автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование технологии и разработка гидропневматической сеялки длямелкосеменных сельскохозяйственных культур

Р Г Б ОД

Г Г:-Ч адям.а5ъ5ъиш-0зсг.г.шицраядш'зпьг. '¿аэвд^тгь адпмдзъБьттъттъ шло-ьтап

М1-ШИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РА АРМЯНСКАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

СЬпцжцф 1>рця(исСрт1 На правах рукописи

иш-ьдм-зтгь <ш<ъ гшАьгеь

СУХУДЯН ВАГЕ РОБЕРТОВИЧ

^ ^пщщтОтЪиц^иШ йгш^шрпуиЬр]! йщОрцЛидпВД иЬрйЬр]) Ь^щши^ВШшшЭД дшЗД! tnЬJuan^nqllШJll Ь}п1!3цд1пряи! и ¿шпршдидП^ ¿¡гийри! Обоснование технологии и разработка гидрошезматичесхой сеялки для мелко семенных сольсжохозяйственкьгс культур

Шш0ц*)2шицр.|п10[1 Ъ 20.01- «О^пццплОтЬиш^иШ шртцлщп^шй ЙЪрЪСи^шдтЛ Ь Л^ЬОшОЬр»

Специальность Б 20.01 - "Механизация ссльскохозяйсхеснного производства и машины"

ЗЬ^ЕВДа^шй (ДпппчуяШЙцф рЫ^Оай-пф шишрйшО Ьгщдйри йайшр

штЬВифтиш^шВ

Автореферат

Диссертации на сЬийгаййе -утекай степени ксидитата технических наук.

ЬрЦщО 1997р. Ереван 1997г

Работа выполнена в Армянсхой сельскохозяйственной академии и научно-цроюеодстаенном объединении "Сельхозмехаизоадня" е рамках выполнения госбюджетной темы 94-81 " Гидрошкзма-гическая сеялка ррл мелкосеменных культу".

Научный руководитель: академик академии сельскохозяйстзснных наук РА, доктор технических наух, профессор Гркгорян Ш.М.

©фшпшшше оппоненты: доктор технических наук, про<^сссор Мурадян Г.Г., кандидат технических наук, доцент Косемян Э. С.

Ведущая организация: Научно - исследовательский институт Ьйехшшзации и здектряфизсщии сельского хозяйства РА.

Зашпа диссертации состоится МЮЛЯ. 1997 г. 5 /¿¿?Дгасов на

заседании ккииагагзлр'озатюго совета 033 по защите диссертаций на соискание укиой степени доктора технических наух при Ар.мянской селзскожхзяйкшеиной ахадгюм по адресу : 375009 г. Ереван, >71. Теряна 74.

С диссертаций можно ознакомиться б библиотеке академии.

Ученый секретарь специализированного совета, профессор СХА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

В технологическом комплексе процессов возделывания сельскохозяйственных Культур важное место занимает операция посева, так как от сю качественного и своевременного выполнения в основном зависит получение гарантированно высоких и устойчивых урожаев.

Существующая современная посевная техника достаточно высоко развита и включает как узко специализированные сеялки для отдельных культур, так и технические средства, обладающие определенной универсальностью. Последнее особенно ценно на современном этапе развития сельскохозяйственного производства, когда в условиях мелкохозяйственного ведения произзодства, шешегося следствием всеобщей приватизации земли, в частности в Республике Армения, каждый собственник стремится избегать атего-профйЯьности машин и иметь одно техническое средство, способное выполнять посев если не всех, то хотя бы большинства сельскохозяйственных

Решение поставленной задачи, как нам ивщтся, заключено в создании принципиально новой конструкции сеалхи, оснозгнной на закономерностях повеления семян сельскохозяйственных культур в водо- воздушной ерзде, первая из которых, не повреждая сети, способна, при истечении из резервуара, вынести своим потоком и донести до гозчзы требует.гое количество семян, с заданной нормой высеза.

Преимуществом такой технологии высева семян, названной пщрелшев-матической, заключается не только в том, что она открывает перспгхшвы для создания универсальных, посевных машин (технология с одинаковым успехом ж»£ет применяться как для мелких, так н средних и крупных семкн), но и в том, что заключает в себе возможность значительного упретдания конструкции йосж'виож) агрегата.

Гидройнеикатический посев особенно высокоэффективным может быть дКйг сегайн мелхоежменных сельскохозяйственных культур, так как дозволит мйынйзйреязйть технологический процесс, до настоящего времени выпойнёемйй вручную. или с применением различных приспособлений, кйто^ые Не удовлетворяют Каким технологическим требованиям процесса, как Качей$о посева, равномерность и норма высева, исключение перерасхода ссМян., Как показывает анализ литературных данных, процесс пщропневмвти-ческого посева изучен недостаточно, имеющиеся исследования носят по сути характер предварительной апробации и нв только не выявляют всей суш явлений, имеющих места при гадропнввматнчесхом посею, но и не выдают необходимых предпосылок для проектирования средств механизации технологического процесса.

Поэтому и исследования, направленные на решение поставленных задач,

обоснование технологии и разработка пщропневматичесхой сеялки для высева

куяьтур.

