность распределения удобрений по-ходу движения машины Уи = 8,46... 9,82%.

Годовой экономический эффект от внедрения полученных результатов исследования на механизированном процессе внекорневых подкормок озимой пшеницы и ячменя с учетом прибавки урода я культур составляет 77Г7руб на одну машину.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ и прщоайшя

I. Наиболее рациональными тукораспределяющими рабочими органами с точки зрения повышения качества внесения удобрений являются открытая пн ев мо транс порт на я система и секторный рассеи-ватель. 18

2. Установлено, что одинаковые условия устойчивой и надежной работы иного канальной пневмотрзнспортной системы мобильных машин можно создать путец подбора площадей поперечного сечения входных воздухопркемнкх отзерстий эжекторних приемннкоз пропорционально длинам трубопроводов в режиме транспорта на границе дробления гранул перемещаемого материала.

3. Докавано, что повышение равномерности распределения удобрений при уменьшении высоты установки рабочих органов, связанного с ростом растений, осуществимо зэ счет подъема секторных каналов и отражательных пластин в сторону выхода материала.

ЭжекторныЙ приемник с вертикальным вводом материала и полуограниченной турбулентной струей в его канале обеспечивает наибольший разгон вносимого материала вплоть до скорости перемещения на границе дробления его гранул.

5. Обоснован режим пневмотранспорта трех видов удобрений по трубопроводам пневмосистемы со скоростью перемещения гранул 7...9м/с и параметры трубопроводов: количество Пг = 16шт; диаметр Рт= 0,045м, обеспечивающие минимальную энергоемкость ус-тойч:Шой работа многоканальной пневмосистемы при максимальной дозе внесения туков.

6. Разработана методика расчета с программным обеспечением на языке "¿ортран-77м, позволяющая определить параметры пневмосистемы в зависимости от условии работы машины и физико-механических свойств вносимого материала.

7. Обоснованы параметры секторного рассеивзтеля, обеспечивающие требуемую равномерность внесения удобрений:количестзо квадратных секторных каналов Пк - 2шт; длина диффузора = 2£1т, и; размеры сечения каналов В* = 0,6267 ¿г, м; угол наклона стенок диффузора к его оси йгс^^-ЬкУ^к), град; наименьший радиус поворота внешней стенки каналов Гк = 2 Вк , м; угол наклона нижней стенки каналов к горизг .'у бс. = 15°; угол наклона отражательной пластины к нижней стенке секторных каналов и угол среза отражательной лластлны = Уп = 20°; углы поворота выходного сечения правого и левого секторных каналов к оси подводящего трубопровода 8П = £Р; 0* = 24°.

Ь. Годовой экономический э^ект от применения подкормцика зерновых культур, оснащенного новыми тукораспределяющими рабочими органами в виде эжекторных приемников с разными площадями поперечного сечения воздухоприемных отверстий и двухкэнальных

19

секторных рассемвателей, составляет ?7Г7руб на одну машину.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Чернявский C.B. Обоснование вместимости бункера юдкоры-щика зерновых культур минеральными удобрениями.-НИ5 Bilii, 1988, вып.71.-С. I0-IL

2. Чернявский C.B. 1С обоснованию параметров эжекторкых приемников штанговых машин для поверхностного внесения минеральных удобрений. Сборник научных трудов, т. 126-М. :В1<Ы, IS9L-C. 132135.

3. Чернявский C.B. исследование секторных распределителей штанговых машин, обеспечивающих равномерное внесение гранулированных минеральных удобрений по ширине захвата агрегата. Сборник научных трудов, т. 126-У. :£1Ы, 1991.-С. 135-136.

4. Чернявский C.B. , Иванов Ю.В. , Баснакьян Т. А. , Голь-цер Я. И. Распределитель высеваемых материалов пневматических штанговых тукоразбрасывателей. А. з.№4662870/15 (038103) приоритет от 20.03. ® (решение о выдаче).

5. Чернявский C.B. Пневматическая сеялка. А. з.№4881219/15 (092276) приоритет от 03.09.90 (решение о выдаче).

6. Чернявский C.B. Распределитель высеваемых материалов пневматических штанговых тукоразбрасывателей. А. з. ¡¿4884332/15 (112386) приоритет от 21. IL90 .(решение о выдаче).

Подписано к печати 20.11.91г. Форм. бум. 60x90 1/16 Объем 1,0 уч.изд.п.л. Тираж 100. Заказ 127.

-Типография Ц01ЖК ШМ-

109428 Москва, 1-й Институтский проезд д.5