автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение эффективности функционирования емкостных накопителей при изменении технологических свойств зерна в результате протекающих в нем капиллярных явлений

На правах рукописи

ЕМКОСТНЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЗЕРНА В РЕЗУЛЬТАТЕ ПРОТЕКАЮЩИХ В НЕМ КАПИЛЛЯРНЫХ ЯВЛЕНИЙ

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства

механизации сельского хозяйства (по техническим наукам)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Ростов - на - Дону - 2006

Диссертация выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Донской государственный технический

университет"

Научный консультант - доктор технических наук, профессор

Кунаков Виктор Стефанович

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Кузин Геннадий Александрович (ФГОУ ВПО ДГТУ)

доктор технических наук, профессор Бурьянов Алексей Иванович (ВНИПТИМЭСХ)

доктор технических наук, профессор Царев Юрий Александрович (ФГОУ ВПО РГАСХМ)

Ведущее предприятие - "Научно-исследовательский

институт сельскохозяйственного машиностроения им.В.П.Горячкина" ОАО "ВИСХОМ"

Защита диссертации состоится "21" О 2. 2006 г. В 10 часов на заседании диссертационного совета Д.212.058.05 в Донском государственном техническом университете по адресу: 344010, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина 1, ДГТУ, ауд. 252.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан " 2./"____О { 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного

совета доктор технических профессор

Чистяков А.Д.

Г

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В связи с глобальным потеплением, климат на планете становится более влажным. Нередки случаи, когда в силу погодных условий приходится убирать зерновые культуры повышенной влажности. Так, влажность зернокомбайнового вороха часто достигает 25 - и и более процентов.

Используемые в АПК серийные зерноочистительные агрегаты, сушильные установки были сконструированы достаточно давно и плохо приспособлены к поточной обработке зернокомбайнового вороха повышенной влажности. Это приводит к снижению качества зерна за один технологический проход и повышению потерь убранного урожая.

Проводимые в нашей стране работы по устранению недостатков в этом направлении пока не принесли ощутимых результатов. Одной из причин такого состояния дел является недостаточность современных знаний в области физико-механических свойств самих частиц влажного сыпучего материала, в частности зерна. Следствием этого, является недостаточность наших знаний в области сил взаимодействия частиц между собой и стенками вмещающей емкости, а также сил их взаимодействия с поверхностью рабочих органов сельскохозяйственных машин и агрегатов.

В то же время взаимодействие частиц осуществляется именно через их поверхности, на которых возникают поверхностные явления - явления, вызываемые избытком свободной энергии в пограничном слое. К поверхностным явлениям в твердых телах (частицах сыпучего материала) относятся сцепление частиц между собой (когезия), прилипание частиц к ограничивающим поверхностям (адгезия), смачивание, трение.

Основные поверхностные явления связаны с уменьшением поверхностной энергии. Поверхностные явления, возникающие при совместном действии молекулярных сил (поверхностное натяжение и смачивание) и внешних сил (сил тяжести) и вызывающие искривление жидких поверхностей раздела,

РОС

.НАЦИОНАЛЬНАЯ| БИБЛИОТЕКА |

относятся к капиллярным явлениям.

Таким образом, наряду с силами реакции и сухого трения, только которые обычно и учитываются в настоящее время, наиболее важной составляющей сил взаимодействия частиц сыпучего материала будут являться силы капиллярной адгезии и когезии.

В зерновом сельскохозяйственном материале влага, в различных формах связи, имеется в самих зернах. Вследствие этого возможен выход свободной влаги из макро- и микропор на поверхность зерен.

Кроме того, при хранении сыпучего материала в естественных условиях может возникать явление капиллярной конденсации. При этом происходит конденсация пара, содержащегося в воздухе, в капиллярах и микротрещинах пористых частиц, а также в промежутках между тесно сближенными частицами. Микровключения свободной влаги будут образовывать жидкостные перемычки между самими частицами, а также между частицами и ограждающими поверхностями.

Отсюда вытекает, что даже в сухом сыпучем материале, например комбикорма, крупы, перловка, и т.д., между его частицами может образовываться свободная влага, приводящая к возникновению капиллярных явлений.

Необходимо отметить, что таких жидкостных перемычек для пары соприкасающихся зерен может бьггь несколько, т.к. поры зерен имеют очень малый диаметр. Из-за малого диаметра пор и сами жидкостные микроперемычки будут обладать очень малым радиусом кривизны, вследствие чего могут возникать значительные капиллярные силы.

Кроме того, при возникновении жидкостных перемычек возможно, наряду с сухим трением, появление и вязкого трения. В зависимости от влажности сыпучего материала, трение, как внешнее (со стенками ёмкости), так и внутреннее (между самими частицами), может быть разного вида. Оно может быть сухим, жидкостным либо граничным.

В этой связи вопросы разработки теории капиллярных явлений в сыпучем сельскохозяйственном материале, внедрение, на основе этой теории, технологических звеньев, способных работать с зерном повышенной влажности при минимальном

4

уровне потерь без снижения его качества, являются актуальными и перспективными.

Исходя из сказанного, целью работы является

научное обоснование влияния капиллярных взаимодействий на изменение технологических свойств влажного зерна и разработка методов, направленных на снижение их отрицательных влияний.

При этом объектом исследований будут являться - процессы истечения зерна из ёмкостных накопителей и перераспределение давления зерна в силосах в зависимости от его влажности, изменение условий равновесия вороха зерна на вибрирующей и наклонной плоскостях.

Как отмечалось, эти процессы исследуются с точки зрения протекающих в зерне капиллярных явлений.

Поэтому предметом исследования является

изменение внешнего и внутреннего трения зерна, условий протекания процессов его хранения и перемещения под воздействием капиллярной влаги на поверхности зерновок.

Научная новизна исследования заключается в следующем:

раскрыт механизм влияния капиллярных взаимодействий на физико-механические свойства зерна;

- установлено, что трение в зерновом материале носит характер граничного: наряду с сухим трением проявляются и компоненты вязкого трения, причем вязкое трение присуще зерну и нормативной влажности;

- установлена зависимость коэффициента внешнего трения сыпучего материала от степени его влажности и величины удельной нагрузки, а также количественный вид этой зависимости для пшеницы;

выявлено существование предельной скорости относительного движения частиц сыпучего материала, при превышении которой капиллярные явленйя перестают оказывать заметное влияние на его физико-механические свойства. Для пшеницы величина предельной скорости лежит в пределах 0,5 -1 м/с,

- установлено, что скорость истечения из бункера сыпучего материала как сплошной среды и скорость

истечения из бункера отдельных его частиц подчиняются разным закономерностям, при этом объемная плотность зерна в выпускной зоне уменьшается с ростом его влажности.

Достоверность основных положений и выводов подтверждена удовлетворительной сходимостью аналитических и экспериментальных зависимостей, лабораторными испытаниями разработанных методов повышения эффективности функционирования бункерных устройств и метода диагностики слеживаемости зерновых масс.

Практическая значимость состоит в том, что совокупность теоретических и экспериментальных исследований, разработанные технологические решения, могут быть использованы специалистами при создании новых и совершенствовании существующих технических средств обработки и хранения сыпучих сельскохозяйственных материалов.

Реализация результатов исследования.

Технологические решения внедрены на предприятиях Ростовской областной ассоциации «Донптицевод», предприятиях корпорации "Севкавэлеваторспецстрой'', предприятиях АПК Волгодонского района Ростовской области. Разработанные методы измерений используются в учебном процессе ДГТУ.

Апробация работы. Основные положения

диссертационной работы докладывались и обсуждались на ежегодных научно-технических конференциях ДГТУ (2000 -2004 гг г. Ростов-на-Дону); на научно-технической конференции «Технологии получения и применения порошковых и композиционных функциональных материалов» и научно-практическом семинаре «Информационные технологии для интеграции образования и промышленности» (ДГТУ, Ростов-на-Дону, 2003 г); на XVI международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (РГАСХМ, Ростов-на-Дону, 2003 г); на международной научно-технической конференции по итогам исследований 2003 года, посвященной 75-летию ВНИГТТИМЭСХ (Зерноград, 2004 г), на научном семинаре отдела механизации Краснодарского НИИ сельского хозяйства им. П.ПЛукьяненко, на НТС ОАО ВИСХОМ.

6

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в центральных журналах «Хранение и переработка сельхоэсырья», «Известия вузов. Сев.-Кав. Регион. Естеств. науки, Техн. науки», изданиях ДГТУ, ВНИПТИМЭСХ, трудах международных и региональных конференций. На защиту выносятся:

метод расчета капиллярных сил и энергии взаимодействия частиц различных сельскохозяйственных культур между собой и стенками емкости;

расчет эффективного коэффициента внешнего и внутреннего трения зернового вороха с учетом капиллярных явлений на поверхности зерновок;

- аналитический расчет расхода влажного зернового материала из бункера, и перераспределение его давления на дно и стены силоса с учетом капиллярных явлений; получение критериев подобия.

экспериментальные исследования эффективного коэффициента внешнего и внутреннего трения частиц сельскохозяйственных культур различной влажности;

- исследование изменяющихся условий равновесия зернового материала различной влажности на вибрирующих и наклонных плоскостях;

результаты исследований роли капиллярных сил когезии и адгезии зернового материала различной влажности на его истечение из бункера;

исследование явления слеживаемости зернового материала различных сельскохозяйственных культур, распределения его давления на дно и стены силоса в зависимости от влажности и времени хранения;

обоснование метода диагностики слеживаемости сыпучих сельскохозяйственных материалов. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы из 250 наименований и шести приложений. Основное содержание диссертации изложено на 320 страницах машинописного текста, включает 129 рисунков и 29 таблиц. Приложения изложены на 105 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении дана характеристика проблемы, обоснована ее актуальность, сформулирована цель исследований и изложены основные положения, выносимые на защиту. Выполнен обобщенный анализ исследований по механике зерновых сельскохозяйственных материалов вообще и механике влажных зерновых материалов в частности, определены основные этапы развития теории, моделирования и методик расчета взаимодействия зерновой массы с рабочими органами сельскохозяйственных машин и агрегатов, сформулированы задачи исследования.

Анализ работ В.А.Богомягких, В.С.Кунакова, Л.В.Гячева, В.Ф.Семенова, ГА.Гениева, Е.М.Гутьяра, А.И.Литвинова, Г.И.Покровского, М.И.Протодьяконова, , А.Е.Делакроа, СДженике и других исследователей показал, что в настоящее время нет единого подхода к описанию механических свойств сыпучего сельскохозяйственного материала. Одни исследователи склонны рассматривать сыпучий материал с позиций классической теоретической механики, вводя некоторые обобщенные коэффициенты, не характерные для зерновой массы: Г.А.Гениев, Н.И.Залогин, А.В.Дженике, РЛ.Зенков, В.Г.Березанцев, К.Б.Алферов, Н.Г.Канканян и др. Но большинство исследователей рассматривают зерновой материал как дискретную среду, однако с целым рядом упрощающих теоретических допущений: Л.В.Гячев, В.Ф.Семенов, В.А.Богомягких, В.С.Кунаков, А.Н.Новиков, И.Г.Иванов, К.Н.Голубков и др. При этом практически не делается существенных различий между сыпучими сельскохозяйственными материалами и сыпучими, например, строительными материалами.

К настоящему времени достаточно полно разработана дискретная теория так называемого сухого сыпучего материала (Л.В.Гячев, В.Ф.Семенов, В.А.Богомягких и др.). Сухого в том смысле, что при взаимодействии частиц сыпучего материала учитывается только сухое трение. Однако ясно, что абсолютно сухого сельскохозяйственного материала не может быть. Зерно живой организм и существует лишь тогда, когда в нем находится вода в связанном или свободном состоянии. На то, что влажность

8

сыпучего материала оказывает большое влияние на его механические свойства указывают многие исследователи. Однако это влияние до сих пор пытаются учесть формально, вводя некоторые обобщенные коэффициенты сухого трения.

Существуют исследования, в которых влияние влажности сыпучего материала учитывается наличием макровключений свободной жидкости между его частицами (В.С.Кунаков, В.П.Стальной). При этом возникают капиллярные силы когезии и адгезии, которые исследователи учитывают в рассматриваемых моделях влажного , сыпучего материала. Однако при таком подходе нет принципиальной разницы между "живой" зерновой массой и строительным сыпучим материалом. Кроме того, в сельскохозяйственном производстве вряд ли возможна такая ситуация, когда сыпучие сельскохозяйственные материалы «купались» бы в жидкости.

Отсутствие теории сыпучих сельскохозяйственных материалов, в которой «сухой» и «влажный» материал были бы частными случаями единой теории, отрицательно сказывается на решение проблемы взаимодействия влажной зерновой массы с рабочими органами сельскохозяйственных машин и агрегатов.

Вопросы теории слеживаемости сыпучих сельскохозяйственных материалов в литературе рассмотрены крайне скупо. По существу, рассматриваются лишь с качественных позиций вопросы физиологической слеживаемости зернового материала. Особенно сильно зерновая масса слеживается в процессе ее самосогревания. Поэтому контроль за состоянием зерновой массы, за возможным началом процессов ее слеживаемости физиологического характера, осуществляется по ее температуре в нескольких точках.

Физический характер слеживаемости возникает под давлением насыпи зерна, поэтому этот тип слеживаемости чаще всего возникает в силосах элеваторов с большим поперечным сечением и при большой высоте насыпи. Однако зерно может слеживаться и в складах при высоте насыпи всего 2...4 м, при этом влажное и сырое зерно слеживается даже при непродолжительном хранении значительно быстрее, чем сухое.

Слеживание физического характера происходит • при температуре окружающей среды и, следовательно, не может

9

1

диагностироваться по температуре самой зерновой массы. Поэтому проблема слеживаемости зерновых масс существует и в настоящее время.

Проведенный анализ позволяет сформулировать научно-техническую проблему:

разработать основные закономерности изменения технологических параметров зерна под воздействием протекающих в нем капиллярных явлений.

В соответствии с поставленной проблемой в данной работе необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать теорию капиллярного взаимодействия зерновок сельскохозяйственных культур, а также частиц, моделирующих реальные частицы сыпучих материалов.

2. Выявить и обосновать основные закономерности внешнего и внутреннего трения, изменяющегося при наличии капиллярных сил адгезии и когезии.

3. Разработать и обосновать, с учетом капиллярных явлений, методику расчета условий равновесия сыпучего материала на вибрирующей и наклонной плоскостях.

4. Разработать дйскретную модель сыпучего тела в бункерных устройствах с учетом капиллярных явлений, получить критерии подобия для моделирования процессов их разгрузки, разработать методику повышения эффективности их функционирования в условиях влажного зерна.

5. Выявить и обосновать новые закономерности перераспределения давления на дно и стены силосов с учетом слеживаемости зерновых культур, а также получить критерии подобия для моделирования процессов хранения зерна в силосах.

6. Разработать и обосновать методику прогнозирования сроков слеживаемости зерна в рабочих силосах на основании модельных исследований и критериев подобия.

Во второй главе «Аналитические исследования», проведены теоретические исследования силы и энергии капиллярного взаимодействия частиц различной формы (моделирующих реальные частицы сельскохозяйственных материалов) между собой и стенкой емкости. Исследованы также силы и энергия капиллярного взаимодействия отдельных зерновок, за счет микровключений свободной влаги. Показано,

10

что поверхность микрокапель жидкости, находящихся вокруг пор зерновок, имеют сферическую форму при любой ориентации самой зерновки относительно вертикали.

Чтобы определить силу и энергию капиллярного взаимодействия частиц сельскохозяйственных материалов необходимо вначале определить форму боковой поверхности жидкостных перемычек между этими частицами. Для нахождения формы поверхности получена система дифференциальных уравнений, имеющая вид:

К = К ь - б у;

+ Ь Н;

Р, = а Кг + р д (н - у) +

Ь = р д/о

где К - кривизна боковой поверхности в произвольной точке, Кь и - кривизна поверхности соответственно в нижней точке и в

верхней точках, Р/

давление внутри жидкости, Р0

атмосферное давление, Н - толщина жидкостной перемычки, а

• коэффициент поверхностного натяжения жидкости, р -

плотность этой жидкости. Вывод системы уравнений дан в Приложении 1.

Решение этой системы для случая плоских частиц, в параметрическом виде, имеет вид:

х =

в

М-

1 _£_

2 1+В Г

\

1 _£_ /

2

/ ~ 2 1+в])

п 2 2 1+В

¡Кь2+2-

Ь (соар+акв)

В

+ са&

2-Ь

где Р и Е эллиптические интегралы соответствен но первого и второго рода, в - краевой угол смачивания жидкости, (р - угол наклона касательной к боковой поверхности жидкости.

Форма боковой поверхности жидкостной прослойки между частицами зависит от ее толщины: чем меньше толщина прослойки, т.е. чем меньше влияние силы тяжести, тем более симметричен вид боковой поверхности, что показано на рисунках 1, 2.

Установлено также, что толщина жидкостной прослойки между частицами не может быть больше, чем

Нт> = 5 мм.

Для плоских частиц, моделирующих полову, листья, сенаж, мелкие сорные примеси, сила капиллярного взаимодействия, рассчитанная на единицу длины, получает достаточно простое выражение вида:

Отсюда следует, что, например, для воды

X

0.2

Ш

Рис.1. Трехмерный график боковой поверхности жидкостной прослойки при Н » 0,5 мм.