се?.1ян малхоселжнных сельскохозяйственных культур. Поставленная цел достигнута. решением следующих задач исследований:

-обоснование технологической схемы гидропневматической сеялки для мелко семенных культур;

-выйвяшше характера процесса смешивания семян с жидкостью; -выявления суш явлений, имеющих место в ходе работы гидропневматическо* сеялки и теоретическое обоснование параметров процесса истечения водд ссмснной смеси из отверстий ее резервуара;

-теоретическое обоснование конструктивно-технологических и эксплуатационных параметров гидропнсвматичсской сеялки;

-разработка программы, методики и макетного образца гидрошгевмэткческо* ссялзш для экспериментальных исследований;

-проведение лабораторных экспериментальных исследований по изучении физических свойств семиг основных мелкосеменных культур, оценке достовср-носхн теоретических исследований по определению параметров процесс; истечения смеси из резервуара и уточнению конструктивно-тсхнологичссюсх \ экатуатацнонных параметроз гадропневмосеялки;

-проведение оиьгаю-прощгодстаслшой проверки разра.6оташюй сеялки ( обоснованием его твхшшо-эксплуаташюнных показателей н экономическо;? эффективности.

Научная иозтатта. Обобщены результаты научных исследований ш напросам посева сс^озн. мелкосеменных культур и выявлены общие направления решения задач механизации технологического процесса.

Теорет5;чсскими исследованиями обоснована технологическая схем; гидрошиевмахичсской сеялки, выявлен характер смешивания семян н жидкогп в се резервуаре, обоснованы параметры процесса истечения ъодо-ссмсдао! смаси из рабочего объема машины, найдены конструктивно-технологические I эксплуатационные параметры объекта исследовашм.

Эхсперименгалышми 1 ю ела да п.и игами установлены физические свойств; семян мглкоссмешшх культур, обоснована достоверность теоретически: исследований по изучению закономерностей процесса истечения смеси и: рабочего резервуара сселхи, определены велзгапхы гидраилзгсесюс коэффициентов этого процесса, уточнены конструктивные, технологические 1 зкеплуатацжапзъю параметры гадрояневмо ссялки.

Опьгхно-прошБод'лвешхыми исследованишш выявлены технико-экономичесхио и качественные показатели работы сеялки.

Новизна технических решений подтверждена наличием двух авторсгас сжидетальспз на изобретение.

Обккх ншкдзззндЗ:- Объектом исследований служил макетный о6разе1 разработанной гадропнсЕматической ссялки для мелкосеменных культур Материалом для исследований служили семена табака, амаранта, овощных } зеленых культур, а также трав. Лабораторные и лаборатарно-прошводственнь;(, исследования проводились на кафедре "Сельскохозяйственные машины' Армянсхой сельскохозяйственной академии и в лзртгковам хозяйстве научно-исследовательской шшдаи технических культур МСХ РА.

•'.Метсшжа .исгдсдований. Теоретические исследозгнкя празодилксь с использованием основ науки о механика жидкости, инхвкерксй гаернглкки, теории размерностей и подобия.

Экспериментальные исследования пригодились по Спгдаально разработанным и регламентированным ОСТ-ами методикам. Результаты этих исследований обрабатывались по методам тсорзаг вероятностей, теории планирования экспериментов и основам математической статистики.

результатов исследований осуществлена путем разработки нехедаых требований, технического задания, рабочей и конструкторской дахуксюздки на гидропневматинескую сеялку, которые переданы заказчнху в рамках итдюлнения госбюджетной темы 94-31.

Материалы диссертационной работы переданы СКТБ НИИМЭСХ и приняты последним для использования п процессе проектйрозання и оргглот-защш серийного выпуска аналогичных машин.

Макетный образец сеялки передан Армянской: научно-исследовательской станции технических культур для широких хозяйственных испытаний.

Отдельные положения диссертационной работы приняты инженерным факультетом Армянской сельскохозяйственной академии для использования в ходе преподавания курса "Сельскохозяйственные машины".

Пуйттюппги. Содержание работы опубликовано з трех научных работах, з числе которых два авторских свидетельсхва на изобретают.

Обзем и структура работа. Диссертация изложена на /-эАхканицах текста компьютерного набора, содержит 39 рисунков, 6 таблиц и состоит из ебсдсяия, четырех глав, общих выводов и рекомендаций, четырех прилохкний и списка использованной литературы, лключающего ВО нагалзгованкй.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Й 'первой глпае приведен анализ современного состояния механизации посева сельскохозяйственных культур с выявлением возможности использования существующих сеялок для высева мелких семян, усганозлеиы конструктивные особенности существующих гиДрактгжсхкх, пнезшзтичссщвс и гадропневматичесюк сеялок для мелкосеменных культур, дан обзор теоретических исследований в области гэдгрзглгаси Истечения зглдкостк из резервущт.

В контексте этих вопросов сформулированы цель и задачи ксслгдсзанкя.

Во 'второй главе излонянЫ основные поло:жнкн и результат теорспгчйсклх исследований, гц? кроме обоснования выбора технологической схймы рвЗрабЯ'шваембй еййзше к выявления характера продесса смешивания семян Н ЪЪщкост "!в "ее рабочем резервуаре, в качестве первостепенной сформулирована задача обосновании параметров процесса истечения водо-сеискной смеси из резервуара сеялки. При этом, в качестве осноеных рассмотрены скорость и расход вытекающей смеси.

Для решения поставленной задачи написано уравнение Бернуллн для ссчсяяй 1-1/5-5 на. Ркс. 1.

7а» Уж -8

гда Р*. - давление таза (воздуха) над поверхностью жидкости внутри резервуара, Р„ - атмосферное давление, 7« -удельный вес смеси, - скорость движения жидкости в сечении 1-1, V -скорости, истечения в сечении 5-5, - суммарные потеря напора на геем пути движения смеси, а, и а -коэффициенты Кориолиса для соответствующих сечений, зависящее от степени неравномерности распределения скорости по данному сечению. При решении щшяических задач можно полагать а=а.,= 1.

А-4.-Я.«. 4.1+ .1 №

Рис,1 Сжгма к обосновшпо параметров процесса истечения смеси из резервуара шдропневмазической сешжи.

