автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Разделение сильно засоренного вороха направленными воздушными потоками при пневмотранспорте

ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ К. Д. ГЛИНКИ

На правах рукописи

ШЕРВДЕКИН Виктор Валентинович

РАЗДЕЛЕНИЕ СИЛЬНОЗАСОРЕННОГО ВОРОХА НАПРАВЛЕННЫМИ ВОЗДУШНЫМИ ПОТОКАМИ ПРИ ПНЕВМОТРАНСПОРТЕ

Специальность 05.20.01 - Механизация сельскохозяйственного

производства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж - 1998

Работа выполнена на кафедре "Сельскохозяйственные машины" Воронежского государственного аграрного университета им. К. Д. Глинки.

Научный руководитель: доктор технических наук, заслуженный деятель науки и техники РФ, академик ААО и МАИ Л. П. Тарасенко

Научный консультант: доктор технических наук,

профессор В. П. Шацкий

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Л.Т. Свиридов

кандидат технических наук, доцент А.А. Шевцов

Ведущая организация: ОАО ГСКБ "Зерноочистка".

Защита диссертации состоится -Я- _1998 г.

в ¿5 часов на заседании диссертационного совета Д. 120.54.01 Воронежского государственного аграрного университета им. К. Д. Глинки по адресу: 394087, г. Воронеж, ул. Мичурина, 1, ВГАУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан " ^ " 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доце

. В. Шатохин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Применение новых индустриальных технологий уборки урожая с обмолотом н переработкой массы на стационарном пункте является одним из реальных путей повышения производства продукции растениеводства. Создание таких пунктов требует разработки и внедрения новых высокопроизводительных и экономичных транспортирующих, зернообрабатывающих и зерноочистительных машин и их правильного сочетания. Одним из наиболее эффективных способов перемещения сыпучих материалов является пневмотранспорт. С другой стороны наиболее перспективным направлением совершенствования машин, используемых для предварительной очистки зернового вороха, является создание пневмоинерционных сепараторов. Исходя из этого значительный интерес представляет соединение пневмотранспортера с пневмои-нерционным сепаратором, то есть подача вороха в зону разделения непосредственно транспортирующим воздушным потоком. Анализ закономерностей горизонтального пневмо1ранспортирования зернового вороха показал что при критическом (предзавальном) режиме происходит расслоение вороха, подготавливающее его к разделению и, поэтому, ворох можно направить в сепаратор с помощью транспортирующего воздушного потока. Использование пневмотранспортера позволит упростить линию предварительной очистки, исключив из нее ряд дозирующих и транспортирующих машин. Работа выполнена в соответствии с темой № 20 "Создать новое поколение высокопроизводительных машин и оборудования для комплектования пунктов обработки вороха семенников люцерны на стационаре" открытого плана НИР Воронежского агроуни-верситета.

Цель работы - интенсификация процесса предварительной обработки сильнозасоренного вороха пшеницы за счет его пнев-мотранспортного ввода в зону разделения пневмоинерционного сепаратора.

Объект исследования - процесс сепарации вороха зерновых культур в пневмоинерционной камере с подачей его горизонтальным транспортирующим воздушным потоком.

Предмет исследования - выявление закономерностей процесса пневмоинерционной сепарации вороха зерновых культур.

Научная новизна. Обоснована возможность интенсификации пневмоинерционной очистки за счет подачи вороха в зону разделения пневмоинерционной кзмеры горизонтальным транспортирующим воздушным потоком. Предложена математическая модель процесса перемещения вороха в горизонтальном материалопроводе и процесса сепарации вороха, позволяющая получить необходимые

геометрические параметры и режимы работы подающе-сепарирующего устройства. Определены принципиальная схема по-дающе-сепарирующего устройства, его параметры и режимы работы для заданных условий работы.

Практическая ценность. На основание результатов научных исследований разработана методика инженерного расчета подаю-ще-сепарирующего устройства, позволяющая обосновать его геометрические параметры и режимы работы.

Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на научно-практических конференциях молодых ученых (Воронеж, 1992 - 1997 гг.), на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Воронежского государственного аграрного университета имени К. Д. Глинки (Воронеж, 1992-1998 гг.).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано i 1 печатных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений.