Рис. 2. Трехмерный график боковой поверхности жидкостной прослойки при Н => 5 мм.

где О - ширина плоской частицы, Н - толщина жидкостной прослойки.

Получены также аналогичные выражения для силы взаимодействия на единицу длины цилиндрических частиц (моделирующих солому, крупные сорные примеси) и сферических частиц.

Для силы взаимодействия двух зерновок получено следующее выражение:

f = О ,П ■ (S/пв + COSff) • л (1)

где dk - диаметр жидкостного микроконтакта между зерновками, п - число микроконтактов на одну пару зерновок.

Энергия взаимодействия двух зерновок определяется выражением:

2

( \ " dk W - а \1 + cos в) п -—

4

На основании выполненного теоретического анализа, в разделе «Анализ сил трения в сыпучем материале, обусловленных капиллярными явлениями», для эффективного коэффициента трения получено следующее выражение:

п а п dk / \ п ■ а ■ п ■ d и / \

(je>*f/c+t/c -— [cose+si/re)+-—\1+ахв) (2)

m0g■к mQ-g-к

где /jc - «истинный» коэффициент сухого трения, входящий в закон Амонтона-Кулона и не зависящий от нагрузки, к - число слоев зерновок в навеске исследуемого зернового материала, т0 - масса одной зерновки ¡Je - эффективный коэффициент сухого трения, сухого в том смысле, что оно не зависит от скорости движения зернового материала.

В этом выражении второе слагаемое обусловлено тем, что силы капиллярной адгезии (прилипание) увеличивают нормальное давление. При этом увеличивается сила сухого трения, и, соответственно, коэффициент сухого трения. Третье слагаемое обусловлено тем, что при движении зерновок по поверхности разрываются жидкостные связи, жидкостные

13

перемычки с этой поверхностью, образованные капельками жидкости вокруг пор зерновок. На это затрачивается определенная работа, ' что эквивалентно возникновению дополнительного трения, которое можно назвать капиллярным. Причем это трение также является сухим, в смысле независимости его от скорости движения зернового материала и возникает только в зернистых средах. Таким образом, второе и третье слагаемое выражения (2) можно назвать коэффициентами сухого трения, в том смысле, что это трение не будет зависеть от скорости. В то же время, они не являются «истинными» коэффициентами сухого трения в том смысле, что они зависят от удельной нагрузки.

Выражение (2) удобнее выразить через давление Р, оказываемое слоем зерна на подстилающую поверхность:

2 ■ <[з ■ п ■ о ■ п (!к г ( ч у у|

//е = и с +-~2-т~ \Рс \sin9 + ахв ) + + ахв)\ (3)

9 5Ш р Р е/з

где б3 - средний диаметр зерновок, 0 - угол укладки частиц в пирамидальной модели сыпучего материала.

Из выражения (3) для эффективного коэффициента трения следует, что зависимость от удельной нагрузки обратно пропорциональная: чем больше нагрузка тем меньше влияние капиллярных явлений. Это зависимость понятна и с качественной стороны.

Далее, в главе исследуется влияние капиллярных сил адгезии и когезии на истечение сыпучего материала из осесимметричных, конических бункерных установок. Поскольку это влияние многоплановое, то производится сравнительная оценка влияния каждой составляющей капиллярного взаимодействия.

Вначале оценивается роль вязкого трения, возникающего между зерновками при наличие микровключений свободной влаги. Для расчета объемного расхода д получается следующее дифференциальное уравнение:

<кг г

— + +1-9 = £ (4) м

2 i

где о

п г

к вертикали,

з '

е = д п г ; а - угол наклона стенки бункера

l =

радиус выпускного отверстия бункера,

2 {з Tq casa + tg{a + <р) • \s¡n0 tg(fi + + cosfi + s!na\

2 + tg{a + p) tg{fí + tp)

2 2 y d ■ cosfi ■ sin fi з

<р и ф - соответственно углы внешнего и внутреннего трения, т0 эмпирический коэффициент пропорциональности между скоростью и силой вязкого трения, действующей на зерновку.

Из (4) видно, что если пренебрегать капиллярными явлениями (£ - О), то оно автоматически переходит в известное уравнение для сухого сыпучего материала.

Решением дифференциального уравнения (4) является функция вида:

9W

2 D

\4 DE+L

th

-■ll-o-e + (?

+ Arcth\

1¡4 ■ D ■ E + ¿.

(5)

Предельное значение скорости истечения зерна из бункера \/пр - определяется выражением:

VPP

4-\

S :tga 2 - <7 + l -l

(6)

Используя значения входящих величин для пшеницы 25' ой влажности, получим Упр.вАажн. = %сух*0,56, где V,

пр,сух.

(предельная скорость истечения зерна без учета капиллярных явлений) определяется выражением:

vпр.сух,

г д

(7)

\2 фа

Т.е. вязкое трение хотя и не "может" остановить процесс истечения, но оказывает значительное влияние на этот процесс.

15

Далее показано, что силы капиллярной когезии взаимно компенсируются и не оказывают никакого влияния на процесс истечения зерна из бункера.

Силы капиллярной адгезии незначительно, приблизительно на 2,5 %, уменьшают расход зерна из бункера.

Однако работа по разрыву жидкостных контактов между зерновками, при их движении во время истечения, существенно уменьшает величину расхода зерна. Дифференциальное уравнение для расхода, с учетом этой составляющей капиллярного взаимодействия, имеет вид, аналогичный (4):

</д 2

— + Р 4 +1-4 = Е1 (8)

<л

где Р и I. определены выше, а Е1 определяется как:

2 к3 о ■ п dk ■ {sinO + cose) п ■ г2

£j=g-n-r -—; к3 =------^--п к2;

Y d3 cosfi sin р

cosa + [2 s/nfi tg{/3 + #/) + 2 cosfi + sino] tg{a + <p)

2 2+ tg{a íp) tg(p +

Y - насыпная плотность зерна. Расход зерна в этом случае определяется по выражению (5), с заменой Е на £}.

Из выражения (5) видно, что если £} будет равно нулю, то расхода сыпучего материала либо вообще не будет, движение не начнется, либо оно прекратится по истечению некоторого промежутка времени. Таким образом, условие остановки течения влажного сыпучего материала, т.е. условие его самоторможения,

будет иметь вид: < 0. Подставляя значение для £},

условие самоторможения получим в виде:

г~ 3 2 / ч "¡3 ■ y ■ д d3 cosfi sin fi о + cose у n ■ D 2 --------- -- -........

Отсюда вытекает условие, определяющее диаметр пятна смачивания О.

Y 9 d3 Di J

<¡3 n a (l + cose)

cosp sin2 p [2 + tg{a + «>) tgi^p + #/)]

cosa + ¡2 sínp tg{ji + + 2 cosp + s¡na\ tg(a +■ </>) Подставляя данные для пшеницы, получим: D >= 0,184

мм.

Такое малое значение диаметра пятна смачивания (для сравнения, d3 = 4 Mrí) также поддерживает мысль о том, что жидкостные перемычки образуются вокруг пор зерен сельскохозяйственных культур. В этом случае число жидкостных перемычек п должно удовлетворять условию:

18,4 10~5

п ■ d к > 0,184 мм; => п -— = 37

5 10

т.к. dk - 5 мкм. Это число жидкостных перемычек на одну зерновку вполне реально.

Расчет сил внешнего капиллярного трения показывает, (разрыв жидкостных перемычек со стенкой бункера) показывает, что оно совершенно незначительно и не оказывает заметного влияния на истечения зерна из бункера.

На основе анализа дифференциального уравнения (8) получен критерий подобия для моделирования процесса истечения влажного зерна из бункерных установок, который имеет выражение:

D Е,

кп - (9)

где значения выражений для D, Et и L определены выше.

С использованием выведенного критерия подобия получено выражение для пересчета расхода сыпучего материала от модельных измерений - qnp.M, к условиям реального бункера

Г. \3

Япр.р- ЯПрр - 4прм ■

чдор

гр

\ гм у ин

ljL (10) и

Учет капиллярных явлений для расчета давлений в цилиндрическом силосе, приводит к следующему дифференциальному уравнению:

<1Р к

— + к Р = у д ~ — г (11)

<)х 5

где Р - вертикальное давление в силосе, 5 - площадь поперечного сечения силоса, а к и К определяются выражениями:

2 „ ад Р ;

к =

47 п

(1 з ■ яп2 $

а ■ п ■ с/ к в + ах в )

со? а + [2 ■ 5//7 р 1д (д + ц) ) + 2 ш р + 5/л а ] > х ¡д (о + <р )

Коэффициент к имеет место и для сухого сыпучего материала, а коэффициент К появляется только при учете капиллярных явлений.

Решение дифференциального уравнения (11) для вертикального давления имеет вид:

у г

Кг

в

Б у)

1 - ехр

Г 2 \ Че & р

V

(12)

Из этого выражения следует, что капиллярные взаимодействия уменьшают давление на дно силоса и, при определенных условиях, влажное зерно может зависнуть в силосе, не оказывая давление на дно. Это условие можно записать в виде:

Кг

Б у

д;

или

Я Г

пу

Используя выражение для К, условие зависания можно переписать в виде:

а + о 2 -¡з п г

—-2- 2 9 Г'

(} 3 яп2Р у

где О - диаметр эквивалентного пятна смачивания для одной зерновки.

Подставляя данные для пшеницы, получим й >= 0,19 м, что совершенно не реально. Т.е. влажный зерновой материал нё может зависнуть в силосе, если параметры влаги между зерновками соответствуют параметрам воды.

Давление на стены силоса РГор связано с вертикальным

давлением Р соотношением: коэффициент кБ' выражается как:

1 г

р

ГОР

1д2р

К г

у д $

ие н ш р

(

ехр

ие (д2Р

р, где

н

4-

здесь {1е = Щср - коэффициент внешнего трения. Боковой коэффициент с учетом капиллярных явлений - кБ' больше

Г Г 2. \

г

ехр - — - Н -1

Ре Н (д р 1 ' )

бокового коэффициента

для сухого зерна.

Следовательно, капиллярные взаимодействия приводят к уменьшению давления на дно силоса и увеличению давления на его боковые стены.

Т.е. с ростом капиллярных явлений все большую нагрузку берут на себя стены силоса. Эта особенность давлений будет еще в большей степени проявляться при протекании процессов слеживаемости зернового материала и может служить диагностическим признаком начала процессов слеживаемости.

Противофазные изменения давления на дно и стены силоса (рост давления на боковые стены силоса и падение давления на

19

дно силоса) свидетельствуют о развитии физических процессов слеживаемости.

При анализе дифференциального уравнения (11), получены критерии подобия Кп1 и Кп2, для модельных исследований распределения давления в силосах, которые имеют вид:

2 н к

XnJ = tg<p tg fi —; и Кл2 »-----где

г п у g г

К 2 /з п a di. (sine + cosB) n

--- =-^-f3 (13)

n у ■ g г у g r d 3 sin2fi

f3 - 1 + tgq> [2 slnfi tg{p + i 2 ■ cosfi\

Если при моделировании используется то же зерно, что и в действительности, то параметры самого сыпучего материала будут одинаковыми и критерий Кп1 будет иметь вид Н/г = const, а критерий Кп2 - п/г = const

Используя критерии подобия, можно получить формулу для пересчета давлений от модельных исследований - Рп к условиям реального силоса -Pp. В частности, для давления на дно силоса получено соотношение:

нр

рр=рм (14)

"м

где Н - высота силоса.

В третьей главе 'Экспериментальные исследования влияния капиллярной влаги на механические свойства зернаГ анализируются, во-первых, результаты

микроскопических исследований поверхности зерновки пшеницы. По результатам этих исследований установлено, что вокруг некоторых пор имеются капли жидкости, имеющие полусферическую форму, причем капли жидкости наблюдаются именно вокруг пор. Средний диаметр этих полусферических капель жидкости составляет величину dk = 5 мкмн не зависит от степени влажности зернового материала. И наоборот, число капелек жидкости прямо пропорционально влажности зернового

20

материала и описывается, в частности для зерновки пшеницы, эмпирическим соотношением:

пк = 3920 V/ - 28600 (15)

где Пк - число капель жидкости на 5 = 1 м^ поверхности зерновки, И/ - влажность зернового материала, выраженная в процентах. Из этих исследований вытекает, что и на поверхности сухого зернового материала существуют капли жидкости, порядка 10000 т каждый квадратный миллиметр.

Таким образом получено прямое экспериментальное обоснование необходимости исследования капиллярных явлений в зерновом материале, а также исследования механизма их влияния на физико-механические свойства сыпучего сельскохозяйственного материала.

к

х х

е

о

X

I

Рис.3. Зависимость коэффициента трения покоя навески пшеницы от степени влажности и удельной нагрузки

Далее в этой главе анализируются результаты экспериментальных исследований коэффициента трения покоя. В частности для пшеницы, эти результаты представлены на рис. 3, где по вертикальной оси отложены значения коэффициента трения покоя, по горизонтальной оси удельная нагрузка, цифрами на рисунке указана степень влажности пшеницы.

Из графиков рисунка 3 видно, что коэффициент внешнего трения покоя пшеницы зависит и от её влажности и от величины удельной нагрузки. Он уменьшается при уменьшении влажности пшеницы и увеличении удельной нагрузки. Такое поведение коэффициента трения не характерно для сухого трения, подчиняющегося закону Амонтона-Кулона.

Аналогичные результаты получены и для культур подсолнечника, просо и сорго. Все это говорит о том, что налицо отступление от законов сухого трения. И причину этого необходимо видеть именно во влажности зернового материала, в капиллярных явлениях, которые этому сопутствуют.

Для анализа экспериментальных результатов уравнение регрессии, в соответствии с формулой (3), искали в виде:.

ие = а + в/р Результаты регрессионного анализа

представлены в таблице 1.

Таблица 1. Результаты регрессионного анализа коэффициентов трения покоя пшеницы. - влажность пшеницы в процентах, А, В • коэффициенты регрессии, г - коэффициент корреляции, 5Ь - ошибка регрессии, - фактическое, 4, - критическое значение Параметра Стьюдента, п - число жидкостных

контактов на одну зерновку.

А В г 5ь Ъ п

5 0,305 23,51 -0,964 0,006 50,8 2,78 195

10 0,312 27,61 - 0,978 1 0,006 52,0 2,78 228

15 0,460 29,14 -0,829 0,026 17,7 2,78 219

20 0,491 34,50 - 0,915 0,016 30,7 2,78 254_1

25 0,634 40,19 • 0,926 0,018 35,2 2,78 2/2

30 0,559 24,14 - 0,959 0,008 69,9 2,78 171

35 0,588 31,15 - 0,901 0,016 36,7 2,78 217

Как видно из данных таблицы 1, связь между исследуемыми признаками (коэффициент трения и удельная нагрузка)

22

существует и очень тесная, определяемая гиперболическим законом.

Из наших экспериментальных данных следует, что коэффициент эффективного, внешнего трения для монослоя зерновки пшеницы 10% - ой влажности равен уе=0,68. Коэффициент «истинного» сухого трения (для «бесконечно» большой удельной нагрузки) равен рс=0,3б. Таким образом, на долю капиллярных явлений «приходится» - ус = 0,32. Исходя из этих данных, с использованием (3), можно рассчитать, что число контактов на одну зерновку должно равняться п = 95. Если считать, что число капелек на квадратный миллиметр зависит только от влажности, и все капельки на площади соприкосновения зерновки с поверхностью образуют жидкостные перемычки, то площадь контакта зерновки с поверхностью составляет величину:

где значение пк определено по формуле (15).

Если же число слоев зерновки будет равно десяти (слой толщиной примерно 4 0 мм, что соответствовало экспериментальным данным для Р - 240 ГШ), то, согласно нашему эксперименту, це = 0,45. В этом случае площадь контакта будет равна ¿5 ~ 0,05 мм2.

Отсюда следует вывод о том, что поверхность зерен деформируется при увеличении нагрузки.

Далее рассматриваются результаты экспериментов по исследованию трения скольжения. При этом перемещение навески зерен пшеницы разной влажности относительно стальной, горизонтальной поверхности регистрировалось с помощью видеокамеры. В результате получали графики зависимости скорости движения навески от времени. Некоторые, наиболее характерные графики приведены на рис. 4, 5.

При анализе графиков зависимости скорости от времени ясно видно два, качественно отличных диапазона изменения скоростей.

Первый диапазон зависимости скорости от времени начинается от нуля и заканчивается в среднем через одну секунду. По виду он соответствует движению с вязким трением.

О 0.5 1 1.5 ;

Рис. 4. Зависимость скорости перемещения навески пшеницы IV ~ 5% - ой влажности от времени (точками обозначены экспериментальные данные, сплошными линиями - линии регрессии).

Рис.5. Зависимость скорости движения от времени навеска

пшеницы 25%-ой влажности (точками обозначены экспериментальные значения, сплошными линиями - линии регрессии).

Ясно видна тенденция стремления скорости к некоторому предельному значению.

Далее идет непродолжительный переходной участок, после которого изменение скорости в среднем соответствует линейному закону. Такая зависимость скорости от времени соответствует движению только с сухим трением.

Следовательно, при превышении скорости движения навески некоторой предельной (которая зависит от влажности зернового материала) капиллярные явления практически не проявляются, и остается только сухое трение. Движение настолько быстрое, что разорвавшиеся жидкостные перемычки не успевают образовываться вновь. При этом процесс образования перемычек становится случайным. Чем больше скорость движения навеска, тем меньше вероятность образования перемычек. Капиллярные явления становятся случайными, статистическими, а не детерминированными. Поэтому и скорость меняется скачками, особенно в переходной зоне.