Из технологической схемы сеялки легко видно что'

Первое слагаемое в (2) представляет собой потйрн напора в наездке (сечение 2-2), размещенной на дне резервуара. Полагаем применять для нашего случая наружного цилиндрического насадка (Рис. 2.3 6) с соблюдением условия 1П>(2+3)(Зд. Потери напора для такого насадка складш.жтся го потерь на вход в насадок и на внезапное расширение сжатой струи внутри насадка, то есть

Ь. --(3)

где обозначения скоростей согласно Рис. 2.36, - коэффициент сопротивления отверстия, N - кскйчйстей ндадох (истекающих отверстий) на да« резервуара.

Согласно уравнения неразрывности стр^г:

л, ~ ' ~ _1£ ~ „ V '/

тар со® , a>f - площади струн в gsztom и выходном сечениях насадка: Es'®-тг

<ЧГ

•-коэффмшйяг сайка ст$>и в квг&дкв. С уютом (4), (3) йадишймвтаадв :

Nv* NvJ

Nv?"

4

"в

(5)

Второе слзгаемос ииртаенки (2) предезавлйвт кз себя потери капора so взвесекесушем потоке, при двнжнии смеси по вертикальному участку 3-3 /4-4. Согласно курсу гадрзвлзки, спи определяется по формзив Дгрса- Вййсбаха:

"V4 Тем ^

Тде 13J) и d3Jl - длина и диаметр туубспровода на участке 3-3 / 4-4 ; рж -плотность непрерывной .фазы ( жидкости) дзуяфазкой коэффициент гаяргклического трскяя взЕюкягес^даго гокжа; vs - cxopoca потока на участке 3-3 / 4-4, которая здазкзп от сксрвйи 'йййййя т2ердо'й фракции одам.

Для определения последней, рассмотрим дазогенкв ссменя даазййром d,. (Рис. 16) в вертикальной трубе диаметром <1ф, 1да на и» действуют ее вес G я сила давления жидкости R. Условием того, что эта частика не будет оседать з трубе, а будет плавать (витать) в жидкости являйся: R=G.

Приняв, что семена шарообразные ( при их малых размерах такое допущение вполне правомерное), для seca шара, находящегося в ззвдкости можно написать:

б

рг - плотность семени, рж - плотность жидкости. Сила дазягапгя жидкости на твердую частицу определяется по вьгражсник

Л=Св№сРж^ (8)

где Сп- коэффициент сопротивления шара, со0 - площадь опорной части шара хй1

равная —, - скорость зтания семян.

Из совместного решения (7) и (8) получзш:

".-ШР

В системах гидротранспорта расчетная скорость потека жидкости да надежного пгрекещегагя твердой фракции,, принимается 1,5-2 раза болыщ скорости яихашгя.

Принимая у3=2у3 и учитывая, что в ¡¡сальных кгзссснссущкх потока: необходимо ззодать поправку з величину Сс для -учета глкяния стенок трубы ] ссссднз1х частнщсемян) на 'скорость витания путем введет« так называемой коозфзщкентга стеснения (Ест.) получим:

С0 ст Ед-2 (10)

После постановки ссотгететвующих выражений з (6) полудам

Третье слагаемое 11а4'5 в вкражетс: (2) есть потери напора на участке *1—-/ 5-5, определяемые из общеизвестного выражения

(12)

4-5 '■Ь

где X - коэффициент шдравл1р;сского тремся в трубопроводе на участке 4-4 5-5.

Подставляя (5), (11) и (12) в (1), получим

Р.. , Ро , ^ | Му?

Ус* Ч 7«,

1 ^

ен „2

МуЛсС^К 28

Нссж некоторых преобразований и учитывая, что

си, со» св.'

(14)

ГДР 6г

■ коэффициент сжатия cipyn в сстязет 5-5, а^ - площадь

сечения струи в сжатой часта сечения 5-5, е>0 - площадь сечения отверстия в

< с а0

сечении э-Ь, —=тт - сгспскь гжатпя струи, юГ плоцеть сечснта ртзсрсугра, о,

получим выражение для расчета скорости кпсчяшв! смеси кз уезервугра сеялки:

v = ф

Р -р 4SN Крт-рж) + рД » 0 з d^C^E'

2

ст /

Nl+Я'

J«J

(15)

где <р - коэффициент скорости; р - объемная коидглтрадкя смякн; рт и -плотности соответственно семян и еоды.

Расход жидкости (смеси), выходящей за отверстия, находки по формуле

Ов««^ (16)

Имея в виду, что и додстги® в (36) згхг'яяйк V ггз (15), пплучйм

Обозначзгв jx0 = s3tp =

Встает '

3

(18)

,ен У N

гае д, - коэффшшснт расхода, получим выражения дай расчета ©гдаг-гкны расхода смеси:

Qscr =

2N

F---P.

1+>.

(19)

d4-SKl

Важйейшим этапом прйгагаш га основу той или шей технологии протекания конкретного тсхнолсгачсского продасса и Ероекпдгавакки средств механизации зля его реализации, являлся обоснованна конлрукшгных, технологических и эксплуатационных хгараг.етроз этих техшпжских ертдета.

Воспользовавшись общепринятым «гределанксм производительности сельскохозяйственного агрегата, для секувдгазй проготодсюшяхяи пневмогидросеялки можем написать:

Л^-Ву^Ь^У,, (20)

где В - ширина захвата агрегата, у„ - скорость дншяшя егрегата, Ь -ширнкг междурядаш при полевом посеве и рядка - при пзршжовом посеве, г^ количество высеваемых рядов.