Общий объем работы составляет 142 страницы, из них 128 страниц основного текста, 14 страниц приложений. В работу включены 32 рисунка, 8 таблиц. Список использованной литературы включает 92 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, ее практическая значимость, сформулированы основные положения выносимые на защиту.

Первая глава посвящена анализу основных сепарирующих систем, используемых при пневмотранспортировании зернового вороха, и способов предварительной подготовки вороха, интенсифицирующих процесс разделения. Исследованию поведения компонен-тав в воздушном потоке под действием аэродинамических, инерционных сил и силы тяжести посвящены работы Н.Т. Гармаша, Г.Д. Терехова, Н.Ф. Пикузы, Н.И. Косилова, А.И. Нелюбова, Е.Ф. Ветрова, И.Н. Каплина и других. Вопросы подготовки вороха к разделению рассмотрены в работах И.Ф. Василенко, Б.Г. Турбина, Н.И. Косилова, BJI. Злочевского, A.B. Миронова, А.Н. Зюлина, В.В. Ливия, ВЛ. Сабашкина и других. Анализ этих работ показал, что на качество разделения большое влияние оказывает взаимодействие частиц в зоне разделения. Предварительная подготовка вороха к разделению, заключающаяся в его разрыхлении и расслоенни позволяет снизить взаимодействие частиц и увеличить производитель-

ность пневмосепараторов. Наиболее приемлемо предварительную подготовку вести в дополнительном воздушном потоке.

Изучению закономерностей горизонтального пневмотранспор-тирования посвящены работы К.И. Страховича, Б.Ф. Турицына, ЕА. Жихарева, М.П. Калинушкина, Б.И. Броунштейна, О.Н. Тодеса, ВА. Шваба, A.M. Корна, Ф.Г. Зуева и других. Анализ их работ показал, что при горизонтальном пневмогранспортировании вороха при предзавальном режиме происходит его расслоение: зерно перераспределяется в нижнюю часть воздуховода, а легкие примеси движутся по всему сечению материалопровода, преимущественно в ядре потока. Это вредное с точки зрения пневмотранспорта явление позволяет предварительно подготовить ворох к разделению, расслоив его, устранив уплотнение и снизив взаимодействие частиц, и направить его непосредственно в зону разделения пневмоинёрцион-ного сепаратора транспортирующим воздушным потоком.

Поэтому, одним из перспективных направлений является использование для предварительной очистки пневмоинерционного сепаратора в сочетании с горизонтальным пневмотранпортером.

В соответствие с поставленной целью выдвигаются следующие основные задачи исследования:

1. Обосновать параметры подающего устройства для подачи вороха в пневмоинерционный сепаратор.

2. Разработать математическую модель процесса сепарации, позволяющую обосновать конструктивно - кинематические параметры пневмоинерционной камеры.

3. Разработать методику инженерного проектирования пневмокамеры, работающей совместно с пневмотранспортером.

4. Обосновать экономическую эффективность использования пневмоинерционных сепараторов.

Вторая птава посвящена теоретическим исследованиям процесса перемещения вороха в горизонтальном матерналопроводе и в камере сепарации. Известно, что распределение материала по сечению материалопровода в вертикальной плоскости будет определяться соотношением двух сил: силы тяжести G = mg и подъемной (взвешивающей) силы возникающей вследствие неравномерного обтекания частицы воздушным потоком:

Т = pWT , (1)

где W - относительная скорость частицы в потоке, м/с; р - плотность воздуха, кг/м3.

Значение циркуляции скорости Г по плоскому круговому контуру в функции от расстояния центра контура от дна канала определим по формуле» предложенной Корном А.М.

X У V А

(2)

где Ь - расстояние от дна до оси трубы, м; г - радиус частицы, м; у - поперечная координата, м. Для определения подъемной силы, действующей на все тело умножим Р на ширину тела Ь и подставим в формулу подъемной сипы. Учитывая,что р~ 1Д4 кг/м5 и 0.35, получим:

7=0,58»*—| 1 +

т-

где Ь - длина частицы, м.

Схема сия, действующих на частицу I горизонтальном матсриалопр оводе.

»1.

(3)

Рис.1.