Результаты регрессионного анализа первого диапазона зависимости скорости от времени представлены в таблице 2.

Таблица 2. Результаты нелинейного регрессионного анализа W - влажность в процентах, Мет - металлическая призма, u0, ut -коэффициенты регрессии, г - коэффициент корреляции, S& ошибка коэффициента Ь регрессии, 1ф - фактическое значение t - параметра, tst-критическое значение t - параметра, у« - коэффициент трения

скольжения, рст - коэффициент трения покоя, к - параметр, определяющий вязкое трение для всей навески, т0 - тот же параметр, но для одной зерновки.

W Но Ul г 5ь to W M« Ра к ТоПО3

Мет 2,52 1,04 0,99 0,077 13 2,6 0,26 0,30 0,25 0,795

5 1,31 1,81 0,96 0,122 11 2,4 0,31 0,39 0,43 1,381

10 1,59 1,10 0,98 0,072 15 2,4 0,42 0,44 0,26 0,843

15 0,90 1,57 0,92 0,108 8,3 2,2 0,48 0,57 0,37 1,195

20 0,88 1,74 0,92 0,104 8,5 2,1 0,46 0,62 0,41 1,327

25 0,85 1,79 0,97 Г0,065 13 2,5 0,76 0,80 0,52 i,654

30 0,53 2,50 0,87 0,074 7,2 2,1 0,49 0,65 0,59 1,907

35 0,46 4,65 0,92 0,076 6Д 2,8 0,63 0,70 1,34 5,19

Как следует из данных таблицы, для всех влажностей значение коэффициента корреляции очень велико, хотя между признаками (скорость и время движения) и нет линейной зависимости, что указывает на тесную связь между ними. Также очень велико и значение фактического параметра Стьюдента, которое значительно превышает критическое. Следовательно, нулевая гипотеза везде отвергается.

Из таблицы следует, что велико и значение коэффициента к, характеризующего вязкое трение. Особенно он велик для 35 % - ой влажности, что логично. Этот коэффициент отличен от нуля даже для металлической призмы (с которой также проводили исследования для определения инструментальной точности эксперимента), что подтверждает предположение о конденсации паров воды из воздуха в микрозазорах между призмой и поверхностью стола, о чем говорилось выше. Из таблицы также следует, что вязкое трение присуще зерновому материалу любой влажности, и нормативной в том числе.

Кроме того, как видно из данных таблицы, коэффициент сухого трения скольжения рСк растет, с ростом влажности, достигая максимума при 25% - и процентной влажности, затем начинает убывать. Аналогична зависимость от влажности и у максимального коэффициента трения покоя, который обозначен как рст- Значения коэффициента сухого трения, определенные статическим методом, всегда больше значения коэффициента трения, определенные кинематическим методом.

Этот факт еще раз подтверждает правильность выводов теории о соотношении коэффициента трения скольжения и максимального коэффициента силы трения покоя.

Для наглядности, на рис. б показаны экспериментальные значения (точки) и приближенные графики (полученные путем сплайн - интерполяции) зависимости коэффициентов сопротивления от влажности зернового материала.

Как видно из рисунка, коэффициенты сухого трения рСк и Per достаточно хорошо коррелируют между собой. Коэффициент корреляции между ними равен г = 0,936, что указывает на очень тесную связь между ними.

Также достаточно тесная связь между коэффициентами сопротивления и влажностью зерна. Так, коэффициент

26

Рис. 6. Зависимость коэффициентов сопротивления от влажности зернового материала (0% - металлическая призма). Сплошная линия - к, пунктирная - рек, штриховая - рег

корреляции между коэффициентом трения покоя рст и влажностью W зерна равен г = 0,90В, между коэффициентом трения скольжения рос и влажностью равен г - 0,813-, между коэффициентом к, характеризующим вязкое трение, и влажностью зерна равен г - 0,772.

Следовательно, можно говорить о статистической I достоверности зависимости коэффициентов сопротивления от

влажности зерновой массы.

Аналогичные результаты были получены и при k экспериментальных исследованиях внутреннего трения.

Условие, при котором слой зерна начинает перемещаться по горизонтальной вибрирующей поверхности, с учетом (3), имеет вид:

а г2 2 + ° " [/Ус (лк«9 + л/7*) + + ахв)\ (16)

4 ■ п 4 ■ п т0

где А и Г - соответственно амплитуда колебаний поверхности.

Из этого выражения следует, что для пшеницы, при амплитуде колебаний А = 60 мм, частота колебаний должна быть Г = 2,58 Гц. На практике, например, частоту колебаний комбайновых решет, выбирают такого порядка. А при амплитуде колебаний А = 8 мм частота колебаний должна быть равна /" =7,1 Гц. Такую частоту колебаний выбирают для работы решет зерноочистительных агрегатов. Если поверхность сделать гидрофобной, то при той же амплитуде частоту колебаний можно снизить до Г =3,6 Гц.

Однако необходимо иметь ввиду, что при такой низкой частоте колебаний силы трения между слоями зерновок будут превышать инерционные силы и насыпь зерна будет вести себя как монолит, что ухудшит, в частности, условия очистки и сепарации. Следовательно, при гидрофобном покрытии вибрирующей плоскости режим колебаний (частота и амплитуда) необходимо оставить прежним. Но при этом уменьшаются энергетические затраты, поскольку результирующая работа против сил трения уменьшится.

Из экспериментальных данных раздела вытекает, что при скоростях движения зерновок пшеницы КР = 0,5 м/с, капиллярные явления практически не проявляются. Максимальная скорость колебаний плоскости, определяется выражением: и = 2 п г а. Следовательно, условие, при

котором капиллярные явления внутри слоя зерна не проявляются, имеет вид:

2 п а

При амплитуде колебаний А = 0,008 м и выявленной критической скорости V^ = 0,5 м/с, частота колебаний должна быть f* 10 гц.

В то же время для эффективной работы виброрешет с пшеницей, влажностью W - 25 %, расчеты, проведенные по формуле (16), "дают" частоту колебаний порядка f = 16 Гц, при

28

той же амплитуде А = 0,008 м.

Следовательно, повышение частоты колебаний одновременно повышает эффективность обработки влажного материала и снижает отрицательную роль капиллярных явлений.

Далее в работе экспериментально исследуется процесс истечения из конического, осесимметричного бункера зерна различной степени влажности.

При этом измерялась средняя скорость ]/& истечения

зерна из бункера, исходя из соотношения \/ср -^, где 16 -

объем зерна в бункере, 5 - площадь выпускного отверстия бункера, Т - время истечения зерна из бункера. Т.е. эта скорость истечения характеризовало зерно как сплошную среду. Кроме того, измерялась скорость V истечения отдельных зерновок, с помощью видеосъемки процесса истечения на выходе из бункера. На рис. 7 показана зависимость этих скоростей для пшеницы от степени её влажности.

Как видно из рисунка, эти скорости имеют разную

70 60 50 40 30 20 10

10 15 20 25 30 35

Рис. 7.' Зависимость скорости истечения зерновок - v, средней скорости истечения зерна - Кя от влажности пшеницы. т время

истечения зерна из бункера.

зависимость от влажности сыпучего материала. Но при этом насыпная плотность зерна в районе выпускного отверстия уменьшается в 1,26 раза.

Выражение (5) можно преобразовать таким образом, чтобы по измеренной скорости Iи известным размерам бункера, определить неизвестные параметры.

В частности, можно получить выражение:

Ъ> - —~ 7

\ у п д-г

Из этого выражения можно рассчитать параметр кл зная который можно рассчитать число жидкостных контактов п, согласно формуле:

к2 ~л2 г2 о ак ($!п6 + сжв

Кроме того, согласно формуле (6), зная скорость 1/Ь> можно рассчитать параметр Ц характеризующий вязкое трение, а отсюда рассчитать параметр т0\

У • £

т0 - -7

15,8 10

Результаты этих расчетов представлены в таблице 3.

Таблица 3. Зависимость коэффициентов Ц тд и п от влажности пшеницы

у(кг/м3) У<з> (см / с) Цс1) т0*Ю4(кг/с) п

10 15 858.3 776.4 31,0 24,4 10,15 23,32 0,55 30

1,14 36

20 743,2 19,8 35,80 1,68 39

25 705,6 18,8 39,19 1*75 1 37

30 757,6 16,4 41,53 1,99 42 51

35 723,6 14,5 57,57 2,63

Из сравнения данных таблиц 1 и 3 вытекает, что число жидкостных контактов в статике значительно превышает число

30

/

жидкостных контактов в динамике. В свете экспериментальных результатов по динамике движения навески зерна, (два характера зависимости скорости от времени) это совершенно естественно.

Параметры Ех и I критерия подобия Кп, (формула (9)), для пшеницы приближенно можно представить в виде:

Е1 - п д г2 [./ 0,66 (о,90 + 1,35 о)]; 1.-20 (0,65 + 0,65 а)

Отсюда можно получить формулы пересчета геометрических параметров от модельного бункера (нижние индексы М) к реальному бункеру и наоборот:

гм

Iда

{

1 + а,

V

V а

1 - 0,6 (/ + 1,5 а)

1-0,6 (1 + 1,5 0Н)

На рисунках 8, 9 представлены графики такого прямого и обратного преобразований.

Рис. 8. Зависимость радиуса впускного отверстия реального бункера от угла наклона о его стенки при соблюдении критерия подобия.

8

6 4 2 0

■9

0.44 0.46 0.48 0.5 0.52

Рис. 9, Зависимость радиуса выпускного отверстия модельного бункера от угла наклона его стенки, при которых процесс истечения из него подобен процессу истечения из бункера, радиус выпускного отверстия которого равен 20 см и угол наклона стенки составляет а = 3(Р, 4СР, 5(Р, 6&, 7(Р.

Используя указанные приближения, формулу (10) для пересчета расхода ц от модельных измерений (нижние индексы М) к условиям реального бункера (нижние индексы Р), можно представить в виде:

у

<м

Г \

гл.

Кгм )

1 + а.

1 + 0

м

По полученной формуле можно производить перерасчет расхода от модельных измерений с зерном любой влажности к реальным бункерам, при соблюдении критерия подобия. В частности, если взять реальный бункер радиусом выпускного отверстия г -15 см, то, согласно графику рис.8, при выполнении критериев подобия, его угол наклона стенки должен быть равным а = 68,4*, при параметрах модельного бункера г - 2 см, и а = 34,Для этого случая получим:

я - 84 д м

Как было показано выше, из результатов экспериментальных исследований вытекает, что для пшеницы

32

нормативной влажности скорость истечения зерна составляет 0,31 м/с Следовательно, расход модельного бункера был равен д„ = 3,9*10**?/с (в то время как без учета влажности, согласно известной формуле

2

п г

(17)

2 (до

он должен быть равным 4,72*10*/**/£). Отсюда вытекает, что расход реального бункера будет составлять величину д = 327,6*10* м*/с. Если же использовать формулу (17), то расход этого бункера должен быть равным д - 381,7*10* лгус.

Если влажность пшеницы будет № = 25 %, то ее скорость истечения из модельного бункера уменьшится до 18,8 см/с. Следовательно, расход модельного бункера уменьшится, и будет составлять д„ - 2,36*10*м3/с. Соответственно уменьшится и расход реального бункера - д = 198,2*10* *?/с.

Как было показано выше, экспериментальным путем установлено, что, начиная со скорости движения V = 1 м/с, капиллярные явления перестают играть заметную роль в процессе истечения зерна из бункера. Следовательно, при выполнении неравенства / > Укр = 1 м/с для расчета расхода

влажного зерна из бункера можно пользоваться формулой (17) для зерна нормативной влажности.

Следовательно, условие правомерности использования формулы (17) для расхода сухого сыпучего материала из бункера будет иметь вид:

\ 9 г

0,2 (18)

\2 фа 4Ю

(если г измерять в метрах).

На рис.10 приведен график зависимости г = 0,2 ¡да.

Если для исследуемого бункера точка, определяемая данными г и а лежит выше кривой графика рис.10, то для расчета расхода зерна любой степени влажности можно пользоваться формулой (17), в противном случае - нет.

'ос националы«* бивлиотекл | I

О» МО «жт_ ^

1 0.8 0.6 0.4 0.2 О

—1—1—— а

■ ь.

----- ——- « - - ■-«••■ - •рад

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4

Рис. 10. График зависимости - 0,2Чда.

В частности для рабочего бункера с параметрами г = 15 см и а - 68,^ точка лежит ниже кривой, следовательно, для него формула (17) не применима.

Таким образом, если при конструировании бункеров руководствоваться условием (18), то зерно любой степени влажности будет вытекать из него с максимально возможной скоростью, определяемой формулой (7). А соответственно и максимальным расходом, определяемым формулой (17).

В частности, проведенные исследования показывают, что расход из модельного бункера пшеницы 25 % - ой влажности уменьшается в 1,65 раза по сравнению с пшеницей нормативной влажности. Следовательно, выполнение условия (18) при конструировании бункера позволит в 1,65 раза увеличить расход влажного зерна.

Далее анализируются результаты экспериментальных исследований сил капиллярной когезии между зернами пшеницы в зависимости от времени выдержки зерна в емкости. Схема эксперимента представлена на рис.11. В ячейки устанавливались штифты и засыпались зерном пшеницы различной влажности.

34

Затем, через определенные промежутки времени, измерялась сила Р, которую необходимо приложить к штифту, чтобы он начал движение вверх.

Результаты эксперимента представлены в графической форме на рис. 12.

Сила капиллярной когезии определялась как разность между измеряемой силой Р для зерна соответствующей влажности и измеренной силы Р для зерна 10 % влажности, которую можно считать определяемой только силами сухого трения. Тем самым в значительной степени исключаются все, могущие быть экспериментальные погрешности.

Как следует из приведенных данных, сила капиллярной когезии во всех случаях сначала растет с течением времени. Достигнув максимума, она затем спадает до некоторой, характерной для данной влажности величины. Эти явления в работе объясняются процессами слеживаемости зернового материала. Однако в эксперименте процессы слеживаемости не достигают своей завершенности, вследствие малого объема емкости.

Необходимо отметить, что величина силы капиллярной когезии сравнима по величине с силой сухого трения и даже значительно превышает ее при больших значениях влажности. Для иллюстрации в таблице 4 приведены данные по максимальной величине силы когезии и величине отношения этой силы к силе сухого трения.

Из данных таблицы следует, что даже для влажности № = 15% сила когезии составляет 50 % от силы сухого трения. Следовательно, как уже отмечалось, понятие сухой и влажный зерновой материал чисто количественное. Принципиальной разницы между свойствами зерновой массы в том или другом состоянии нет.

Рис.П. Схема экспериментальной установки

время в часах

Рис. 12. Зависимость силы капиллярной когезии от времени для зерновки пшеницы разной влажности

Таблица 4. Зависимость максимальной силы когезии от влажности

пшеницы.

\Л/(%) 15 20 25 30 35

Рко ( Н ) 0,130 0,190 0,350 0,290 0,420

Рко / Ь, ( % ) 50,0 73,0 135,0 111,0 161,0

Как видно из рис.12 силы капиллярной когезии растут с течением времени. При затрудненной вентиляции (большие объемы зерна) они возрастут настолько, что зерновой материал по своим механическим свойствам станет сравним с твердым

36

телом, т.е. получится слежавшийся зерновой материал.

Для нахождения этого промежутка времени, в качестве твердого тела, возьмем свинец, предел прочности которого на разрыв равен - опр - 16 Hf мм2. По результатам предыдущего эксперимента, площадь контакта зерен между собой приближенно можно взять равной Л5 = 0,005 м*? . Следовательно, сила разрыва двух свинцовых зерен, сцепленных между собой силами молекулярной когезии, составит Fi = 80 мН. Далее, по данным эксперимента, построим график зависимости сил когезии на одну зерновку от времени для пшеницы различной влажности (на рис! 13 сплошные линии). На этом же графике

80

60

40

20

0

Рис. 13. Зависимость сил капиллярной когезии между зернами пшеницы различной влажности в расчете на одну зерновку при площади контакта 0,005 мм2 (сплошные линии). Пунктирная линия - предел прочности свинцовой проволоки, площадью поперечного сечения 0,005мр?.

отложим значение предельной силы для свинца (на графике пунктирная линия). Точки пересечения этих линий будут соответствовать моменту времени, когда зерновой материал приобретет свойства свинца, т.е. слежится.

Как видно из графика, в течение восемнадцати суток успеет слежаться зерновой материал только 25 % - ой влажности. Пшеница 35 % - ой влажности слежится приблизительно за сорок суток. Пшеница других влажностей за указанный интервал не успеет приобрести механические свойства свинца, т.е. не успеет слежаться. Для этого необходимы более длительные интервалы времени.

Затем в этой главе анализируются результаты экспериментальных исследований по изучению капиллярных сил адгезии, т.е. капиллярных сил между частицами и стенкой емкости, в которой они находятся.

Схема эксперимента приведена на рис. 14. В модель силоса засыпался зерновой материал различных сельскохозяйственных культур различной влажности и выдерживался в течении нескольких суток. Стенка силоса подвижная и может смещаться

предыдущему, представленному 7 ' Бункер на рис. 12.

н еиадс

чверх под действием приложенной силы Р. В данном эксперименте, измерялась сила 5 через определенные интервалы времени в течение всего времени выдержки зерна в модели силоса.