Площадь, высеваемая агрегатом за время т будет

С учетом (20) будем иметь

5=Ъзугмт (22)

Из определения нормы выреза (с^ можно написать

где О, - масса, выссажмых семян.

Решая совмесяно (22) и (23), получим

т= (24)

Из опредгйенкя объемной концентрации двухфазной системы имеем

(25)

тар р - объемная концентрация двухфазной системы жидкость - семена, масса жидкости в резервуаре ссяяхн, откуда:

Подстазиа (26) в (24) пелу-пгм

. пп

Осдакзчив объем резервуара сеялхи через <2,, а объем жидкости в нем -о,, мозккм нарисать

<з,-0л-ап»т. (28)

о

где г^ - коэффициент заполнения объема резервуара жидкостью (ту= ),

р

- удельный вес жидкости.

С учетом (28), (27) напишем в ввде :

Обозначив расход жидкости из резервуара сеялки через и учитывая, чхо это есть величина нстокасмого из резервуара объема жидкости за сдиющу времени, можем написать:

(30)

где ^ - Бремя опорожнения резервуара.

Очевидно, что при посеве семян с помощью гидросеялки, важнейшим условием ее работы является р е.четво х = ть поэтому :

Ое.- *».и,Т, (31)

Из (31) окончательно получим:

- РЪгстУ*

Уи~ЧсЬя„Уи(1-р) (32)

Таким образом, на основанта! теоретикепсгх гьпоадок устснсзлена взаимосвязь конструктивных ( В,Ь,п,, ()р), технологических (пС1 Ос, р, Ож, уЖ1

0. и О^) и эксплуатационных (\УС, Э, -с, \'м) параметров шкгдаопшрагличгсхой сеялки-для "посева мелкосеменных сельскохозяйственных культур.

В тргПг£Й_саиаг диссертации приведено описание к принципы работы макетного образца разработанной гилропнежа'пгкекой сеялки, использованного в ходе лабораторных к спьтгэ-цвоизводстзсшшх экспериментальных исследований.

В соответствии с поставленными в настояхщй работе з'злзлдали была предусмотрена реализация нижгследуквдгго сяжз экспгргпяиталышх исследований:

1. определение физических сгойстз семян основных юлхосензигух культур, посев большинства которых существующетш сеялками ке осупк'стзяггтсл;

2. . оценка достоверности результата теоретических исследований: по определению параметров процесса кстсчснзгя водо-секснксй смеси га резервуара пгдропневматической сеялки с определением хнцрзвзхичгезгия коэффициентов;

3. экспериментальное уточнение хожярукв&ко - зехкатопгсгских л эксплуатационных параметров сеялки;

4. опьпно-производстзешшя проверка сеялки с обошогаккм ез технико-эксплуатационных показателей.

Лабораторные и лабораторно-цродззодетвенныг зкепгрикгнтальныг исследования проводились в лабораториях кафедры сельскохозяйспЕгшшх машин Армянской с/х академии и таучно-ксследовательсксй станшш технических культур МСХ РА:

Объектом исследований служил макетный образец пиропнешатачгской сеялки, новизна технических решений двух вариантов которой защищена авторскими свидетельствами на изобретешь.

Материалом для исследований слуйпли йаггка : табака сортйспхов Самсун и Юбилейный; аиаракга - еггтлого и темного; овощей - базеийайы, Жрец И 1оматы; зеленых кулыур - -петрушка 'и 'укроп; трйкйых ку.&т^'р -люцерна Я клевер однолетний.

Обработка реззякпйга э^сперж&нтальных иссждсгагай продалась методами математзгйескбй статийики, поззолзпашпа! с высохой достоверностью оценить гюлуЧгннкз даяиьге.

В четвертой глета работы приводаггея анализ результатов экспериментальных исследований. Основным результатом первого параграфа 2У главы диссертации являются сводный показатели физических свойств семян мелкосеменных культур, приведенные в табл. 1.

Процесс гидропневматаческого посева семян в значительной степени зависит от их таких физических свойств, какими являются плавучесть я гигроскопичность. Обеими этими свойствами обусловлена эффекпшгость емгшивания массы семян с водой, от чего зависит равномерность высева.

Сводная таблица физических свойств семяа мелкосеменных культур Табл. 1

Физнческаё езоисгеа Наименование культур

Табак 'Табак Амарант Амарант Люцер- Клезер

Саксув Юби- светлый темтадт на одаолет.

лейный

Лидештке размеры, мм

длина 0.5 0.6 1.3 1.2 -

шгоааа - - 1.0 0.9 - -

толщЕша - - 0.7 0.6 1.1 1.0

драметр 0.3 0.5 - - 2.1 1.8

Объемная масса хг/м^ 0.788 0.802 0.877 0.855 0.962 0.841

Плотность {удельная 5 1.Ь1 1.15 1.24 1.22 1.21 1.27

масса кг/м*)

Масса 1000 зёрен, гр 0.2 0.22 0.84 0.73 2.7 2.2

Форма зарен Элид- Элпд- Шар Шар Деск Дпсх

соад соид

Рис. 2 Изменение массы семян в зависимости от продолжшелькоеш ю> нашвдения в вода. .Семена : 1-укропа, 2-пэтрущки, З-тамаза, 4-

амаранта темного, 5- амаранта светлого, 6 - табака Юбилейного, 7 - баклхкан и & - табака Самсун.