Уравнение движения частицы в векторной форме:

«Л — —

т — = Р + тг+Т. сИ

(4)

Проведем оси координат, направив ось X по оси материало-провода, а ось Г вертикально вверх (рисЛ). Учитывая это, получим уравнения движения частицы в проекциях на оси координат

¿V

ш

т

ЛI Л V г

17

- р - р - ГХ ГТР

= -mg ± 7 ± Р?

где Рг - проекция аэродинамической силы на ось У, Н; Рг - проекция аэродинамической силы на ось У, Н. Ртг- сила трения, действующая при взаимодействии частицы со стенкой, Н.

Подставляя в уравнения значения сил, заменяя в уравнениях у х

¡/у

нал , уг на у' ,-у- на л", на у, сократив на я и проведя соответствующие преобразования получим:

V = +*„(*'-К,)' - А

где . местная скорость воздушного потока в точке текущего положения центра тяжести частицы, м/с;

Г- динамический коэффициент трения частицы. В результате решения уравнений получены траектории движения различных компонентов (рис.2).

Траектории явихсяня компонеятов в горизонтальном ыатчзииюпроводе

№

О

•ш:

-51

■ив

-ДО

к -н-

Р« г v ч и*"

р 1

И Ф И г'

N v г- я** f 3*

3

-ом

р _ П-Н -ч _1 -1 _1 Г— — _; н

• и 1 л — ИрШт —1 -1 —1 Е —1

Е М г~1 —■ Г] з 3 —■ — =1 - 3

и К С ^ —а £ _ н

—\ Е Е н ** Е ^

| Е Е 1 - | Е 1 я

% 1- Е = 1 3 Е - ц

5Г с НЕ 2 з ■МИ СП — — н

11 м м м и> и

и ад

у> »

Рис.!

Решение этой задачи позволяет определить необходимые параметры подающего воздуховода. Длина прямого участка должна быть в пределах между минимально-допустимой длиной из условия расслоения вороха и наибольшей дайной, на которой не произойдет завал при данной скорости. Она зависит от скорости потока и концентрации материала и может быть определена по зависимости

^Л^-К)1'"-^], (7)

где Ц - коэффициент концентрации, кг/м3;

Уд - скорость витания основной культуры, м/с. Результаты расчета будут исходными данными для исследования движения вороха в пневмокамере. При этом необходимо определить скорость частицы в момент выхода за срез подающего воздуховода и координату места выхода частицы по высоте.

В зоне разделения пневмоинерционного сепаратора при вводе вороха с помощью подающего потока происходит взаимодействие двух потоков: подающего и сепарирующего. Кроме того, при других способах ввода вороха струя вбрасываемого материала форми--рует спутный воздушный поток значительной скорости.

Траекторию оси струи подающего потока в сепарирующем потоке можно описать зависимостью

у= 24,5—х2'5 + 0,27 л

' Т/2 ' >

(8)

где VI - скорость сепарирующего потока, м/с.

Траектории оси подающего похожа 8 сепарирующем потоке

У-и

0,6 0,4 0,2 о

1 ! !

1 ч г

ъ г

0,1 х^О,2x^0,3 х^ 0,4 х.м.

I - ^2=0,63; 2 - 1; 3 - У,/У2=1Д8.

Рнс.З

Координата хп, до которой ведем расчет ограничена дальнобойностью струи:

.Щ ¡Л

"У.УА

(9)

На рис.3 представлены траектории оси подающего потока в сепарирующем потоке без учета влияния задней стенки камеры.

Для исследования процесса разделения вороха в камере сепарации, выяснения влияния параметров и режимов работы на разде-

ление вороха составим дифференциальные уравнения движения частицы в зоне разделения. Рассмотрим движение частицы массой т, входящей вместе с подающим воздушным потоком, скорость которого У2, в зону разделения (рис.4).

Расчетная схема.

Частица движется в подающем потоке со скоростью у, с той же скоростью она и войдет в зону действия сепарирующего потока, скорость которого 1{. Скорость частицы в зоне разделения разложим на две составляющие: движение частицы вместе с потоком, скорость которого V и движение со скоростью IV относительно потока,

причем V = К-+ IV.

Абсолютная величина относительной скорости легко определяется из силового треугольника:

Ж" ф^+У^тссбу , (10)

где У - угол между вектором скорости суммарного потока и вектором полной скорости частицы, град.