Результаты эксперимента

этого аналогичны

Первоначальный рост сил капиллярной адгезии объясняется процессом утряски, при котором увеличивается число жидкостных контактов. На рис. 15, 16 представлен временной ход понижения уровня засыпки зерна в бункере Ах и силы

капиллярной когезии - Как

Рис.14. Схема установки

видно, обе кривые достаточно хорошо повторяют друг друга, т.е. первоначальный рост капиллярных сил необходимо объяснять процессами утряски зерна.

Из экспериментальных данных можно определить как силу капиллярной адгезии действующей на всю стенку силоса - , так и силу действующую на отдельную зерновку - /; а соответственно и число жидкостных контактов - п. Результаты таких расчетов сведены в таблицу 5, из которой видно, что число контактов составляет несколько сотен, аналогично данным таблицы 1, так как и в том и в другом случаях зерно неподвижно, в отличие от данных таблицы 3, когда зерно движется.

Рис. 15. Зависимость силы рис. 16. Зависимость силы

капиллярного трения Ркап и капиллярного трения Ркап и

величины утряски Лх от времени величины утряски Дх от времени

выдержки » силосе пшеницы выдержка в силосе пшеницы

10 % - ой влажности 15 % - ой влажности'

Из полученных данных также можно рассчитать давление на дно силоса. Результаты таких расчетов в графической форме представлены на рис. 17,18.

Таблица 5. Зависимость от времени выдержки зерна в силосе капиллярной силы Рдц, действующей на всю стенку силоса, силы действующей на отдельную зерновку, числа жидкостных контактов п, приходящихся на одну зерновку и изменение уровня засыпки зерна

Цчас) (=ад(Н) Дх(см) п Г(мН)

0,0 6,30 ' 0,0 109 0,20

1,25 10,8 1,0 191 0,35

3,16 13,2 1,0 229 0,42

4,00 17,1 1,0 289 0,53

5,58 18,5 1,1 321 0,59

6,75 19,2 1,9 332 0,61

7,58 19,8 3,2 343 0,63

8,75 18,8 3,6 327 0,60

23,3 19,1 3,7 332 0,61

31,3 19,7 3,8 343 0,63

48,0 19,0 4,2 332 0,61

56,0 18,1 4,4 316 0,58

Из рисунков также видно, что если бы процессы слеживаемости развивались и дальше, то давление на дно силоса стало бы равным нулю: через 28,5 часов для пшеницы 10 % - ой влажности, через 25 часов для 15 % - ой влажности, через 22 часа - 20% - ой влажности, 20 часов - 25% -ойи 18часов для пшеницы 30% -ой влажности.

Однако эти данные нельзя автоматически переносить для реальных сйлосов. Дело в том, что согласно теоретической формуле (12), вычитаемое, определяющее силы капиллярной адгезии, обратно пропорционально радиусу силоса. Поэтому, чтобы прогнозировать завершение процесса слеживаемости пшеницы в реальном силосе, в первом приближении нужно

40

1 4 1 2 1

08 06 04 0.2

\ р< сИа!

\ \ V

л • » . »

\

\ Пи спица V = 20У,

\ \

\ Врем ^ выдч ш в

1.4 1.2 1

0.8 0.6 04 0.2

-

Л Ш Ъ

V • • . .

\ \ « •

у! деница

\

\ ремя в адержк 4 В

0 10 20 30 40 Рис. 17. Зависимость давления на дно силоса от времени выдержки для пшеницы 20% -ой влажности,

0 10 20 30 40 50

Рис. 18. Зависимость давления на дно силоса от времени выдержки для пшеницы 25%- ¿»У влажности.

полученные цифры увеличить во столько раз, во сколько радиус выпускного отверстия реального силоса больше радиуса используемой модели силоса.

Действительно, согласно (12), давление на дно силоса можно записать в виде:

ДНО

(

\

\

п у д г)

"1

\

Л

г )

где пт1 и ш2 некоторые числа. Следовательно, если в

эксперименте давление на дно стало равным нулю при некотором значении п, то в реальном силосе это п должно быть больше во столько раз, во сколько его радиус больше модельного. Так, если взять силос радиусом 3 м, то прогнозируемые- сроки слеживаемости необходимо увеличить в 32,4 раза. Т.е. периоды слеживаемости такого силоса будут составлять 39, 34, 30, 27 и 24 суток для пшеницы в порядке возрастания влажности от 10 % до 30%.

Все эти рассуждения будут относиться к реальному силосу, параметры которого определяются критериями подобия. Согласно (13), первый критерий подобия Кп1 имеет вид:

н

Knl = tg<ptgp — г

Если сыпучий материал один и тот же (как для нашего случая - пшеница) критерий подобия будет иметь более простой

н

вид: — = const

г

Следовательно, для реального силоса радиусом г = 3 м, высота засыпки должна быть Н = 16 м. Т.е. процессы, происходящие в нашей модели силоса, моделируют процессы, происходящие в реальном круглом силосе радиусом г = 3 м и высотой Н = 16 м.

В разделе "Оценка технико-экономической эффективности" показано, что результаты исследований имеют общий характер. Их можно использовать практически во всех технологических звеньях производства зерна. Поэтому в качестве примера рассматривается только возможная экономическая эффективность от внедрения круглых, осесимметричных бункеров, предлагаемой в работе конструкции, на поточной линии зерноочистительно-сушильного пункта.

Зерноочистительно-сушильный пункт представляет собой комплекс машин и оборудования для механизированной послеуборочной обработки зерна в хозяйствах. На зерноочистительно-сушильных пунктах зерно взвешивают, очищают зерноочистительными машинами, при необходимости временно хранят для предварительной подсушки и сушат.

Схема 1 (базового) звена технологического процесса обработки семян зерновых, зернобобовых и других крупносемянных культур изображена на рис.19.

Однако накопительный бункер 3 не предусмотрен для работы с влажным зерном. При повышенной влажности зерна (» 2д - 25 %) происходит его самоторможение в этом бункере.

В этом случае приходится производить послеуборочную обработку зерна по схеме 2 (см. рис. 20).

/

1

ОЫ

ЯЗ--*^ 4

\Г7

ААААА ААААА

Рис. 19. Схема 1 (базового) звена технологического процесса обработки семян зерновых, зернобобовых и других

крупносемянных культур. 1 - завальная яма; 2 - нория; 3 - накопительный бункер; 4 - нория; 5 - зерносушилка.

Такая схема технологического процесса позволяет производить послеуборочную обработку зерна и повышенной влажности, однако при' этом возникают дополнительные экономические затраты, в связи с чем себестоимость тонны зерна возрастает.

Действительно, в этом случае дополнительно необходим

г \ 4

► ✓ 4 2}=±Э

1

ч. )

ААААА ААААА

ААААА ААААА ййййй

Рис.20. Схема 2 звена технологического процесса обработки семян зерновых, зернобобовых и других крупносемянных

культур.

^ 1 - асфальтированная площадка; 2 - зернопогрузчик; 3 -

транспортное средство; 4 - завальная яма; 5 - нория; 6 -зерносушилка.

зернопогрузчик для перелопачивания зерна и формирования бунта. Дополнительно необходимо также транспортное средство для загрузки из бунта подсушенного зерна в зерносушилку б. Кроме того, дополнительно необходимы два рабочих места для обслуживающего персонала.

Однако, если приемный бункер изготовить по предлагаемой нами методике, то самоторможение влажного зерна в нем происходить не будет. Влажное зерно будет вытекать из него с той же скоростью, что и сухое. В этом случае отпадает необходимость в предварительной подсушке зерна, а, следовательно, и необходимость и в зернопогрузчике и в транспортном средстве и в рабочих местах. За счет этого возникает экономический эффект. Проведенные расчеты показывают, что в хозяйстве, производящем в год 10000 г зерна, годовая экономия за счет внедрения бункеров предлагаемой конструкции составит 183500руб

Проведена также оценка экономического эффекта от внедрения бункеров предлагаемой конструкции и на зерноуборочных комбайнах, дающая положительный результат.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.

В диссертации выявлены изменения технологических свойств влажной зерновой массы на основе учета капиллярных явлений на поверхности зерновок: основные закономерности изменения внешнего и внутреннего трения, законы истечения из бункера, распределения давления на ограждающие поверхности несущих конструкций.

1. Разработаны основные положения теории сыпучего тела, на основе предлагаемой теории капиллярного взаимодействия между его частицами, позволяющие учесть, в частности, влияние влажности зерна на величину его расхода из бункерных устройств.

1.1. На основании разработанной теории сыпучего тела предложена методика повышения эффективности функционирования емкостных накопителей при изменении технологических свойств зерна в результате протекающих в нем

44

капиллярных явлений.

1.2. Выводы из разработанной теории движения влажного зернового материала в бункерах показывают возможность его самоторможения, без условия сводообразования. Самоторможение определяется выявленным капиллярным трением между частицами. Критерий самоторможения, кроме угла наклона образующей бункера, радиуса его выпускного отверстия, определяется числом жидкостных, капиллярных контактов между зерновками. Самоторможение, например, для пшеницы произойдет при 30 - 40 контактов на одну зерновку. Так, из бункера с углом наклона о « 4$ и радиусом выпускного отверстия г = 20 см произойдёт остановка истечения пшеницы при её влажности IV - 25 % . В то же время пшеница кондиционной влажности будет свободно вытекать из данного бункера.

1.3. Получены критерии подобия для расхода зерна из конических бункеров, позволяющие, с целью сокращения экономических затрат, моделировать процессы истечения влажного зерна из бункерных установок.

1.4. Расчеты, на основании разработанной теории, показывают уменьшение расхода сыпучего материала из бункерных устройств, при увеличении его влажности, за счет вязкого трения. Так, в частности, при увеличении влажности пшеницы от 10 до 20% расход из бункера уменьшается на 20% (а = 4!? и г = 20 см).

1.5. Установлено, что силы капиллярной адгезии между частицами и стенками бункера оказывает незначительное влияние на расход и скорость движения зернового материала. Не более 2,5 % в сторону уменьшения. Не оказывают заметного влияния эти силы и на распределение давлений зернового материала в силосах. Не более 3 % в сторону уменьшения на дно силоса и, соответственно, не более 3% в сторону увеличения на боковую стенку силоса.

1.6. Показано, что вязкое сопротивление со ¿тороны воздуха не оказывает заметного влияния на движение зернового материала в бункерных устройствах. Так, при угле наклона стенки бункера всего в один градус, сопротивление движению зерна со стороны стенок превосходит сопротивление движению зерна со

45

сторонывоздуха.

1.7. Установлено, что силы капиллярной когезии практически не оказывают влияния на расход зерна из бункера.

2. Разработана теория равновесия сыпучего тела в силосах, с учетом капиллярного взаимодействия его частиц. Показано, что учет капиллярных явлений приводит к необходимости учета внутреннего трения при расчете давлений на дно и стены силосов.

2.1. Выявлены и обоснованы новые закономерности распределения давления на дно и стенам силосов, при учете капиллярных явлений на поверхности семян зерновых культур. Показано, что с течением времени относительная роль капиллярных взаимодействий возрастает, что способствует дальнейшему развитию процессов слеживаемости зерна.

2.2. Получены критерии подобия, позволяющие пересчитывать давление от модельных исследований к условиям реальных силосов, а также моделировать процессы слеживаемости зерна различной степени влажности в реальных силосах.

2.4. Для диагностирования начала процессов слеживаемости сыпучего материала предложено проводить регистрацию давления на дно и боковую стену силоса. Противофазные изменения давления на дно и стены силоса свидетельствуют о необходимости начала мероприятий по предотвращению слеживаемости сыпучего материала.

2.3. На основании полученных критериев подобия предложена методика прогнозирования сроков слеживаемости зерна данной партии в реальных силосах по результатам модельных экспериментов.

3. На основе разработанной теории капиллярного взаимодействия частиц сыпучего материала выявлены основные закономерности изменения внешнего и внутреннего трения. Показано, в частности, что капиллярные силы адгезии и когезии приводят к увеличению сил сухого трения. Во-первых, за счет увеличения сил реакции между частицами - внутреннее трение, и, во-вторых, за счет увеличения сил реакции между частицами и ограничивающими поверхностями - внешнее трение. Кроме того, капиллярные взаимодействия вызывают зависимость сил трения

46

от величины удельной нагрузки и степени влажности зерна.

3.1. Установлено, что на изменение сил трения в зерновом материале существенное влияние оказывает работа по разрыву жидкостных, капиллярных связей (перемычек) между самими частицами сыпучего материала, а также между частицами и ограничивающими поверхностями, при их относительном движении. Эта дополнительная работа эквивалентна увеличению сил как внутреннего, так и внешнего трения. Таким образом, можно говорить о наличии дополнительного трения, имеющего место только в сыпучих средах и, как следствие, в зерновом сельскохозяйственном материале. Работа по разрыву капиллярных связей линейно возрастает с ростом влажности зерна.

3.2. Установлено наличие вязкого трения в зерновом материале любой степени влажности. Относительный вклад компоненты вязкого трения растет, с ростом влажности зерна.

3.3. Установлено, что вклад капиллярных взаимодействий в общее сопротивление движению зависит, кроме всего прочего, от относительной скорости движения частиц. При достижении критической скорости (0,5 м/с при относительном движении зерновок между собой и 1,0 м/с при движении зерновок относительно ограничивающей поверхности) влияние капиллярных явлений, а соответственно и вязкого трения, пренебрежимо мало. Этот факт объясняется тем, что при таких скоростях капиллярные связи между частицами не успевают образовываться.

4. На основе выявленных закономерностей внешнего и внутреннего трения, разработана методика расчета изменяющихся условий равновесия сыпучего материала на наклонной и вибрирующей плоскостях.

4.1. С целью уменьшения энергетических затрат, предложено вибрирующие поверхности изготавливать с гидрофобным покрытием. В этом случае, для перемещения зернового материала любой влажности по такой поверхности, частота колебаний может быть снижена до f - 3,6 + 4 Гц (по сравнению со стандартной частотой f = 7+8 Гц) при той же амплитуде колебаний А = 8 мм.

4.2. С целью устранения отрицательного влияния

47

капиллярных взаимодействий, предложено частоту колебаний металлических поверхностей увеличить до Л = 10 Гц, при той же амплитуде колебаний А = в мм.

5. На основе общих закономерностей разработана теория капиллярного взаимодействия зерновок сельскохозяйственных культур, а также плоских, цилиндрических и сферических частиц, моделирующих реальные частицы сыпучих материалов.

5.1. Установлено наличие капель жидкости вокруг некоторых пор на поверхности зерновок пшеницы. Их диаметр составляет величину порядка (1*5 мкм и не зависит от влажности зерна. В то же время число капель жидкости на единицу поверхности зерновки возрастает по линейному закону с ростом влажности.

5.2. Предложен метод измерения коэффициента поверхностного натяжения о жидкости по измерению геометрических параметров её капли на соответствующей поверхности. - Данный метод имеет определяющее значение в случае малого количества образца жидкости, когда невозможно использовать обычные методы измерения о.

5.3. Показано, что частицы сферической формы имеют меньшую энергию капиллярной связи, по сравнению с цилиндрическими частицами. Так, энергия связи цилиндрических частиц, у которых длина в два раза превышает их диаметр, в десять раз больше энергии связи сферических частицы той же массы и находящихся на таком же расстоянии. Поэтому для уменьшения вероятности слеживания гранулированных частиц различных материалов, используемых в сельском хозяйстве, предложено придавать этим частицам сферическую форму.

В качестве рекомендаций предлагается.

1. Для повышения эффективности функционирования ёмкостных накопителей, в частности симметричных, конических бункерных устройств, при изменении технологических свойств зерна в результате протекающих в нем капиллярных явлений предлагается г1ри их конструировании выполнять условие: 1 •• г > 0,2 ■ фа

где г - радиус выпускного отверстия бункера в метрах, а -угол наклона стенки бункера. В этом случае, например, расход пшеницы 25%- ой влажности увеличится в 1,65 раза,

48

приближаясь к нормам расхода пшеницы нормативной влажности.

2. Для моделирования процессов истечения из реального бункера, необходимо выполнение критерия подобия, который, в частности для пшеницы, имеет вид:

tga

f \ 1 + а

1-0,6 (l + 1,5 ам) l-0f6 {l + l,5 о)

При этом раооад из бункера будет пересчитываться по формуле:

я =

tgak

Г \ г

\гм J

1 + а

1 + о„

где нижние индексы относятся к модельному бункеру.

3. Для исключения отрицательного влияния капиллярных явлений на перемещение влажного сыпучего материала по горизонтальным вибрирующим плоскостям, необходимо выполнение следующего условия:

ГА г 0,08

где ^ и Л частота и амплитуда колебаний плоскости.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах.

1. Кунаков B.C., Федосеев В.Б. Эквивалентный свод в статистической модели движения сыпучего материала в бункере. // Термическая обработка стали (теория, технология, техника эксперимента): Межвуз. сб. нуч. ст. - Ростов н/Д, 1998 . - С. 126-128.

2. Кунаков B.C., Тарасов Е.А., Федосеев В.Б., Максимов С.М. Статистическое истолкование гравитационного движения материала в бункерах сельскохозяйственного назначения. // Информационное обеспечение и управление в мехатронных производственных системах: Межвуз. сб. науч. ст. - Ростов н/Д, 1998 . - С. 118 - 125.