Аналго результатов экспериментальных исследований по определеншо гигроскопичности семян различных мелкосеменных культур показывает (Рис.2), что характер поглощения им влаги (воды) предстазляет собой довольно разнообразную и интересную картину. Последнее заключается в том, что часть семян после 72-х часов нахождения в воде (укропа, петрушки, томата, табаха Юбилейного и баклажан - кривые 1,2,3,6 и 7) и поглощения определенного количества влаги, стабилизируют свой sec и больше не реагируют на наличие годы вокруг себя. Между тем, как семена амаранта и табака сортопша Самсун (кривые 4,5 и 8) после поглощения определенного количества вода, начинают терять свой вес. У всех 3-х типов семян развитие этого процесса наблюдается после 48-и часов нахождения в воде.

Это явление, по всей вероятности, связано с началом прорастания семян, поскольку тольхо после этого они могут терять определенную часть своей массы.

Очевидно, что выявленную закономерность можно использовать для определения максимально допустимой продолжительности смачивания семян отмеченных трех культур, если нет необходимости их высева в пр орошенном состоянии.

В связи с зшиякзлоягнБым, продаткаггельноезъ смачивания семян амаранта. и табака должна быть ограничена 24-36 -от часами.

Во втором параграфе IY главы диссертации приводится опенка достоверности теоретических исследований по ¡гзучмпио закономерностей процесса истечения смеси из рабочего резервуара сеялки.

Полученные в результате теоретических исследований расчетные зависимости приобретут практическую значимость после определения коэффициентов, характеризующих процесс истечения смеси из насадочных отверстий резервуара сеялки и входящих в указанные зависимости.

Проведенные с этой целью экспериментальные исследования позволили получить нижеследующие значения отмеченных коэффициентов: гидравлического трения - X = 0,011-0,015; стескгния - Ее,- - 0,94-0,99; сопротивления твердой фракции смеси - Сдст = 0,61-0,66 для семян табака и С0 ст = 0,49-0,53 дата амаранта; сопротивление отверстия - t, ~ 0,06; сжатия струи - е = 0,61; скорости - <р = 0,32 и расхода - jjl = 0,82.

Для решения задачи выявяиаиг достоверности результатов теоретических исследований по определению расхода смеет из резервуара сеялки была реализована серия экспериментальных исследований, суть которых заключалась в сравнешги расчетных ( по формуле 19) и экспер:вкнталыпо. значений велзкииы расхода смеси.

Результаты этих исследований, приведенные в виде графического материала на рис. 3 показызазот, что рассчитанные по формуле 19 зкачезшя расхода почти совпадают с эхтгриданталыдами, что свидетельствует о высокой достоверности теоретических исследований. Как похззывшегг расчеты,

расхождение между расчетными и экспериментальными значениями (З^ не превышает 5-8 %, что вполне допустимо при инженерных расчетах.

Рис 3. Результаты сравнительного анализа расчетных (теоретическз£х) и экспериментальных данных —......- эксперимент,-----расчет.

Третий параграф 1У главы диссертации посвящен результатам экспериментальных исследований по уточнению конструктивнъ£х, 7схнолошчесюк и эксплуатационных параметров пщропневматической сейЛКи.

Целью этих было: определение рабочих интервалов изменения величиям С>ист для практически существующих значений скорости ум движения агрегата; уточнение пределов изменения расхода воздуха для перемешивания смеси в резервуаре сеялки и определение качественных показателей работы сеялки.

Результаты первой части этих исследований приведены на рисунках 4 и 5 в виде зависимостей расхода (¿ист от давления внутри резервуара Рвн и скорости движения агрегата ум.

Анализ графиков (рис. 4 и 5) показывает, что для обеспечения нор.малъной работ п£дролневмахической сеялкн, на определенных в качестве оптимальных (^ парн = 0,1-1,0 м/с и ум пол = 0,5-5,0 м/с) скоростях движения агрегата, необходимо иметь рабочий резервуар с насадками на его дне, имеющими диаметр Ф 4 и Ф 6 мм, в количествах соответственно 1-6 и

О

о,г

0,6 0,2 Р^/см*

Рис. 4 Экспериментальный график х определению рабочих- интервалов изменения расхода смсси из резервуара сеяЗжи

От ¡6,0

11,0

8,0

•

0

6 "Л 7 8 \ . у' У

5- чЛ ИЗ

2 Л \ \ -3 / / /

\ \

У, 1........

О

02

0,4

-4-

0,6

•■г-'" ........ . >

О Ф г,о З'р

Рис. 5. Зависимость расхода смеси го резервуара сеялки от скорости движения агрегата при массе жидкости : 1 - Ож = 100 кг; 2 - 0„

= 150 кг; 3 - G,,, = 200 кг; 4 - Gx = 250 кг; 5,- С.ж = 300 кг; 6 -Gx. = 400 кг; 7 - Сх = 500 кг и 8 - Gx = 600 кг; н частота опорожнения г — 30 шш. —— - парниковый агрегат, -------полевой агрегат.

J-4 штук. При этом, отнмальным для этих случаев интервалом изменения расхода смеси будет Q,JC_ = 1,7-18 лДам при равлешш внутри резервуара Р8В = 0,1-0,9 кг/см3.

Исходя ю того, что критерием приемлемое®! той или иной конструкции машины является качество выполняемого ею технологического процесса, была проведена серия экспериментальных исследований, в процессе которых определялась равномерность кыссва семян - основной показатель качества работы сеялок.

А/с

45

30 ; к : ;

< 1

15 < - ■ ;

0

О 20 -40 60 80 0/>,%

Рис. 6. Изменение количества семян табака на единице площада парника в зависимости от степени опорожнения резервуара сеялки.

Как показывают результаты указанных экспериментальных исследований, приведенные на рисунках 6 и 7, качество работы обеих вариантов посевного агрегата вполне удовлетворительное, а имеющиеся расхождения находятся в пределах допусков, регламентированных агротехническими требованиями.