Этот угол можно определить как разность угла <р - утла наклона суммарной скорости потока к оси х и угла у? - угла наклона абсолютной скорости относительно оси х (рис.4). Ось х при этом направлена перпендикулярно передней стенке камеры в зоне ввода. Угол (р определим из условия, что скорость потока направлена по

касательной к его траектории, то есть Щ<р= . Мы считаем, что

ах

два потока, взаимодействуя, образуют суммарный искривленный воздушный поток, скорость которого направлена по касательной к траектории оси потока в данной точке. Аэродинамическая сила, с которой поток будет действовать на частицу будет направлена противоположно относительной скорости частицы и ее абсолютная величина будет определяться абсолютной величиной этой скорости:

Р=кпт}Уг. (11)

Запишем дифференциальные уравнения движения частицы в' проекциях на оси координат:

тх" = тг-соьа - Р■ собв

(12)

ту" = -т§-&\па +Р&тв

ще: а - угол между потоками, град.;

в - угол наклона аэродинамической силы к оси х, град. Значение угла в определим, спроецировав векторное уравнение скорости частицы на ось х:

}Г-СО50-Ь ¥-С05<р = ¥Т-сс&р. (13)

Отсюда определим значение косинуса угла 0:

СО50 =

К.-СС&В- V- со&Ф --^- • 04)

Спроецировав векторное уравнение на ось у, определим значение синуса угла в\

ап#= —-с.-г. П5.

Выразим значения синуса и косинуса угла р через составляющие скорости Ут:

= := / = , * П6) Ут тр7-*

+/

С учетом того, что = — запишем:

сЗх

dy dx

sin f = —. oosg> =

Величину угла у между полной скоростью частицы и скоростью потока определим как разность г ~ тогда:

cosy = cos(f>-fi) = cos p-cos^+ snip-sin/0. (18)

После подстановки в эту формулу всех значений и соответствующих преобразований получим:

rrRV-_ах

ССВГ- I——, N2 (19)

jl

Величина относительной скорости потока с учетом полученного значения осе/:

W=

1

liixf+yi^/ V+S+y*--^-(20)

bm1

После подстановки всех значений уравнения движения частицы принимают вид:

Гд" = %-со%ссъ - кпЩУг сову?- Гсозр)

На рнс.5 представлены графики траекторий компонентов вороха, построенные без учета влияния задней стенки камеры и при вводе частиц в зону разделения в одной точке (то есть без учета предварительного расслоения вороха). Графики показывают, что увеличение скорости подающего потока приводит к уменьшению разницы между траекториями компонентов. Увеличение скорости сепарирующего потока приводит к усилению разницы в траекториях компонентов. Графики траекторий позволяют определить желательные размеры камеры сепарации. Очевидно, что нижний край задней стенки должен находиться на линии, разделяющей зоны траекторий зерна и примесей.

Траектории частиц, полученные с учетом входа в разных точках различных компонентов вороха (для зерна среднее значение уо = -0,04 м, для соломистых частиц среднее значение уо = -0,01 м, для половы и легких частиц - уо г 0) имеют более ярко выраженную разницу (рис.6).

Анализ графиков показывает, что при расслаивающем действии подающего потока разница в полетных траекториях частиц различных компонентов возрастает.

Зоны распределения траекторий компонентов вороха:

а) У,=10,2 нЛ. 4*2=16.2 м/с; 6) У,=14.6 м/с, У2=12,4 м/с.

Рис.5.

Зоны распределения траекторий компонентов вороха с учетом предварительного расслоения:

О 0,1 0,2 М 0,4 С,5 *,«. В 0,1 0,2 0,3 «,¿1 0,5 «,м

а)У,=10.2м/с, У2=16,2м'с; б) V,= 14,6 и/с, У2= 12,4 м/с.

Рнс.6.

Наибольшее влияние на поведение частицы в камере сепарации оказывает сочетание скоростей подающего и сепарирующего воздушных потоков. Пользуясь графиками, мы можем предварительно оценить пределы изменения этих скоростей и габаритные размеры камеры сепарации. Но оптимальные значения этих факторов теоретически определить невозможно, так как при составлении математической модели сделан ряд допущений. Поэтому оптимальные значе-

Ш1Я геометрических и режимных параметров н Показатели работы пневмокамеры должны быть определены экспериментально. Полученные при теоретическом обосновании граничные пределы можно использовать как уровни варьирования при постановке экспери-мегпа.