3. КуНаков B.C., Федосеев В.Б., Оценка потока сводоразрушающих событий в статистической модели

49

неустановившегося движения сыпучего материала в бункере. // Безызносностъ: Межвуз. сб. науч. ст. -_ Ростов н/Д, 1998. Вып. 5. - С. 153 - 156.

4. Кунаков B.C., Федосеев В.Б. Статистический анализ периодичности образования сводов в бункере. // Информационное обеспечение и управление в „ мехатронных производственных системах: Межвуз. сб.

науч. ст. - Ростов н/Д, 1998. - С. 134 - 136.

5. Кунаков B.C., Федосеев В.Б. Сводоразрушакхцие

факторы в статистической модели установившегося -

движения сыпучего материала в бункере. // Термическая обработка стали (теория, технология, техника эксперимента): Межвуз. сб. науч. ст. - Ростов н/Д, 1998. С. 123 -125.

6. Кунаков B.C., Федосеев В.Б. Самоторможение влажного порошка при его истечении из бункера. // Технологии получения и применения порошковых и композиционных функциональных материалов: Информационные технологии для интеграции образования и промышленности: Сб. тр! науч. - техн. конф. и науч. -практ. семинара, 16 - 18 сент. / Южно - Рос. Экспоцентр. - Ростов н/Д, 2003. С.76-79.

7. Федосеев В.Б., Кунаков B.C., Пахайло А.И. «Исследование зависимости давления сыпучего материала на дно и стены силоса от коэффициентов внешнего и внутреннего трения». Электронный журнал «Исследовано в России», 11, стр.114-120, 2003 г.

http://zhurnal.ape.relam.ru/article5/2003/011 .pdf

8. Федосеев В.Б., Кунаков B.C., Пахайло А.И. Статическое давление в силосе с учетом фрикционных свойств сыпучего материала. // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2003. - № 7. - С. 78 - 81. «

9. Кунаков B.C., Федосеев В.Б. Скорость истечения порошка

из бункера с учетом сопротивления воздуха. // Технологии получения и применения порошковых и композиционных функциональных материалов: ф

Информационные технологии для интеграции образования и промышленности: Сб. тр. науч. - техн.

50

1

конф. и науч. - практ. семинара, 16 - 18 сент. / Южно -Рос. Экспоцентр. - Ростов н/Д, 2003. С.80-83:

10. Кунаков B.C., Пахайло А.И., СавилсЙЬ- Ю.В., Федосеев В.Б. Математическая модель движения капель жидкости по пластине вибропобудителя движения зернового материала. Математические методы в технике и технологиях: Сб. тр. XVI Междунар. науч. конф. / РГАСХМ. - Ростов н/Д, 2003. Т.5. - С. 144 - 145.

11. Федосеев В.Б., Кунаков B.C., Захарова O.A. Утилизацйя прокатной окалины методами порошковой металлургии. Доклады и тезисы докладов Ш Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности», 16-18 июня,- Спб, 1998.-т.З. конф.

12. Савилова Ю.В., Федосеев В.Б., ШПолянский А.Я. Математическая модель капиллярного взаимодействия плоских частиц сельскохозяйственного материала. Математические методы в технике и технологиях: Сб. тр. XVI Междунар. науч. конф. / РГАСХМ. - Ростов н/Д, 2003. Т.5. - С. 145 - 147.

13. Кунаков B.C., Савилова Ю.В., Федосеев В.Б., Пахайло

A.И. Математическое моделирование условий выгрузки влажного сельскохозяйственного материала. Математические методы в технике и технологиях: Сб. тр. XVI Междунар. науч. конф. / РГАСХМ. - Ростов н/Д, 2003. Т.5. - С. 141 -143.

14. Гордеева А.Б., Кунаков B.C., Кузнецова H.H., Федосеев

B.Б. Математическая модель адгезионных сил, возникающих во влажном сельскохозяйственном материале. Математические методы в технике и технологиях: Сб. тр. XVI Междунар. науч. конф. / РГАСХМ. - Ростов н/Д, 2003. Т.5. - С. 139 - 141.

15. Гордеева А.Б., Кузнецова H.H., Пахайло А.И., Федосеев В.Б. Математическая модель взаимодействия цилиндрических частиц влажного сельскохозяйственного материала. Математические методы в технике и технологиях: Сб. тр. XVI Междунар. науч. конф. / РГАСХМ. - Ростов н/Д, 2003. Т.5. - С. 138 - 139.

51

16. Федосеев В.Б., Пахайло А.И., Кунаков B.C., Шполянский А.Я. Равновесие сыпучего сельскохозяйственного материала на увлажненной плоскости. - // Изв. Вузов Сев. - Кавк. регион. Техн. науки. - 2004. - № 1. - с. 101 -103.

17. Федосеев В.Б. Трение покоя и деформация зерновок пшеницы. Ростов-на-Дону, Известия высших учебных заведений, Северо-Кавказский регион, Естественные науки, Приложение 1'05, с. 93 - 96.

18. Федосеев В.Б, Капиллярные явления и трение покоя сыпучих материалов. - Ростов-на-Дону, СевероКавказский центр высшей школы, Научная мысль Кавказа, Приложение 14'2004, с. 167 - 170.

19. Федосеев В.Б. Капиллярные явления и вязкое трение зерновок пшеницы. - Ростов-на-Дону, Северо-Кавказский центр высшей школы, Научная мысль Кавказа, Приложение 13'2004, с. 175 - 179.

20. Федосеев В.Б. Сухое и вязкое трение сыпучих тел. Росгов-на-Дону, Известия высших учебных заведений, Северо-Кавказский регион, Естественные науки, Приложение 1'05, с. 89 - 93.

21. Гордеева А.Б., Федосеев В.Б., Кунаков B.C. Исследование капиллярных сил когезии между зернами пшеницы. Ростов-на-Дону, Известия высших учебных заведений, Северо-Кавказский регион, Естественные науки, Приложение 1'05, с. 86 - 89.

22. Федосеев В.Б., Савилова Ю.В., Шполянский А.Я. Экспериментальное исследование параметров жидкости, находящейся в зернах пшеницы. - Ростов-на-Дону, Северо-Кавказский центр высшей школы, Научная мысль Кавказа, Приложение Ю'2005, с. 141 - 144.

23. Федосеев В.Б., Кунаков B.C. Физические свойства жидкости, находящейся в зернах сельскохозяйственных культур, и ее влияние на внешнее трение. Ресурсосберегающие технологии и технические средства в животноводстве: Сборник научных трудов. - Зерноград: ВНИПТИМЕСХ, 2005, с. 145 - 152.

24. Кунаков B.C., Красное И.Н., Федосеев В.Б. Распределение

52

давления по дну кучи сыпучего материала. Совершенствование процессов и технических средств в АПК. (Выпуск 6). Сб. научн. тр. Зерноград, 2005, с. 22 -29.

25. Краснов И.Н., Федосеев В.Б. Влияние капиллярного трения на слеживаемость зернового материала. Совершенствование процессов и технических средств в АПК. (Выпуск б). Сб. научн. тр. Зерноград, 2005, с. 11 -22.

26. Бондаренко А.М., Федосеев В.Б. Экспериментальные исследования слеживаемости сыпучего сельскохозяйственного материала. Совершенствование процессов и технических средств в АПК. (Выпуск 6). Сб. научн. тр. Зерноград, 2005, с. 3 -11.

27. Федосеев В.Б. Капиллярные явления в зерновых культурах. - Ростов' н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2005. - 144 с.

28. В.Б.Федосеев, А.Б.Гордеева, В.С.Кунаков. Скорость истечения зерна из конического бункера. Ростов-на-Дону, Известия высших учебных заведений, Северо-Кавказский регион, Естественные науки, Приложение 8'05, с. 18 - 24.

29. В.Б.Федосеев. Исследование внутреннего трения пшеницы в зависимости от влажности. Ростов-на-Дону, Известия высших учебных заведений, Северо-Кавказский регион, Естественные науки, Приложение 8'05, с. 14 - 18.

30. В.Б.Федосеев, А.Б.Гордеева. Капиллярное взаимодействие зерновок сельскохозяйственных культур. Ростов-на-Дону, Известия высших учебных заведений, Северо-Кавказский регион, Естественные науки, Приложение 6'05, с. 20 - 23.

31. В.Б.Федосеев. Самоторможение зернового материала в коническом бункере. Ростов-на-Дону, Известия высших учебных заведений, Северо-Кавказский регион, Технические науки, 2005, Приложение № 3, с. 134 -137.

32. В.Б.Федосеев, А.Я.Шполянский. Микроскопические исследования поверхности зерновок пшеницы. Ростов-на-Дону, Известия высших учебных заведений, СевероКавказский регион, Технические науки, 2005,

. Приложение № 3, с. 138 - 140.

8. В.Б.Федосеев, А.Я.Шполянский. Гравитационное истечение зерна их бункера с учетом сопротивления воздуха. Ростов-на-Дону, Известия высших учебных

- заведений, Северо-Кавказский регион, Технические науки, 2005, Приложение № 3, с. 140 - 144.

9. В.Б.Федосеев, Н.Н.Фролова. Горизонтальное давление зерна в силосах. Ростов-на-Дону, Северо-Кавказский центр высшей школы, Научная мысль Кавказа, Приложение 11'2005, с. 100 - 103.

10. В.Б. Федосеев. Определение коэффициентов внешнего и внутреннего трения по углу естественного откоса. Ростов-на-Дону, Северо-Кавказский центр высшей школы, Научная мысль Кавказа, Приложение 12'2005, с. 105 -109.

11. В.Б.Федосеев, Н.Н.Фролова, B.C.Кунаков. Условия равновесия зерна на наклонной и вибрирующей плоскостях. Ростов-на-Дону, Северо-Кавказский центр высшей школы, Научная мысль Кавказа, Приложение 12'2005, с. 109 - ИЗ.

ЛР №0477 от 18.05.01. В набор 18.01.06. В печать 20.01.06. Объем 3,37 усл.п.л., 3,15 уч.-изд.л. Офсет. Бумага тип №3. Формат 60X84/16. Заказ № 3. Тираж 100.

Издательский центр ДГТУ

Адрес университета и полиграфического предприятия: 344010, г.Ростов-на-Дону, пл.Гагарина,!.

! i

i

Г

i

4,

i

1

1. ВВЕДЕНИЕ

1.1. Актуальность исследования

1.2. Анализ литературных источников

1.3. Цели и задачи исследования

2. АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Капиллярные силы адгезии и когезии в сыпучем материале

2.2. Анализ сил трения в сыпучем материале, обусловленных капиллярными явлениями

2.3. Исследование влияния капиллярных сил адгезии и когезии на истечение сыпучего материала из бункерных установок

2.4. Распределение давления сыпучего материала в силосе с учетом капиллярных явлений

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ КАПИЛЛЯРНОЙ ВЛАГИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЗЕРНА

3.1. Исследования сил трения в зерновом материале сельскохозяйственных культур

3.2. Условия равновесия зернового материала на наклонной и вибрирующей плоскостях

3.3. Исследования процесса истечения из бункера зернового материала различной влажности

3.4. Исследование зависимости от времени капиллярных сил в зерновом материале (слеживаемость сыпучих материалов)

4. ОЦЕНКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

Зерно является одним из основных продуктов питания человека. Оно является также сырьем для получения других продуктов, таких как крахмал, крупяные изделия, пищевые концентраты, комбикорма. Исключительно важное значение зерна сделало его основной сельскохозяйственной культурой в агропромышленном комплексе (АПК).

Потребность в увеличении производства зерна ежегодно возрастает, однако возрастают и его потери.

В связи с этим возникает социально-экономическая проблема -сокращения потерь продуктов растениеводства.

При этом особое значение приобретают вопросы совершенствования эффективности функционирования технологических звеньев в поточной уборке и послеуборочной обработке урожая. Это в конечном итоге приведет к уменьшению потерь урожая и повышению производительности труда.

Вопросы повышения производительности труда в АПК в настоящее время решаются на основе коренного изменения системы управления сельским хозяйством, изменения собственности на землю и средства производства, а также путем развития и дальнейшего совершенствования материально-технической базы АПК. Для решения последней задачи требуется ускорение научно-технического прогресса, создание новой, отечественной техники для сельского хозяйства.

Существенную помощь конструкторским бюро, заводам по изготовлению сельскохозяйственной техники, могут оказать теоретические и экспериментальные исследования условий функционирования машин, агрегатов, отдельных рабочих органов в сельскохозяйственном производстве. Предварительные исследования, проведенные на высоком научном уровне, существенно сокращают стадию проектирования машины, объективно предсказывают ее технические возможности, сокращают время опытных производственных испытаний. При наличии теории можно использовать современные пакеты математических программ, вычислительные средства, что значительно облегчает и ускоряет работу конструкторских бюро.

1.2. Выводы из разработанной теории движения влажного зернового материала в бункерах показывают возможность его самоторможения, без условия сводообразования. Самоторможение определяется выявленным капиллярным трением между частицами. Критерий самоторможения, кроме угла наклона образующей бункера, радиуса его выпускного отверстия, определяется числом жидкостных, капиллярных контактов между зерновками. Самоторможение, например, для пшеницы произойдет при 30 -40 контактов на одну зерновку. Так, из бункера с углом наклона а = 45° и радиусом выпускного отверстия г = 20 см произойдёт остановка истечения пшеницы при её влажности W = 25 % . В то же время пшеница кондиционной влажности будет свободно вытекать из данного бункера.

1.3. Получены критерии подобия для расхода зерна из конических бункеров, позволяющие, с целью сокращения экономических затрат, моделировать процессы истечения влажного зерна из бункерных установок.

1.4. Расчеты, на основании разработанной теории, показывают уменьшение расхода сыпучего материала из бункерных устройств, при увеличении его влажности, за счет вязкого трения. Так, в частности, при увеличении влажности пшеницы от 10 до 20% расход из бункера уменьшается на 20% (а = 45° и г = 20 см).

1.5. Установлено, что силы капиллярной адгезии между частицами и стенками бункера оказывает незначительное влияние на расход и скорость движения зернового материала. Не более 2,5 % в сторону уменьшения. Не оказывают заметного влияния эти силы и на распределение давлений зернового материала в силосах. Не более 3 % в сторону уменьшения на дно силоса и, соответственно, не более 3% в сторону увеличения на боковую стенку силоса.

1.6. Показано, что вязкое сопротивление со стороны воздуха не оказывает заметного влияния на движение зернового материала в бункерных устройствах. Так, при угле наклона стенки бункера всего в один градус, сопротивление движению зерна со стороны стенок превосходит сопротивление движению зерна со стороны воздуха.

1.7. Установлено, что силы капиллярной когезии практически не оказывают влияния на расход зерна из бункера.

2. Разработана теория равновесия сыпучего тела в силосах, с учетом капиллярного взаимодействия его частиц. Показано, что учет капиллярных явлений приводит к необходимости учета внутреннего трения при расчете давлений на дно и стены силосов.

2.1. Выявлены и обоснованы новые закономерности распределения давления на дно и стенам силосов, при учете капиллярных явлений на поверхности семян зерновых культур. Показано, что с течением времени относительная роль капиллярных взаимодействий возрастает, что способствует дальнейшему развитию процессов слеживаемости зерна.

2.2. Получены критерии подобия, позволяющие пересчитывать давление от модельных исследований к условиям реальных силосов, а также моделировать процессы слеживаемости зерна различной степени влажности в реальных силосах.

2.4. Для диагностирования начала процессов слеживаемости сыпучего материала предложено проводить регистрацию давления на дно и боковую стену силоса. Противофазные изменения давления на дно и стены силоса свидетельствуют о необходимости начала мероприятий по предотвращению слеживаемости сыпучего материала.

2.3. На основании полученных критериев подобия предложена методика прогнозирования сроков слеживаемости зерна данной партии в реальных силосах по результатам модельных экспериментов.

3. На основе разработанной теории капиллярного взаимодействия частиц сыпучего материала выявлены основные закономерности изменения внешнего и внутреннего трения. Показано, в частности, что капиллярные силы адгезии и когезии приводят к увеличению сил сухого трения. Во-первых, за счет увеличения сил реакции между частицами - внутреннее трение, и, во-вторых, за счет увеличения сил реакции между частицами и ограничивающими поверхностями - внешнее трение. Кроме того, капиллярные взаимодействия вызывают зависимость сил трения от величины удельной нагрузки и степени влажности зерна.

3.1. Установлено, что на изменение сил трения в зерновом материале существенное влияние оказывает работа по разрыву жидкостных, капиллярных связей (перемычек) между самими частицами сыпучего материала, а также между частицами и ограничивающими поверхностями, при их относительном движении. Эта дополнительная работа эквивалентна увеличению сил как внутреннего, так и внешнего трения. Таким образом, можно говорить о наличии дополнительного трения, имеющего место только

-299в сыпучих средах и, как следствие, в зерновом сельскохозяйственном материале. Работа по разрыву капиллярных связей линейно возрастает с ростом влажности зерна.

3.2. Установлено наличие вязкого трения в зерновом материале любой степени влажности. Относительный вклад компоненты вязкого трения растет, с ростом влажности зерна.

3.3. Установлено, что вклад капиллярных взаимодействий в общее сопротивление движению зависит, кроме всего прочего, от относительной скорости движения частиц. При достижении критической скорости (0,5 м/с при относительном движении зерновок между собой и 1,0 м/с при движении зерновок относительно ограничивающей поверхности) влияние капиллярных явлений, а соответственно и вязкого трения, пренебрежимо мало. Этот факт объясняется тем, что при таких скоростях капиллярные связи между частицами не успевают образовываться.