Так, при работе гидропневматической сеялки в режиме парникового посева (Рис. 6), в течение вссго периода опорожнения резервуара,колвдество семян на одном дм3 -с площади парника стабильное, в пределах 45-48 лгг/дм3,

ъл

50

20

10

амарант / V амарант 2. !

1 / \

/ 1

у. .V V .. ,.,.,.ч.. . , 1\..........

Ь.с^О-2 5 О^р^О -5/5-¿,5 й Ц5 В, см

Рис. 7. Поперечное распределение семян амаранта при работе пщрогшев-катичеххой сеялки в режиме полевого агрегата. 33-36 шт/дм2 и 20-24 шт/дм* соответственно для норм высева: % = 0,4 гр/м2; Чс = 0.3 гр/м3 и о, = 0,2 гр/м2. При этом, как показывают расчеты, проведенные ло результатам опытов и данным рис.6, разброс значений N.. не превышает 3-5 что находится в пределах допусков агротехнических требований.

При работе пшронневматичесхой сеялки в режиме полевого агрегата (рис. 7), распределение се>шн в поперечном направлении движения машины не выходит за рамки 7,5 см-ой зоны и все зк количество, почти симметрично распределяется по длине рядка. Причвм, вероятность определения оолыпинстза семян в непосредственной близости о-г оси симметрии рядка (максимальный разброс в этом случае не превышает 1,25 см), составляет 32 ЗЬ ^ ^а-чара^га' 1 макстсмальный разброс семян не выходэт

тот показатель

и

за рамки ширины суммарной зиш величиной 10 см Э' равномерности высева зна-птельно превосходит существующие свидетельствует о высокой эффективности работ разработанной сеялхи

Последний параграф четвертой главы диссертации содержит резудиаш опъпно-производстаснных исследований

носгя разраоотанной сеялки.

и расчет экономической зффекпв-

Объектом опытно-производственных исследований служил макетный образец разработанной гвдропнсвматичссхой сеялки, конструктивная схема которой приведена на рис. 8.

Рис. 8. Конструктивная схема макетного образца щдрбтаешма1йче<й«?й сеялки: 1 - рама, 2 - резервуар, 3 - сошник, 4 - црю^хтьшакйаЙй каток, 5 - трубопровод сжатого воздуха, 6- сливная магистраль, 7 - кран управления, 8 - воздуховпускной кран, 9 - дно, 10 -воздухораспределитель, 11- воздуховыпусхные отверстия., 12 сливная труба.

Сеялка состоит из рамы 1, на которой установлен резервуар 2, дисковые сошники 3 и прикатывающие хатки 4. Резерзуар 2 соединен воздухопроводом 5 и краном 8 с источником сжатого воздуха, а через кран 7 со сливной магистралью 6. Дно резервуара в части сливных магистралей имеет уклон 9 в сторону отверстий. Резервуар сеялки снабжен также конусным воздухораспределителем 10 с отверстиями 11 для выпуска сжатого воздуха. В геометрических центрах смесевыпускных отверстий установлены вертикальные трубы 12, количеством, равным числу . смесевыпускных отверстий, с продольными сливными пазами для выпуска смеси.

Сеялка работает следующим образом. Перед началом работы оператор, открыв загрузочную горловину крышки резервуара 2 заполняет его водой и соответствующим количеством семян. В ходе опытов со свободным истечением смеси, загрузочная горловина оставляется открытой, а при опытах истечения смеси под давлением, она закрывается. Благодаря трубчатой форме конусного воздухораспределителя, семена, минуя отверстия последнего оседают на дне резервуара. В таком состоянии семена покоятся до тех пор, пока не бужт открыт доступ сжатого воздуха з полость воздухораспределителя 10.

После открытия крана 8 и включения источника сжатого воздуха, последний через воздухопровод 5 под давлением заполняет полость воздухораспределителя 10 и начинает выходить из его отверстий 11. Под воздействием потока Еоздуха во всем объеме резервуара 2 происходит интенсивное перемешивание семян с ;гидкостыо. При этом равномерность перемешивании обеспечивается истечением: воздуха из отверстий 11 воздухораспределителя 10, расположенных снизу и с бокоз (Рис. 8.г) как кольца - основания трубчатого конуса, так и его радиальных Ьоедкшпсльных элементов. Радиальные ветки способствуют также образосаншо в нижней части резервуара такого интенсивного вихревого дззсйснил смеси, которое исключает попадание неперемешанных с яндкосшо семян с придонного слоя в мзгиспрали шпЕчгния смеси.

Для поступления образовавшейся смеси в сошник 3 оператор сгпсрьпгмт криптах управления процессом истечения 7. Начиная с этого момента, происходит истечение смеси из резервуара сешгхи в магистрали 6 выхода смеси как с до:шей его части, так и через сливнес пазы вертикальных труб 12, то есть - равномерно, из всего объема резервуара, запатненного жидкостью. По мере опорожнения резервуара эта равномерность не нарушается и обеспечивается сливными пазами труб 12.

Па завершению посева, резерзуар 2 полностью освобождается от смеси и готов принять новую партию жидкоспс и семян, после чего описанный процесс работы сеялки повторяется^

Проведенные ошдио-прошгодствекные ксследозния паропкевматичес-кой сеялки для посева семян кслхосет.гсшгых. культур показали ее полную работоспособность и удовлетворение агротехническим требованиям.

Согласно проведенным расчетам, годовой экономический эффект от внедрения одной разработанной сеялки, з расчете на 1 га посевов, составляет: по сравнению с сеялкой СЗТ - 3,6 - 245,6 драмов, по сравнению с. ручной сеялкой ПРСМ-7 (парниковый вариант) - 3600 дрзмоз.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Проведенные теоретически; и экспериментальные исследования позволили сделать следугоише выводы и щжддогэгния.