В третьей главе изложены программа экспериментальных исследований, методика их проведения и обработки полученных результатов, описана конструкция экспериментальной установки.

Лабораторная установка (рис.7) состоит из загрузочного транспортера 1, подающего пневмотранспортера нагнетательного типа, в состав которого входят вентилятор 2, эжекторный питатель 3 и материалопровод 4, собственно пневмокамеры, включающей в себя камеру сепарации (а), приемник зерна (б) и уловитель потерь (в). Сепарирующий воздушный поток в камере сепарации создается центробежным вентилятором 17 типа ЦП7-40. Вентилятор соединен с камерой сепарации посредством воздуховода 15 , в котором установлена регулировочная заслонка 16. Нагнетательным каналом он соединен с циклоном 21.

Схема лабораторной установки

ния, 6- приемник зерна, в- уловитель потерь; 8,9- запняя стажа с удлинителем-, 10,11-отражателыше щитки; 12- волгухозаборшш; 1). 14- пробоотборники; 15- отводящий материалопровод; 16-заслонка; 17 - вентилятор; 18- материалопровод; 20- привод вентилятора; 21- циклон.

Рис.?.

Технологический процесс работы лабораторной установки осуществляется следующим образом: равномерно распределенный по всей длине загрузочного транспортера 1 исходный ворох поступает в питатель подающего пневмотранспортера, откуда воздушным потоком, создаваемым вентилятором 2 через материалопровод 4 подается в камеру сепарации. Зерно, а так же часть незерновых частиц, обладающих большим запасом кинетической энергии преодолевает действие суммарного воздушного потока и осаждается в приемник зерна либо непосредственно, либо после взаимодействия с отражающими щитками 10 и 11. Легкие соломистые частицы и частицы обладающие большой парусностью уносятся воздушным потоком. В уловителе потерь (в) благодаря специально выполненному изгибу воздуховода зерно, не выделенное в камере сепарации, направляется в пробоотборник 14 и осаждается там. Остальной ворох по воздуховоду 15 проходит через вентилятор 17 и по нагнетательному воздуховоду 18 поступает в циклон 21, где отделяется от несущего воздуха.

Предлагается следующая программа исследований:

- изучение процесса движения вороха в горизонтальном мате-риалопроводе;

- изучение влияния технологических схем сепаратора на аэродинамическую характеристику пневмокамеры в зоне действия суммарного воздушного потока и на показатели качества работы;

- обоснование принципиальной технологической и компоновочной схемы пневмокамеры для обработки сильнозасоренного зернового вороха;

. - определение рациональных конструктивных и режимных параметров подающего воздуховода: длина горизонтального участка, форма сечения, скорость подающего воздушного потока;

- определение энергоемкости процесса сепарации сильнозасоренного вороха;

- изучение влияния подачи и засоренности вороха озимой пшеницы, параметров и режимов работы пневмоинерционной камеры на показатели качества процесса разделения вороха;

- определение рациональных режимов и конструкционных параметров пневмокамеры, обеспечивающих максимальную производительность при минимальных затратах электроэнергии и минимально допустимых потерях зерна в зависимости от состава и подачи сильнозасоренного вороха.

Исследование проводили методом активного планирования эксперимента и с помощью однофакторных опытов. Полученные исследования обрабатывали с использованием методов математической статистики.

Качественные показатели определяли по стандартным методикам. Показатели экономической эффективности рассчитывали согласно ГОСТ 29728-88.

В четвертой главе приведены результаты лабораторных исследований и дан их анализ. На основании результатов анализа существующих схем пневмоинерционных сепараторов (раздел I) и результатов теоретических исследований определены основные размеры и форма подающего воздуховода и пневмоинерционной камеры.

Пневмоинерционная камера в горизонтальном сечении имеет форму прямоугольника и выполнена суживающейся к верху. Применен ввод материала в попутный наклонный воздушный поток. Угол наклона воздушного потока принят равным 75°. Глубина камеры может изменяться в пределах 0,34—0,48 м. Длина задней стенки камеры установлена в результате теоретических исследований и может изменяться в пределах 0,52...0,б4 м. Подающий материалопро-вод в поперечном сечении имеет прямоугольную форму. Его ширина равна ширине камеры. Длина подающего воздуховода принята равной 2,8 м.