4. На основе выявленных закономерностей внешнего и внутреннего трения, разработана методика расчета изменяющихся условий равновесия сыпучего материала на наклонной и вибрирующей плоскостях.

4.1. С целью уменьшения энергетических затрат, предложено вибрирующие поверхности изготавливать с гидрофобным покрытием. В этом случае, для перемещения зернового материала любой влажности по такой поверхности, частота колебаний может быть снижена до f=3,6 + 4 Гц (по сравнению со стандартной частотой / = 7+8 Гц) при той же амплитуде колебаний А = 8 мм.

4.2. С целью устранения отрицательного влияния капиллярных взаимодействий, предложено частоту колебаний металлических поверхностей увеличить до f = 10 Гц, при той же амплитуде колебаний А = 8 мм.

5. На основе общих закономерностей разработана теория капиллярного взаимодействия зерновок сельскохозяйственных культур, а также плоских, цилиндрических и сферических частиц, моделирующих реальные частицы сыпучих материалов.

5.1. Установлено наличие капель жидкости вокруг некоторых пор на поверхности зерновок пшеницы. Их диаметр составляет величину порядка d ~ 5 мкм и не зависит от влажности зерна. В то же время число капель жидкости на единицу поверхности зерновки возрастает по линейному закону с ростом влажности.

5.2. Предложен метод измерения коэффициента поверхностного натяжения о жидкости по измерению геометрических параметров её капли на соответствующей поверхности. Данный метод имеет определяющее значение в случае малого количества образца жидкости, когда невозможно использовать обычные методы измерения о.

5.3. Показано, что частицы сферической формы имеют меньшую энергию капиллярной связи, по сравнению с цилиндрическими частицами. Так, энергия связи цилиндрических частиц, у которых длина в два раза превышает их диаметр, в десять раз больше энергии связи сферических частицы той же массы и находящихся на таком же расстоянии. Поэтому для уменьшения вероятности слеживания гранулированных частиц различных материалов, используемых в сельском хозяйстве, предложено придавать этим частицам сферическую форму.

Рекомендации

1. Для повышения эффективности функционирования ёмкостных накопителей, в частности симметричных, конических бункерных устройств, при изменении технологических свойств зерна в результате протекающих в нем капиллярных явлений предлагается при их конструировании выполнять условие: г > 0,2 -tga где г - радиус выпускного отверстия бункера в метрах, а - угол наклона стенки бункера. В этом случае, например, расход пшеницы 25 % — ой влажности увеличится в 1,65 раза, приближаясь к нормам расхода пшеницы нормативной влажности.

2. Для моделирования процессов истечения из реального бункера, необходимо выполнение критерия подобия, который, в частности для пшеницы, имеет вид: гм=г

-и.Мм tga

1 + а 1 + ам

1-0,6-(1 + 1,5-ам) 1 - 0,6 • (l +1,5 • а)

При этом расход из бункера будет пересчитываться по формуле: q = q tga м м tga гм у

1 + а

1 + а м где нижние индексы относятся к модельному бункеру.

3. Для исключения отрицательного влияния капиллярных явлений на перемещение влажного сыпучего материала по горизонтальным вибрирующим плоскостям, необходимо выполнение следующего условия:

-А > 0,08 где / и А частота и амплитуда колебаний плоскости.

Условные обозначения

Р - давление;

К - кривизна поверхности; а - коэффициент поверхностного натяжения; в - краевой угол смачивания;

F - сила;

L - периметр плоской фигуры;

R - радиус окружности; к - коэффициент сопротивления для жидкого трения; М,т- масса; р - плотность; у - насыпная плотность; а - угол к вертикали стенки бункера, угол наклонной плоскости;

Р - угол укладки частиц сыпучего материала; р - угол внешнего трения, угол наклона касательной; у/ - угол внутреннего трения;

А - работа, амплитуда колебаний;

W - поверхностная энергия;

S - площадь поверхности; g - ускорение свободного падения;

Н - высота; - безразмерная координата х; д - безразмерная координата у;

In - натуральный логарифм;

F[.J - элиптический интеграл первого рода;

Е[.] - элиптический интеграл второго рода; е - основание натуральных логарифмов; t - текущее время;

Т - время истечения зернового материала из бункера; dk - диаметр капилляров; dj - диаметр зерен; th - гиперболический тангенс; а - ускорение; v - линейная частота колебаний; со - циклическая частота колебаний;

G - сила тяжести; q - расход зернового материала; к - коэффициент сопротивления движению;

N - силы реакции, число частиц в поперечном сечении;

Т - силы сухого трения;

Hi - коэффициент внутреннего трения; ле - коэффициент внешнего трения;

11 - коэффициент вязкого трения;

W - относительная влажность зернового материала; кБ - коэффициент пропорциональности между давлениями на дно и стены силоса без учета капиллярных явлений; к'Б - коэффициент пропорциональности между давлениями на дно и стены силоса с учетом капиллярных явлений; п - число жидких контактов на одну зерновку;

- число жидких контактов на 1 мм поверхности зерновки; п3 - число зерновок по периметру элементарного слоя; z - число зерен в нижнем слое навески; т0 - масса одной зерновки; /ад - капиллярная сила адгезии на одну зерновку; jко - капиллярная сила когезии на одну зерновку; / - линейная частота колебаний; т0 - коэффициент сопротивления на одну зерновку для жидкого трения; г - радиус выпускного отверстия бункера;

Кп - критерии подобия; П - безразмерная величина давления; Q - безразмерная величина расхода зерна из бункера; Н - высота насыпи зерна; коэффициент внешнего, сухого трения; коэффициент внутреннего сухого трения; tg(p t&V

ГЛОССАРИЙ

1. Адгезия - возникновение связи между поверхностными слоями двух разнородных (твердых или жидких) тел, приведенных в соприкосновение.

2. Бункер - отличается от закрома днищем, которое напоминает опрокинутую пирамиду.

3. Гигроскопичность - способность поглощать пары воды из воздуха или выделять их в окружающее пространство. В результате взаимодействия зерновой массы с окружающей средой влажность зерна непрерывно изменяется до установления равновесной.

4. Гистерезис смачивания - часто наблюдаемая задержка в установлении равновесных краевых углов.

5. Закрома - часть зернохранилища, отгороженного стенками небольшой высоты.

6. Зерно - плод хлебных злаков и семя зерновых бобовых культур. Зерно - основной продукт питания человека, сырьё для мукомольной, крупяной и др. промышленности.

7. Капиллярная конденсация - конденсация пара в капиллярах и микротрещинах пористых тел, а также в промежутках между тесно сближенными частицами или телами.

8. Капиллярное трение - дополнительное сопротивление движению, вызванное работой по разрыву жидкостных, капиллярных связей между частицами сыпучего вещества.

9. Капиллярные явления - поверхностные явления, возникающие при совместном действии молекулярных сил (поверхностное натяжение и смачивание) и внешних сил (сил тяжести) и вызывающие

-306искривление жидких поверхностей раздела.

10. Когезия - частный случай адгезии, взаимодействие соприкасающихся одинаковых тел.

11. Краевой угол - угол смачивания, угол 0, образуемый поверхностью твердого тела (или жидкости) и плоскостью, касательной к поверхности жидкости, граничащей с телом.

12. Моделирование - замена изучения некоторого объекта или явления экспериментальными исследованиями его модели, имеющей ту же физическую природу. К моделированию прибегают не только из экономических соображений.

13. Поверхностные явления - явления, вызываемые избытком свободной энергии в пограничном слое - поверхностной энергией. Поверхностные явления в твердых телах имеют место прежде всего на внешней поверхности тела. К ним относятся: сцепление (когезия), прилипание (адгезия), смачивание, трение.

14. Равновесная влажность зерна - это влажность, при которой наступает состояние равновесия между влажностью зерна и окружающей среды, после чего изменение влажности хранящейся массы зерна прекращается.

15. Расход объёмный - объём зерна, вытекающего из бункера в единицу времени.

16. Расход весовой - масса зерна, вытекающего из бункера в единицу времени.

17. Силос - зернохранилище, у которого высота стен значительно превышает размеры поперечного сечения.

18. Слеживаемость - явление частичной или полной потери сыпучести зерновой массы.

19. Смачивание - явление, возникающее при соприкосновении жидкости с поверхностью твердого тела или другой жидкостью.

20. Сорбция - поглощение твердым телом или жидкостью сорбентом) жидкого вещества или газа (сорбата) из окружающей среды.

21. Сорбция зерна - это способность поглощать (сорбировать) из окружающей среды пары различных веществ, газы и выделять их (десорбировать). Эти свойства присущи зерну и семенам всех культур. Сорбционные свойства объясняются капиллярно-пористой структурой каждой зерновки и скважностью насыпи. Между клетками и тканями зерен расположены макро- и микрокапилляры и поры (10"3.10"4 см, 10"7 см). Стенки макро- и микрокапилляров -активная поверхность, участвующая в процессах сорбции и десорбции молекул паров и газов. По системе макро- и микрокапилляров перемещаются сжиженные пары.

22. Сыпучесть - характеризуется углом естественного откоса. Сыпучесть массы зерна зависит как от ее когезионных свойств, так и от адгезионных свойств материалов, из которых выполнены стены ограждающих конструкций, выпускные отверстия, рабочие органы технологического оборудования и транспортных средств.

23. Трение сухое - трение между поверхностями двух твердых тел при отсутствии между ними какой-либо прослойки, например смазки.

24. Трение внешнее - трение между сыпучим телом и ограждающими поверхностями.

25. Трение внутреннее - трение между самими частицами сыпучего вещества (подобно вязкому трению между слоями жидкости).

26. Трение вязкое - трение между твердым телом и жидкой или газообразной средой. В отличие от сухого трения вязкое трение характерно тем, что сила вязкого трения обращается в нуль одновременно со скоростью.

27. Угол естественного откоса - угол между диаметром основания и образующей конуса, получающегося при свободном падении зерновой массы на горизонтальную плоскость.

-30828. Элеватор - комплекс рабочей башни и силосного корпуса для приемки, хранения и отпуска зерна различных культур при полной механизации всех работ.

1. Хайкин С.Э. Физические основы механики / С.Э. Хайкин. - М.: Наука, 1971.-С. 192-196; 534-542.

2. Никитин А.К. Введение в механику сплошной среды / А.К. Никитин. -Ростов н/Д, 1978. Ч. II. - С. 3-10.

3. Ахматов А.С. Молекулярная физика граничного трения / А.С. Ахматов. -М.: Физматгиз, 1968. С. 313-319.

4. Coulomb. Application des regies de maximis et minimis a quelques proble-mes de statiqu relatifs a J'architecture. Mem des Savants Etrangers de J'dcad d / Coulomb // Sc. de Paris, 1773.

5. De Lahir. Sur la construction des voutes dans les edifices. Mem de' Z'dcad d / De Lahir// Sc. de Paris, 1712. P. 91-101.

6. Boudues. Sur les lignes courbes, qui sont propres a formez les voutes en domes / Boudues // Zbid, 1734.

7. Belidor. Science des ingenieurs / Belidor. Paris, 1729.

8. Bossut. Recherches sur Z'equilibre des voutes. Mem de z'dcad d / Bossut // Sc de Paris, 1774.

9. Schulz P. Zeitschrift fur das Berghutten und Salinenwesen in Prunsstaate / P. Schulz. - Б.м., 1867. - S. 57-68.

10. Engessez N. Deutche Bauzeitung / N. Engessez. Leipzig, 1882.

11. И. Фрид M. Результаты опытов давления зерна на дно и стенки глубоких сосудов / М. Фрид // Мукомольно-пищевая промышленность. 1890. - № 4.-С. 921-933.

12. Делакроа А. Опыт непосредственного определения давления зерна в закромах элеватора / А. Делакроа // Журнал МПС. 1894. - Кн. 3.

13. Jansen Н. Versuche uber Getreidedruck in Silozellen / H. Jansen. Berlin, 1895.-S. 1045-1049.

14. Bierbaumer. Die Dimensionierung des Tunnelmauerwerkes / Bierbaumer. —-3101.epzig; Berlin, 1913. S. 24-48.

15. Willman E. Uber einige Gebirgsdruckerscheinungen / E. Willman. Berlin, 1900.-S. 42-58.

16. Гутьяр E.M. Вопросы динамики сыпучей среды / Е.М. Гутьяр // Научные сообщения ЦНИИСК. М„ 1958. - Вып. 2. - С. 41-43.

17. Сорокин Н.В. Давление вытекающего зерна на стены и дно силосов / Н.В. Сорокин // Советское мукомолье и хлебопечение. 1936. - № 2. - С. 23-26.

18. Шумской Д.В. Давление зерна на дно и стены закромов / Д.В. Шумской // Советское мукомолье и хлебопечение. 1929. - № 1. - С. 81-89.

19. Колычев В.И. Зернохранилища и элеваторы / В.И. Колычев. М.; Л.: Сельхозгиз, 1932. - 580 с.

20. Бернштейн М.С. Форма истечения и давления зерна в силосах / М.С. Бернштейн // Строительная промышленность. 1945. - № 10. - С. 11-13.

21. Бернштейн М.С. Форма истечения и давления зерна в силосах / М.С. Бернштейн // Исследовательские работы по инженерным конструкциям. -М., 1949.-С. 139-168.

22. Бернштейн М.С. О статических свойствах несвязанного сыпучего тела в предельном равновесии / М.С. Бернштейн, А.Г. Иммерман. М., 1952. -С. 20-45.

23. Кареев В.И. Результаты измерения давления зерна на стенки и днище короткого силоса / В.И. Кареев, В.Т. Падалкин // Механика сыпучих материалов: тез. докл. Всесоюз. конф. Одесса, 1980. - С. 132-133.

24. Латышев Б.В. Дифференциальный учет нагрузок и воздействие на стены силосов / Б.В. Латышев // Механика сыпучих материалов: тез. докл. Всесоюз. конф. Одесса, 1980. - С. 128-129.

25. Модестов Б.С. Давление на стенки бункера при выпуске несвязанного материала / Б.С. Модестов, Н.И. Ващенко, М.Н. Сидоров // Механика сыпучих материалов: тез. докл. Всесоюз. конф. Одесса, 1980. - С. 136137.

26. Jenkin C.F. Pressure Exerted by Granular Material an Application of the Prin ciples of Dilatancy / C.F. Jenkin // Proceedings pf Royal Society of London. Ser. A. 1931. - Vol. 131. - P. 53-89.

27. Сорокин H.B. Обобщение формулы Янсена для силосов, наполненных разнородными материалами / Н.В. Сорокин // Советское мукомолье и хлебопеченье. 1934. - № 3. - С. 16-17.

28. Сорокин Н.В. Давление сыпучих тел на стены и дно силосов переменного сечения / Н.В. Сорокин // Советское мукомолье и хлебопеченье. — 1935.-№4.-С. 17-20.

29. Гутьяр Е.М. Распределение давления на стенки силосной башни / Е.М. Гутьяр // Труды / Моск. автодор. ин-т. М., 1935. - Сб. 2. - С. 37-40.

30. Хаймович М.И. Опытное определение давление зерна в силосах / М.И. Хаймович // Строительная промышленность. 1944. - № 5-6.

31. Чайковский Б.М. Об уравнении движения сыпучей среды / Б.М. Чайковский // Труды / Кишинев, с.-х. ин-т. Кишинев, 1964. - Т. 33. - С. 14-15.

32. Ким B.C. Давление зерна и совершенствование конструкций силосов зерновых элеваторов / B.C. Ким. М.: Хлебоиздат, 1959. - 55 с.

33. Платонов П.Н. Давление в потоке идеального сыпучего тела / П.Н. Платонов, А.П. Ковтун // Изв. вузов. Пищевая технология. 1960. - № 6. - С 142-146.

34. Емельянов JI.M. Два типа давления грунта в высоких коробах / JI.M. Емельянов // Известия ТСХА. М., 1962. - Вып. 6. - 43 с.

35. Дейч Г.П. Давление на стенки силоса / Г.П. Дейч, Л.Ц. Шмидт // Конструирование и технология машиностроения. М.: Мир, 1969. - С. 170181. - (Тр. амер. о-ва инженеров-механиков / Сер. В; № 2).

36. Битюков В.А. Плотность укладки частиц в зоне выпуска сыпучих материалов из модели / В.А. Битюков, П.И. Лукьянов // Изв. вузов. Горный журнал. 1968. - № 7. - С. 22-25.

37. Гейм Ю.А. Аналитическое исследование давлений сыпучего материала емкости / Ю.А. Гейм, В.Ф. Семенов // Молодежь и технический прогресс: тез. докл. науч.- техн. конф. / АПИ. Барнаул, 1975. - Ч. 2. - С. 2730.

38. Reimbert М. Supressioms dansles silos lors de leur Vidange / M. Reimbert // Acier-Stahl-Steel. 1955. - № 5.

39. Канканян Г. Определение величин угла обрушения и давления сухого песка на подпорную стенку / Г. Канканян // Журнал технической физики. 1963. - Т. VII, вып. 24. - С. 13-18.

40. Карчевский И.С. Опыт исчисления давления зерна на дно и стенки закромов / И.С. Карчевский // Журнал МПС. 1984. - Кн. 3. - С. 291-344.