1. Существующая современная посевная тетшшеа достаточно высоко развита и включает как узко спецшлнзкрованныв секта! для отвальных культур, так и технические средства, обладающие определенной угЕпгерсхтьносплэ.

Однако, несмотря на такое многообразие посевной техники, вопрос высева семян мелкосеменных культур до настоящего Бремени не решен, <и эта технологическая операция выполняется вручную или с применением разлзгчных приспособлений, которые не удовлетворяют таким технологическим требованиям процеса, как качество посева, равномерность и норма высева, исключение перерасхода ссмял и пр.

7 Наиболее перспективным способом посева семян мелкосеменных культур следует считать способ, базирующийся на .технологии гидропневмопосева, позволяющий : решить проблему максимально возможной универсализации посевных машин; значительно упростить конструкцию посевного агрегата; исключить повреждаемость семян в процессе высева; осуществил, посев пророщенных семян; строго соблюдать требуемую норму высева; повышать равномерность распределения семян на единице плошали почвы; исключить необходимость дополнительной операции прореживания всходов

3 Исследования, направленные на развитие технологии гидропневматичеекого посева семян носят характер предварительной апробации, не выявляют всей сути явлений и закономерностей, имеющих место в процессе гидропневмо посева, не содержат информации по расчету и проектированию технзгкхких средств механизации и выдвигают требование теоретического и экспериментального обоснования параметров процесса.

4 Важнейшим требованием качественного выполнения гидропневматического посева является обеспечение гомогенности, смеси жидкость-семена в резервуаре сеялки с начала процесса высева до полного его опорожнения При выбранном рациональном способе перемешивания смеси барботажом, основными параметрами внешнего возбуждающего фактора - сжатого воздуха являются его давление, определяемое выражением (2.17) и расход, определяемый экспериментальным путем.

5 Характер зависимости веса семян (б^, заправляемых в резервуар сеялки от скорости движения машины (ум) для обеих вариантов работы агрегата (-в парниках или на открытом 1рунте) одинаков. Для принятых интервалов скорости движения агрегата <уи дзри = 0,1-1,0 м/с, ум полг = 1,0 - 5,0м/с), практически существующими значениями юса семян являются: Ос= 0,1-1,4 кг и Ос = 0,8 - 6,0 кг цри посеве соответственно в закрытом хруше и в поле.

6 Основными физическими свойствами семян мелкосеменных сельскохозяйст-

венных культур являются линейные размеры, объемная масса, плотность, масса 1000 зерен, форма зерен, гигроскопичность и плавучесть. По линейным размерам семена исследованных культур делятся на: очень мелкие ( табак, амарант, люцерна и клевер), имеющие максимальный линейный размер 0,3-2,1мм и мелкие ( томаты, перец, петрушка, укроп, баклажаны), имеющие максимальный линейный размер 2,1-3,9 мм

7. Погружаемость в воду семян мелкосеменных культур различна и зависит от мх биологических- особенностей. Большинство этих семян перед гидропневматическим посевом ( кроме томатов и петрушки) требуют

предварительного смачивания табаха - 6-12 часов, амаранта - 12-18 часов и укропа - 18-24 часа Максимально допустимая продолжительность смачиващи семян табака и амаранта огршпмивается 24 - 36-ю часами, если они не подлежат выссву в пророшенном состоянии.

8. Оптимальными значениями гидравлических коэффициентов, характеризующих процесс истсчпшя смеси из рабочего резервуара сеялки являются: коэффициента гидравлического сопротивления = 0,011-0,015;

коэффициента стеснения двухфазного потока Ест = 0,94-0,99; коэффициента сопротивления частиц в стесненных условиях С„ ст = 0,61-0,66; коэффициента местных сопротивлений ? = 0,06; коэффициента сжатия струи 5 = 0,61; коэффициента схоросш (р = 0,82 и коэффициента расхода ц<, = 0,82.

9 Доказана достоверность результатов теоретических исследований, заклю'иющаяся в незначзпельности расхождения между расчетными и экспериментальными данными в пределах 5-8 %, на основании чего расчетные зависимости (15) и (19) для расчета скорости истечения и расхода смеси рекомендованы для практического применения.

10. Наиболее рациональным способом истечения смеси из отЕсрстий рабочего резервуара является истечение под постоянным давлением внутри резервуара порядка 0., 1-0,7 кг/см3. При этом стабильное постоянство величины расхода смеси, равная 90-95 % достигается уже с избыточного давлешея в 0,1-0,15 кг/см3, в связи с чем з качестве оптимального рабочего интерзала изменения избыточного давления внутри резервуара сеялки рекомендуется интервал: Рте = 0,15-0,3 кг/см3.

11. Для обеспечения нормальной работы гидропнгвматической сеялхи на принятых оптимальными скоростях движения парникового агрегата 0,1-1,0 м/с и полевого - 0,5-5,0 м/с, необходимо иметь рабочий резервуар с наличием на его дне от одного до шести насадок внутренним отверстием диаметром 4,0 мм или от одного до четырех насадок знутренким отверстием диаметром 6,0 мм При этом, ошимзлышм интервалом изменения расхода смеси является интервал = 1,7-18 л/мкн.

12. Эффективность процесса смешивания хсдаостя и высеваемых семян в резервуаре сеяли? определяется постоянством расхода последних в течение

. всего периода опорожнения резервуара. Для обеспечения требуемого постоянства истечения семян расход воздуха, полагаемого в его барботажное устройство должен варьировать в пределах 5,0-15,0 мУчас.