41. Ковтун А.В. Измерение давления сыпучего тела по началу перемещения / А.В. Ковтун, П.И. Платонов // Пищевая технология. 1961. - № 1. - С. 18-23.

42. Кузнецов С.М. О деформациях силосных корпусов железобетонных элеваторов / С.М. Кузнецов // Давление на стенки силосов и их прочность: сб. ст. М., 1964.

43. Хороший И.С. Исследование горизонтального давления зерна на ребристые стенки круглых силосов диаметром 6 м и деформации стен в условиях эксплуатации / И.С. Хороший, Ф.А. Иссерес // Элеваторная промышленность: сб. ст. М., 1964. - № 15.

44. Кунаков B.C. Давление влажного зерна на стенки пирамидального бункера / B.C. Кунаков, H.JI. Земляков, В.Д. Алексеенко; РИСХМ. Ростов н/Д, 1982. - 9 с. - Деп. в ЦНИИТЭИтракторсельхозмаш 21.01.83, № 319.

45. Кунаков B.C. Давление влажного зерна на стенки щелевого бункера / B.C. Кунаков, H.JI. Земляков, В.Д. Алексеенко; РИСХМ. Ростов н/Д, 1982. - 9 с. - Деп. в ЦНИИТЭИтракторсельхозмаш 21.01.83, № 320.

46. Пипер К. Исследование силосных нагрузок на моделях / К. Пипер // Конструирование и технология машиностроения. М.: Мир, 1969. - С. 8087. - (Тр. амер. о-ва инженеров-механиков / Сер. В; № 2).

47. Таймер О.Ф. Аварии железобетонных силосов зерновых элеваторов / О.Ф. Таймер // Конструирование и технология машиностроения. М.:

48. Мир, 1969. С. 181-197. - (Тр. амер. о-ва инженеров-механиков / Сер. В; №2).

49. Покровский Г.И. Об истечении сыпучих тел / Г.И. Покровский, А.Н. Арефьев // Журнал технической физики. 1937. - Т. VII, вып. 4. - С. 424427.

50. Цимбаревич П.Н. Механика горных пород / П.Н. Цимбаревич. М., 1948.-С. 15-18.

51. Слесарев В.А. Величина горного давления / В.А. Слесарев. М., 1936. -207 с.

52. Цытович И.Н. Механика грунтов / И.Н. Цытович. М., 1963. - 219 с.

53. Зенков P.JI. Механика насыпных грунтов / P.JI. Зенков. М.: Машиностроение, 1960. - 211 с.

54. Зенков P.JI. Бункерные устройства / P.JI. Зенков, Г.П. Гриневич, B.C. Исаев. М.: Машиностроение, 1977. - 244 с.

55. Гячев JI.B. Движение сыпучих материалов в трубах и бункерах / JI.B. Гячев. М.: Машиностроение, 1968. - 184 с.

56. Богомягких В.А. Теория и расчет бункеров для зернистых материалов / В.А. Богомягких. Ростов н/Д: Изд-во РГУ, 1973. - 148 с.

57. Богомягких В.А. Исследование сводообразования в осесимметричных бункерах при истечении легкосыпучих материалов: автореф. дис. . канд. техн. наук / В.А. Богомягких. Зерноград, 1968. - 24 с.

58. Богомягких В.А. К расчету бункеров для зерна / В.А. Богомягких // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1968. - № 8. - С. 1720.

59. Богомягких В.А. Условия истечения сыпучих материалов из бункера / В.А. Богомягких, В.И. Приленский // Вопросы механизации и электрификации сельскохозяйственного производства. Ростов н/Д: Изд-во РГУ, 1969. - Вып. 12. - С. 147-152.

60. Богомягких В.А. Угол укладки частиц сыпучего материала / В.А. Бого-мягких, А.А. Лянник // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1970. - № 8. - С. 45-46.

61. Богомягких В.А. О рациональной форме выпускных отверстий бункеров / В.А. Богомягких, В.И. Приленский // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1970. - № 6. - С. 23-24.

62. Богомягких В.А. О пропускной способности бункеров / В.А. Богомягких // Сообщения ВИЭСХ. 1971. - № 1109/09.

63. Богомягких В.А. К вопросу образования сводов в бункерах при истечении зернового материала / В.А. Богомягких // Механика сыпучих материалов: тез. докл. Всесоюз. конф. Одесса, 1971. - С. 119.

64. Богомягких В.А. Сводообразование как фактор, влияющий на технологические параметры бункеров / В.А. Богомягких, В.В. Лященко // Механизация и электрификация сельскохозяйственного производства. Зер-ноград, 1972. - Вып. 15. - С. 143-148.

65. Богомягких В.А. Определение зоны повышенных давлений в бункерах и силосах / В.А. Богомягких, В.Г. Ялтанцев, В.А. Зыков // Механика деформируемых систем в сельхозмашиностроении. Ростов н/Д, 1974. - С. 97-107.

66. Богомягких В.А. Процесс образования сводов в силосах и бункерах при истечении сыпучих материалов / В.А. Богомягких, В.Г. Ялтанцев, В.А. Зыков // Механика деформируемых систем в сельхозмашиностроении. — Ростов н/Д, 1974. С. 115-119.

67. Богомягких В.А. Интенсификация разгрузки бункерных устройств в условиях сводообразования зернистых материалов / В.А. Богомягких, А.П. Пепчук. Зерноград, 1997. - 161 с.

68. Теоретические основы расчета сводоразрушающих устройств бункеров сельскохозяйственного назначения / В.А. Богомягких, Н.С. Вороной, B.C. Кунаков и др. Зерноград, 1997. - 123 с.

69. Статистическая теория истечения сыпучих сред / В.А. Богомягких, B.C. Кунаков, А.И. Пахайло и др. Ростов н/Д, 1997. - 147 с.

70. Богомягких В.А. Расчет параметров и режимов работы сводоразрушающих устройств / В.А. Богомягких, B.C. Кунаков // V Международная конференция по динамике технологических систем: тез. докл. / ДГТУ. -Ростов н/Д, 1997. Т. 1. - С. 85-87.

71. Богомягких В.А. К вопросу безопасности операторов обеспечивающих бункеры с.-х. назначения / В.А. Богомягких, B.C. Кунаков // Промышленная экология 97: тез. докл. науч. - практ. конф., 12-14 нояб. - СПб., 1997.-С. 454.

72. Богомягких В.А. Требования безопасности к оборудованию для выгрузки сыпучих тел / В.А. Богомягких, B.C. Кунаков // Промышленная экология 97: тез. докл. науч. - практ. конф., 12-14 нояб. - СПб., 1997. - С. 23-25.

73. Михайличенко В.Н. Определение соотношения между нормальными к стенке бункера и осевыми давлениями в сыпучей среде / В.Н. Михайличенко // Механика сыпучих материалов: тез. докл. Всесоюз. конф. -Одесса, 1980.-С. 147-148.

74. Бугаев В.Т. О распределения давления по высоте стенки в процессе образования засыпки / В.Т. Бугаев, Я.В. Науменко // Механика сыпучихматериалов: тез. докл. Всесоюз. конф. Одесса, 1980. - С. 138-139.

75. Каталымов А.В. Исследование пульсаций давления у края выпускного отверстия при истечении сыпучего материала / А.В. Каталымов, В.В. Кокурин, Н.В. Пискунов // Механика сыпучих материалов: тез. докл. Всесоюз. конф. Одесса, 1980. - С. 148-149.

76. Гячев JI.B. Основы теории бункеров / JI.B. Гячев. Новосибирск: Изд-во Новосибир. ун-та, 1992. - 312 с.

77. Надеждин В.А. Распределение давлений в сыпучих телах / В.А. Надеж-дин // Мукомольно-пищевая промышленность. 1891. - № 1. - С. 109131.

78. Hagen Е. // Berliner Monatsberichte der Akademie der Wissenshaften. -1852.-№35.

79. Ketchum M.S. Walls, Bins and Grains Elevators / M.S. Ketchum; MCGraw -Hill. New York, 1911.

80. Takahachi K. // Bulleten Institute Physike chemi Research. 1933. - № 12. -P. 984.

81. Takahachi K. // Bulleten Institute Physike chemi Research. 1934. - № 6. -P. 11.

82. Kelley A.E. // Petroleum Engineering. 1945. - № 16. - P. 136.

83. Gregory S.A. // Applied Journal of Chemistry. 1952. - № 2. - P. 1.

84. Oyama Т., Nagano K. // Reports pf Scientific. Research Institute. 1953. - № 29. - P. 349.

85. Kuwai G. // Chemical Engineering. 1953. - № 17. - P. 453.

86. Циборовский Я.И. Свободное истечение сыпучего материала через отверстие в конусном днище сосуда / Я.И. Циборовский, М. Бондзынский // Инженерно-физический журнал. 1963. - Т. VI, вып. 7. - С. 26-35.

87. Протодьяконов М. М. Давление горных пород и рудничные крепления: в 2 ч./ М.М. Протодьяконов. М., 1933.

88. Покровский Г.И. Об истечении сыпучих тел / Г.И. Покровский, А.Н. Арефьев // Журнал технической физики. 1937. - Т. VII, вып. 4. - С. 4241. All.

89. Линчевский И.Н. К вопросу об истечении сыпучих тел / И.Н. Линчев-ский // Журнал технической физики. 1939. - Т. IX, вып. 4. - С. 343- 347.

90. Newton R.H., Dunham G.S., Simpsson Т.Р. // Transaction of the American institute of chemical engineering. 1945. - № 4. - P. 219.

91. Гениев Г.А. Вопросы динамики сыпучей среды / Г.А. Гениев // Научные сообщения ЦНИИСК. М.: Госстройиздат, 1958. - Вып. 2.-122 с.

92. Квапил Р. Движение сыпучих материалов в бункерах / Р. Квапил. М.: Госгортехиздат, 1961.

93. Иванов И.Г. Исследование процесса сводообразования в бункерах / И.Г. Иванов // Записки ЛГИ. 1961. - Т. 44, вып. 1: Разработка рудных месторождений.

94. Иванов И.Г. О методах изучения процесса сводообразования / И.Г. Иванов // Сборник научных трудов Криворожского горного института. -1963.-Вып. 23.-С. 17-24.

95. Иванов И.Г. Исследование процесса сводообразования в бункерах и рудоспусках: дис. . канд. техн. наук / И.Г. Иванов. Ростов н/Д, 1964.

96. Дженике А.В. Установившееся течение под действием собственного веса сыпучих масс в сужающихся каналах / А.В. Дженике // Прикладная механика. 1964. -№ 1.-С. 8-15.

97. Дженике А.В. Гравитационное течение сыпучих масс, обладающих трением и сцеплением со стенками. Сведение напряженного состояния к радиальному полю напряжений / А.В. Дженике // Прикладная механика.- 1965.-№ 1.-С. 238-241.

98. Алферов К.В. Бункерные установки / К.В. Алферов, Р.Л. Зенков. М.:

99. Машгиз, 1955.-308 с. ЮЗ.Кенеман Ф.Е. О свободном истечении сыпучих тел / Ф.Е. Кенеман // Изв. АН СССР. Механика и машиностроение. 1960. - № 2. - С. 70-72.

100. Кенеман Ф.Е. Влияние гидродинамического фактора на свободное истечение тела / Ф.Е. Кенеман, Н.Г. Залогин, О.С. Антошина // Энерготехнологичное использование топлива. 1963. - Вып. IV.

101. Кенеман Ф.Е. О механизме свободного истечения тел / Ф.Е. Кенеман, Н.Г. Залогин, О.С. Антошина//Инженерно-физический журнал. 1960.- Т. 3. № 3.

102. Jenike A.W. Better design for bulk handing / A.W. Jenike // Chemical Engineering. -1954. -№ 12.

103. Richmond O. Gravity hopper design / O. Richmond // Mechanical Engineering. 1963. -№ 1.

104. Блох В.А. К вопросу о рациональной форме бункера / В.А. Блох, Г.К. Чайка // Сталь. 1935. - № 6. - С. 37-39.

105. Бривманис Р.В. Пути обеспечения полного опорожнения силосов / Р.В. Бривманис, А.К. Бумманис // Механика сыпучих материалов: тез. докл. Всесоюз. конф. Одесса, 1980. - С. 152-153.

106. Бузенков Г.М. Машины для посева сельскохозяйственных культур / Г.М. Бузенков, С.А. Ma. -М.: Машиностроение, 1976.

107. Буденков Г.М., Автоматизация посевных агрегатов / Г.М. Буденков , В.К. Хорошенков, М.П. Тамиров. М.: Россельхозиздат, 1979. - С. 4548.

108. Муравкин Б.В. Рациональная форма бункера для угольной пыли / Б.В. Муравкин, А.П. Сидоров // Электрические станки. 1957. - № 4. - С. 1215.

109. Гячев JI.B. Движение сыпучих материалов в трубах и бункерах / JI.B. Гячев. М.: Машиностроение, 1968. - 184 с.

110. Гячев JI.B. Исследование сил, необходимых для перемещения сыпучего тела в трубе / JI.B. Гячев // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1964. - № 4.

111. Гячев JI.B. Исследование движения сыпучего тела в трубе переменного сечения / JI.B. Гячев // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. — 1965. № 5.

112. Гячев JI.B. О механической модели сыпучего тела / JI.B. Гячев // Механика сыпучих материалов: тез. докл. Всесоюз. конф. Одесса, 1975. - С. 3-4.

113. Гячев JI.B. Об основах теории истечения сыпучих материалов и некоторых результатах ее экспериментальной проверки / J1.B. Гячев, Г. Кемер // Строительство и архитектура. 1983. - № 9. - С. 125-130.

114. Гризинов В.К. О скорости выхода сыпучих материалов из отверстий и форме зоны рыхления / В.К. Гризинов, B.C. Фиалков // Горный журнал. -1961.-№2.

115. Гризинов В.К. О скорости выхода сыпучих материалов из отверстий и форме истечений / В.К. Гризинов, B.C. Фиалков // Горный журнал. -1968 -№2.-С. 9-20.

116. Фиалков B.C. Контроль истечения сыпучих тел / B.C. Фиалков // Горный журнал. 1962. - № 3.

117. Фиалков B.C. Условие устойчивости выпуска сыпучих материалов / B.C. Фиалков // Горный журнал. 1962. - № 3. - С. 24-26.

118. Фиалков B.C. Закономерности истечения и движения сыпучих материалов при выпуске из отверстий / B.C. Фиалков // Механика сыпучих материалов: тез. докл. Всесоюз. конф. Одесса, 1975. - С. 41-42.

119. Филиппов Ф.М. О возможности аналитического описания движения пласта в сыпучем материале / Ф.М. Филиппов, А.В. Каталымов, П.И. Лукьянов // Механика сыпучих материалов: тез. докл. Всесоюз. конф. — Одесса, 1980.-С. 145-146.

120. Семенов В.Ф. Влияние формы бункера на расход сыпучего материала / В.Ф. Семенов // Механика сыпучих материалов: тез. докл. Всесоюз. конф. Одесса, 1980. - С. 162-163.

121. Семенов В.Ф. Влияние формы боковых стенок на истечение материала / В.Ф. Семенов, Б.М. Васькин // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1978. - № 1. - С. 46-47.

122. Семенов В.Ф. Исследование движения сыпучего тела в бункере / В.Ф. Семенов // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1977. -№10.-С, 27-29.

123. Семенов В.Ф. Динамика выпуска сыпучих тел / В.Ф. Семенов // Труды / АПИ. Барнаул, 1974.-Вып. 13.-С. 185-197.

124. Семенов В.Ф. Исследование и разработка рациональных конструкций бункеров для зернистых сельскохозяйственных материалов / В.Ф. Семенов // Научно-технический бюллетень ВАСХНИЛ. Новосибирск, 1979. - Вып. 5. - С. 32-34.

125. Семенов В.Ф. Механико-технологические основы истечения зернистых сельскохозяйственных материалов из емкостей: автореф. дис. . д-ра техн. наук / В.Ф. Семенов. Новосибирск, 1980. - 45 с.

126. Семенов В.Ф. Сопротивление сыпучего материала движению при выпуске из бункеров / В.Ф. Семенов // Интенсификация процессов послеуборочной обработки зерна. Челябинск, 1976. - С. 80-87. - (Тр. / ЧИ-МЭСХ; Вып. 117).

127. Кунаков B.C. Зависимость скорости истечения реальных сыпучих материалов от высоты слоя / B.C. Кунаков; РИСХМ. Ростов н/Д, 1979. - 7 с. - Деп. в ЦНРШТЭИтракторсельхозмаш 3.01.80, № 134.

128. Кунаков B.C. Исследование зависимости времени истечения сыпучих материалов из пирамидальных бункеров от размеров зерен / B.C. Кунаков; РИСХМ. Ростов н/Д, 1979. - 7 с. - Деп. в ЦНИИТЭИтракторсель-хозмаш 3.01.80, № 135.

129. Кунаков B.C. К вопросу движения связанного сыпучего материала в бункерах сельскохозяйственного назначения / B.C. Кунаков; РИСХМ. -Ростов н/Д, 1979. 7 с. - Деп. в ЦНИИТЭИтракторсельхозмаш 15.01.83, № 320.

130. НО.Кунаков B.C. К вопросу движения зерна с избыточной влажностью в бункере конической формы / B.C. Кунаков, В.И. Седенко; РИСХМ. -Ростов н/Д, 1987. 11 с. - Деп. в ЦНИИТЭИтракторсельхозмаш 25.12.87, №920.