13 Эффективность работы разработанной гидропнелматической сеялки характеризуется высокой равномерностью высева семян, равной 3-5 % при густоте их распределения на единице площади посева 45-48, 33-36' я 20-24 ют/дм1 во время работы парникового агрегата и 47-50 шт/м - во время работы полевого агрегата.

14.Годовой экономический эффект от внедретшя в производство одной гидрошювматической сеялки составляет : по сравнению с парниковой сеялкс- ПРСМ-7 - 3600 драмсв/га, по сравнению с зерновой сеялкой СЗТ-3,6 - 245,6 др/га.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Гицропневматическая ссялка для мелкосеменных культур. Положительное решение о выдаче авторского свидетельства на изобретение № ГП-384 от 5 мая 1995 г. Ереван, соавторы: Ш.М. Григорян, В Н. Явруян, С Б. Бадурян, П.Л Антонин.

2.ГидропнекматичЕская сеялка для мелкосеменных культур. Положительное решение о выдаче авторского свидетельства на изобретение № ГП - 486 от 28 июня 1996 т, Ереван, соавторы: Ш.М. Григорян, В Н. Явруян.

3. О возможности механизации посева мелких семян. Тезисы докладов научной конференции Арм. СХА, посвященной 50 - жтапо победы в Великой Отечественной войне. Ереван. 1996 г.

ипь^пьп-зигг П-пйърэь

^¡аищлпСшЬииДцл^и *12"А1ДР0Чи'11,11 ишОршЬилпЫ| иЬрйЪр]} Ь^ицшщСЬ^илп^ дшСр11 1лЬ^иСп(п<12а-и.|11 ЬДООшфрли! Ъ ¿шришдшЯ}] и;>ш!1пц1

Ч^г.щидлСтЬши^щЯ шбЬдйшО шЬ^Са^п^^аи^шО члрдийршдОЬр^

Цшриприицпцйп дшО^б Ь, ршй]} пр Срш ппиЖт! 1д сЬЫшСшЩ'.О (¿ияпшрЬ^ Ь щш^шСшфрфх* и^тй и ршрАр рйргЬ итшдпшр: РациЬр{1 ршф1иплЬииЛ1 дшС1рш5 11рЬОд шрш]С шЬдС Ьй адищЬдОан! ЛибриЛилл!]!! иЬрШдр аШЬдац ^шишрпчиЬрс, прпбд дшЙ20 швипЦцилцЬи ^аплшрфн! Ь ¿Ья£т{, щаиО^д ЬЬшЬяд рщлр рЬрпщтЛОЬрпф П|и тЬ}иОа1П<11шД1идй $пр&2Сршд11 бЪ^ЬСи^игдЯщО ЬиЫшр йи^ииплЬифщ Ь1иитщС1«1иялЬ!1 тшргакзшй]1 112ш1{15ШСС Ь С^р^шй ипцй аапЬйш^ипит^тС!}:

ЦализЬО ql]шt¡í рЬрг(щсг ЬС (цшдидлОтЬииДиШ тт!^¡рп^иЬрЬ ^ршф&и!)]! ^Ьхцп^щ.иСц, АиЗриШидлЬ!! иЬрГЬр^ дщСр.р ЬилГщц йш^иилпЬи^шд' шЬ^ий^и^шО ф^пдОЬхф ЬидГЫиалиЛхш!] чйшЬидлш^шСц и ЬЬдтЩ! ишршуи^пШйЬрЬд шцшаЛпир}! {¡^риг-и^ш^ иапцшрЬцли! ^идлшрфдл)' тЬишЦшС ЬЬтш^плшздпШйЬр^^Ьда^одшЛц: Сшриццг^шйЬОЬЬипшцтлт^шО ¡гй^рЗЬрц:

7шри«цп[шд ЬЙ шЬиш-^шй ЬЬтикдолаодаШбЬр]! шргутСЕЙЬрд, праОд £фи! Ьй" Ь^-цши^ОМиял}:!! ;тА1р2шдшй]1 глЬ^йп^с^иД^иЛ и^иЫиу^ 1фМцг4пряи1|1, тшршриздшбпи! ЫириЩ1 Ъ иЬрЛр^ }ишп20[шй ^пр&рПвшд]! рйпццщ^пд, ^шр-иЬрЛр иилроцшздшИЬд шгалиЛпш1ш5 фар^Ора^ щшрилЛшрЬрЬ Ь]н!Сшф1ря«1(! Ц ЬЬхцаихйЫшт}]!! лиргшдш5]1 Ь

и^шрилЯзтрЬхф

Ьщром01]ипиЗ рЬ_с'|ш& Ь флрАшршрцЛ^шА ЬЬши^птащпШйЬрЪ Ьшишр й/И^фий Ь иуцщрцдклфнд- фпрйшб^шг]! Ьиштд1[шЙ211 С^шргицщщяШг} Ь фпрЛЬрЬ ^ияльирЛий

Опррпрц щ]гши1 Ь фярйшршршишС ЬЬтигуплпщпШОЬрЗ? шр.:ц1нЯ£Й,ар>!

^руайиодш-йр: ^ДООифрфлФ Ь тЬиш^шО ЬЬтш^ашащаШАЬр^ цС^шд^пи! ишшд!.1ш& щтцрСЬр}! ¿дошздшб)!, прп^шд- ЪС Сш]иш>}й1{а!& ^г^и^шСЬ и^и^лшШшрЬрз, идд{и1дтд<(игд- Ь брщ п:

Подписано к печати 27.05.97 г. формат бумаги 60 84 1/16

1,0 п.л., зак. 70

Тираж 100

'Типография АрмСЖ. рг.Теряна '74