131. Кунаков B.C. Некоторые вопросы теории движения связанного сыпучего материала в щелевом бункере / B.C. Кунаков, В.И. Седенко; РИСХМ. -Ростов н/Д, 1987. 13 с. - Деп. в ЦНИИТЭИтракторсельхозмаш 25.12.87, №917.

132. Баранова А.Б. Исследование влияния сводообразования на истечение сыпучих материалов: автореф. дис. . канд. техн. наук / А.Б. Баранова. — Ростов н/Д, 1973.-22 с.

133. Михайличенко В.Н. Сводообразование в сыпучем материале / В.Н. Ми-хайличенко // Вопросы механики в сельхозмашиностроении. — Ростов н/Д, 1977.-С. 29-34.

134. Михайличенко В.Н. Влияние формы бункера на расход / В.Н. Михайли-ченко // Механика сыпучих материалов: тез. докл. Всесоюз. конф.1. Одесса, 1980.-С. 164-166.

135. Иванова Е.Ф. Исследование сельскохозяйственных сыпучих материалов в трубах и бункерах: дис. . канд. техн. наук / Е.Ф. Иванова. Ростов н/Д, 1968.-217 с.

136. Макмак Н.А. Исследование вопросов истечения сыпучих материалов из бункеров с щелевым выпускным отверстием: дис. . канд. техн. наук / Н.А. Макмак. Ростов н/Д, 1972. - 191 с.

137. Нарядовой B.JI. Исследование неустановившегося режима истечения сыпучих материалов из бункерных устройств сельскохозяйственных машин: дис. . канд. техн. наук / B.JI. Нарядовой. Ростов н/Д, 1973. -169 с.

138. Скорик И.А. Исследования истечения зернистых материалов из бункеров: дис. . канд. техн. наук / И.А. Скорик. Ростов н/Д, 1968. - 185 с.

139. Скорик И.А. Некоторые результаты экспериментального исследования истечения зернистых материалов / И.А. Скорик // Механика сыпучих материалов: сб. ст. / РИСХМ. Ростов н/Д, 1970. - С. 39-47.

140. Бернаш П.П. Течение сыпучих материалов по стенкам бункера // Конструирование и технология машиностроения. М.: Мир, 1969. - С. 211219. - (Тр. амер. о-ва инженеров-механиков / Сер. В; № 2).

141. Битюков В.А. Исследование механизма течения сыпучих материалов в аппаратах: дис. . канд. техн. наук / В.А. Битюков. М., 1968.

142. Вельшоф Г. Определение расхода сыпучих материалов / Г. Вельшоф // Сельское хозяйство за рубежом. 1962. - № 4. - С. 67-69.

143. Вечерский П.А. О методах исследования движения сыпучих веществ в технологических аппаратах / П.А. Вечерский // Изв. вузов. Пищевая технология. 1962. - № 6. - С. 35-36.

144. Воронин Г.П. Исследование выпуска зернового материала из аппарата в условиях активного бокового давления / Г.П. Воронин, П.И. Лукьянов // Труды / МИХМ. 1969. - Т. 1, вып. 2. - С. 229-232.

145. Гениев Г.А. Теория установившегося движения сыпучей среды/ Г.А. Ге-323 ниев. М.: Госстройиздат, 1956. - С. 38-45.

146. Качанова И.И. Исследование производительности истечения сельскохозяйственных сыпучих материалов из бункера: дис. . канд. техн. наук / И.И. Качанова. Саратов, 1966.

147. Колосов В.Н. К вопросу истечения сыпучих материалов через боковой выпускной канал вибрирующей емкости / В.Н. Колосов, В.В. Ануфриев // Механика сыпучих материалов: тез. докл. Всесоз. конф. Одесса, 1980.-С. 147.

148. Петров Р.П. Экспериментальные исследования характера истечения сыпучего материала на моделях силоса / Р.П. Петров, А.В. Анатольев, А.Р. Шендеров // Механика сыпучих материалов: тез. докл. Всесоз. конф. -Одесса, 1980.-С. 144.

149. Платонов П.Н. Пропускная способность отверстий силосов и бункеров / П.Н. Платонов, Е.А. Банит // Мукомольно-элеваторная промышленность. 1958. - № 8. - С. 28-30.

150. Платонов П.Н. Исследование движения зерновых потоков: дис. . д-ра техн. наук / П.Н. Платонов. М., 1958.

151. Фасман В.В. Вопрос истечения сыпучих тел в связи с определением пропускной способности подвесных задвижек / В.В. Фасман // Труды / ОМИПИСХ. 1952.- Вып. III. - С. 24-29.

152. Фиалков B.C. Закономерности истечения и движения сыпучих материалов при выпуске из отверстий / B.C. Фиалков // Механика сыпучих материалов: тез. докл. Всесоз. конф. Одесса, 1980. - С. 41-42.

153. Ялтанцев В.Г. Неустановившийся режим истечения сыпучих материалов из выпускных отверстий силосов и бункеров / В.Г. Ялтанцев, Т.Н. Семе-ненко // Механика деформируемых систем в сельхозмашиностроении. -Ростов н/Д, 1974. С. 87-92.

154. Малышев М.В. Об определении угла внутреннего трения и сцепления предельно напряженной сыпучей среды / М.В. Малышев // Изв. АН СССР. Сер. ОТН. 1954.- № 7. - С. 18-21.

155. Клейн Г.К. Строительная механика сыпучих тел / Г.К. Клейн. М.: Гос-сторйиздат, 1956. - 252 с.

156. Соколовский В.В. Статика сыпучей среды / В.В. Соколовский. М.: Физматгиз, 1960.

157. Соловых С.Ф. О связи напряженного состояния сыпучего тела с формой движения его в силосе / С.Ф. Соловых // Изв. вузов. Строительство и архитектура. 1962. - № 5. - С. 22-25.

158. Ехансон. А.И. Поля напряжений и скоростей при гравитационном течении масс / А.И. Ехансон // Прикладная механика. 1964. - № 3. - С. 149.

159. Гениев Г.А. Об одном варианте течения сыпучей среды / Г.А. Гениев //- 325

160. Строительная механика. — 1965. № 6. - С. 23-26.

161. Дерсевич Г. И. Механика зернистой среды / Г.И. Дерсевич // Проблемы механики. М., 1961. - Вып. III. -368 с.

162. Гячев JI.B. О механической модели сыпучего тела / JI.B. Гячев // Механика сыпучих материалов: тез. докл. Всесоюз. конф. Одесса, 1975. - С. 3-4.

163. Keller Н. Das Schuttgutmodell von L.V.Gjachev zur Beschreibung der Ge-setzmabigkeiten der Bunkerung kohasionsloser Schuttgutter und seine ex-perimentelle Uberprufung / H. Keller . Weimer, 1982. - 76 s.

164. Keller H. Beitrage zum Schuttgutausflub aus Behaltern: Dissertationen / H. Keller. Weimar, 1989. - 238 s.

165. Keller H. Korrekturformeln zur Theorie des Schuttgutausflusses aus Bunkern von L.V.Gjachev / H. Keller // Wissenschaftlice Zeitschrift der Hochschule fur Architectur und Bauwessen. Weimar, 1987. - Raie B.h. 5/6. - S. 292295.

166. Голубков K.H. Исследование явлений сводообразования материала на модели бункера / К.Н. Голубков // Труды / УНИИПромедь. 1963. — Вып. 7.-С. 149-154.

167. Новиков А.Н. Методы борьбы со сводообразованием сыпучих материалов в емкостях / А.Н. Новиков // Сборник трудов / НИИинформстрой-доркоммунмаш.-М., 1966.-С. 31-33.

168. Пешль И.А. Теория сводообразования в бункерах / И.А. Пешль // Конструирование и технология машиностроения. М.: Мир, 1969. - С. 142152. - (Тр. амер. о-ва инженеров-механиков / Сер. В; № 2).

169. Банит Е.А. Расход сыпучих материалов при истечении из отверстий / Е.А. Банит, П.Н. Платонов // Изв. вузов. Пищевая технология. 1958. -№5.-С. 115-118.

170. Варсанофьев В.Д. Вибрационные бункерные устройства на горных предприятиях / В.Д. Варсанофьев. М.: Недра, 1984. - 182 с.

171. Джунта И.С. Каналы течения гранулированных материалов в бункерах сплоским днищем / И.С. Джунта // Конструирование и технология машиностроения. М.: Мир, 1969. - С. 123-132. - (Тр. амер. о-ва инженеров-механиков / Сер. В; № 2).

172. Иванов А.Е. Механизация производства семян многолетних трав / А.Е. Иванов, И.М. Митрофанов, Ф.Н. Эрк. Л.: Колос, 1981. - С. 11-53.

173. Кардашевский С.В. Высевающие устройства посевных машин / С.В. Кардашевский. М.: Машиностроение, 1973.- 173 с.

174. Franklin F.C., Johanson J.N. // Chemical Engineering Science. 1955. - № 4. -P. 119.

175. Comstok B.R. Controlled vibration aids bunk handling of dry Solids / B.R. Comstok, A.R. Bartello // Pulp. And Paper. 1972. - April. - P. 88-89.

176. Johanson J.R. Settlement of powders in vertical channels caused by gas escape / J.R. Johanson, A.W Jenike // Trans. AS WE. J. Ap. pi. Mech. Ser. E.4. 1972.-№39.

177. Roessler M.Z. Mixing with vibrations / M.Z. Roessler, H.C. Willis // American Ceramil Society Bulletin. 1968. - Vol. 48, № 3. - P. 284-286.

178. Пархоменко, И.А. Штанько, В.Г. Ялтанцев. № 2895784/27-11; заявл. 19.03.80; опубл. 23.11.81, Бюл. № 43.

179. Brown R.L. Exploratory study of the flow of granules through apertures / R.L. Brown, I.C. Richards // Trans. Inst. Chem. Eng. 1959. - Vol. 37. - P. 108-119.

180. Brown R.L. Minimum energy theorem for flow of dry granules through apertures / R.L. Brown // Nature. 1961. - P. 458-461.

181. Кубышев В.А. Технологические основы интенсификации процесса сепарации зерна / В.А. Кубышев // Механизация сельскохозяйственного производства. Челябинск, 1969.-Вып. 26.-С. 102-129.

182. Терсков Г.Д. Основные закономерности процесса прохождения семян в отверстия решет и ячеек триеров / Г.Д. Терсков // Механизация сельскохозяйственного производства. Челябинск, 1969. - Вып. 36. — С. 73-102.

183. Кунаков B.C. Оценка потока сводоразрушающих событий в статистической модели неустановившегося движения сыпучего материала в бункере / B.C. Кунаков, В.Б. Федосеев // Безызносность: межвуз. сб. науч. ст. / ДГТУ. Ростов н/Д, 1998. - Вып. 5. - С. 153-156.

184. Кунаков B.C. Исследование характера сил трения между зернами влажного сыпучего материала / B.C. Кунаков; РИСХМ. Ростов н/Д, 1980. -5 с. - Деп. в ЦНИИТЭИтракторсельхозмаш. 12.01.81, № 193.

185. Кунаков B.C. К вопросу об истечении реальных сыпучих материалов / B.C. Кунаков; РИСХМ. Ростов н/Д, 1979. - 13 с. - Деп. в ЦНИИТЭИтракторсельхозмаш. 16.01.80, № 140.

186. Кунаков B.C. Исследование закономерностей движения влажных зерновых материалов в бункерах сельхозмашин и агрегатов: автореф. дис. . канд. техн. наук / B.C. Кунаков. Барнаул, 1981. - 23 с.

187. Кунаков B.C. Исследование закономерностей движения влажных зерновых материалов в бункерах сельхозмашин и агрегатов: дис. . канд. техн. наук / B.C. Кунаков. Барнаул, 1981. - 176 с.

188. Кунаков B.C. Некоторые вопросы движения влажного зерна в щелевом бункере / B.C. Кунаков // Комплексная механизация и автоматизация сельскохозяйственного производства: сб. ст. / РИСХМ. Ростов н/Д, 1980.-С. 108-117.

189. Кунаков B.C. К теории истечения сыпучих материалов / B.C. Кунаков, В.Н. Михайличенко, В.В. Рубанчик // Конструирование и производство сельскохозяйственных машин: тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. — Ростов н/Д, 1982. С. 49.

190. Кунаков B.C. Интенсификация процессов выгрузки сводообразующих зерновых материалов: дис. . д-ра техн. наук: 05.20.01, 05.20.04 / B.C. Кунаков. Ростов н/Д, 1998. - 426 с.

191. Кунаков B.C. Анализ сил в комбинированной модели влажного зернового материала при пирамидальной укладке / B.C. Кунаков, Н.Т. Миш-няков; ДГТУ. Ростов н/Д, 1994. - Деп. в ВИНИТИ 24.01.95, № 205.

192. Макаров Ю.И. Аппараты для смешивания сыпучих материалов / Ю.И. Макаров.-М.: Машиностроение, 1973.- 191 с.221 .Трисвятский JI.A. Хранение зерна / JI.A. Трисвятский. М.: Агропром-издат, 1986.

193. Удодова Т.С. Влияние некоторых факторов на процесс слеживаемости порошкообразных молочных продуктов / Т.С. Удодова, В.Н. Кучеренко // Молочная промышленность. 1980. - № 2.

194. Мельник Б.Е. Технология приемки, хранения и переработки зерна / Б.Е. Мельник, В.Б. Лебедев, Г.А. Винников. М.: Агропромиздат, 1990. - 367

195. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т. II: Термодинамика и молекулярная физика /Д.В. Сивухин. М.: Наука, 1975.

196. Зимон А.Д. Адгезия жидкости и смачивание / А.Д. Зимон. М.: Химия, 1974.226.3имон А.Д. Адгезия пыли и порошков / А.Д. Зимон. М.: Химия, 1976.

197. Harzberg W.I., Marian I.E. // J. Coll. Inter. Sci. 1970. - V. 33, № 1. - P. 161-163.

198. Ehrlich R. //J. Coll. Inter. Sci. 1968. - V. 28, № 1. - P. 5-9.

199. Adam J.R., Lindblad N.R., Ilendricks C.D. // J. Appl. Phys. 1968. - V. 39, № 11.-P. 5173-5180.

200. Parvatikar K.G. // J. Coll. Inter. Sci. 1966. - V. 22, № 3. - P. 298-299231 .Bernett M.K.Zisman W.A. //J. Phys. Chem. 1962. - V. 66, № 6/- P. 12071208.

201. Аарон Я.Б., Френкель Я.И. // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1950. - Т. 20. - С. 453-457.

202. Elliot G.E., Raddiford А.С. // J. Coll. Inter. Sci. 1967. - V. 23, № 3. - P. 389-398.234.01sen D.A., Joyner P.A., Olson M.D. // J. Phys. Chem. 1962. - V. 66, № 5. -P. 883-886.

203. Равновесие сыпучего сельскохозяйственного материала на увлажненной плоскости / В.Б. Федосеев, А.И. Пахайло, B.C. Кунаков, А.Я. Шполянский // Изв. вузов. Сев. Кавк. регион. Техн. науки. - 2004. - № 1. - С. 101-103.

204. Федосеев В.Б. Капиллярные явления в зерновых культурах: монография / В.Б. Федосеев; Дон. гос. техн. ун-т. Ростов н/Д: ДГТУ, 2005. - 144 с.

205. Федосеев В.Б. Трение покоя и деформация зерновок пшеницы / В.Б. Федосеев // Изв. вузов. Сев.- Кавк. регион. Естеств. науки. Прил. 2005. - № 1.-С. 93-96.

206. Федосеев В.Б. Капиллярные явления и трение покоя сыпучих материалов / В.Б. Федосеев // Научная мысль Кавказа. Прил. 2004. - № 14. - С. 167-170.

207. Федосеев В.Б. Капиллярные явления и вязкое трение зерновок пшеницы / В.Б. Федосеев // Научная мысль Кавказа. Прил. 2004. - № 13. - С. 175179.

208. Федосеев В.Б. Сухое и вязкое трение сыпучих тел / В.Б. Федосеев // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. Прил. 2005. - № 1. - С. 89-93.

209. Федосеев В.Б. Исследование капиллярных сил когезии между зернами пшеницы / В.Б. Федосеев // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. Прил. 2005. - № 1. - С. 85-89.

210. Федосеев В. Б. Влияние капиллярного трения на слеживаемость зернового материала / В.Б. Федосеев, И.Н. Краснов // Совершенствование процессов и технических средств в АПК: сб. научн. тр. Зерноград, 2005 .-Вып. 6.-С. 11-22.

211. Федосеев В.Б. Экспериментальные исследования слеживаемости сыпучего сельскохозяйственного материала / В.Б. Федосеев, A.M. Бондарен-ко // Совершенствование процессов и технических средств в АПК: сб. научн. тр. Зерноград, 2005 . - Вып. 6. - С. 3-11.

212. Теория, конструкция и расчет сельскохозяйственных машин: учебник для вузов с.-х. машиностр. / Е.С. Босой, О.В. Верняев, И.И. Смирнов, Е.Г. Султан-Шах; Под ред. Е.С.Босого. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1977. - 568 е.: ил.38$ -зззт

213. ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ1. На правах рукописи

214. Кандидат физико-математических наук Федосеев Владимир Борисович

215. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЕМКОСТНЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЗЕРНА В РЕЗУЛЬТАТЕ ПРОТЕКАЮЩИХ В НЕМ КАПИЛЛЯРНЫХ ЯВЛЕНИЙ