Изучение влияния технологической схемы пневмокамеры показало, что определяющее влияние на аэродинамическую характеристику воздушного потока в камере сепарации оказывает значение скоростей воздушных потоков, и ею можно управлять, устанавливая правильное их соотношение.

Чтобы получить представление о степени влияния независимых переменных на процесс сепарации в качестве переменных были отобраны шесть факторов:

XI - скорость подающего воздушного потока Уг, м/с; хг -скорость сепарирующего воздушного потока VI, м/с; хз - глубина (длина) камеры м; ха - длина задней стенки камеры Ьс, м; хз -загрузка (подача вороха) ц, кг/с; х«- засоренность вороха /7, % .

В качестве функций - откликов взяты: у! - чистота зерна в приемнике Ч,%; уг - выход зерна в приемник В,%; уз - мощность, потребляемая на привод подающего вентилятора N2, кВт; у4 мощность, потребляемая на привод сепарирующего вентилятора N1, кВт. После обработки результатов шестифакторного эксперимента были получены адекватные уравнения регрессии, описывающие процесс пневмосепарации:

У1 = 95,57 - 3,59x1 + 1,16х2 + 0,77x4- 3,51х6- О.бЗхцсз- 2,67х|х«--0,87X2X3-0,60X2X4 + 1,23X2X6- 0,86х12, (22)

уг = 98,19 + 2,25x1- 1,53x2- 0,88x3-0,77x6 - 1,82X1X6-1,65X2X4 -

- 1,50X2X5-2,26X2X6-3,59X3X4 -3,19хда+2,73х|2- 1,63х32, (23)

уз =3,36+0,09x1- 0,07x2 -0,1 lx6 + 0,16xix2 + 0,17x2X6 - 0,05хзх3+ + 0,16x|2- 0,14хз2 - 0,13х42 +0,1 lxj*, (24)

y4 = 6,87+2,47x2+0,25x5+ 0,13x« + 0,13xix3 - 0,12х2хз + 0,12x2x6--0,17X4X5 + 1,16x22. (25)

Оптимальные значения конструктивных параметров и режимов работы определяли с учетом соблюдения агротребований при минимальных затратах мощности. В зависимости от засоренности-вороха они изменяются (рис.8).

Зависимость показателей работы в параметров пнегмоканеры от засоренности исходного вороха.

Зависимость показателей работы я параметров пневмокаыеры от подачи вороха.

При повышении засоренности вороха для получения максимальной производительности необходимо повышать скорость подающего потока от 13,7 до 15,1 м/с, скорость сепарирующего потока при этом нужно повысить с 12,8 до 13,9 м/с. длина задней стенки

должна увеличиться от 0,52 до 0,56 м, глубина камеры фактически не требует изменений и находится в пределах 0,37...0,39м. При этом выход зерна в приемник снизится с 99 до 98 %, чистота его уменьшится с98,6 до 95,2 %.

При повышении загрузки пневмокамеры с 0,5 до 1,5 кг/с необходимо для соблюдения агротребований повысить скорость подающего потока с 13,2 до 15,8 м/с, скорость сепарирующего потока при этом повысится с 12,5 до 12,6 м/с (рис.9). Так же необходимо увеличить длину камеры сепарации с 0,34 м до 0,44 м. Длину задней стенки необходимо наоборот уменьшить с 0,58 до 0,52 м. Чистота зерна и его выход в приемник снизятся соответственно с 97,4 до 92,7 % и с 99,3 до 96,5 %.

В пятой главе приведены результаты реализации итогов исследования и оценка экономической эффективности применения пневмокамеры с пневмотранспортным вводом.

Представленз разработанная методика инженерного проектирования пневмоинерционного сепаратора с пневмотранспортным вводом вороха.

Экономический эффект от внедрения новой машины составляет 10348 руб. в год. За весь срок службы - 93139 руб.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Интенсификация процесса пневмосепарации возможна за счет использования для предварительной подготовки вороха к разделению и его подачи в пневмоинерционный сепаратор транспортирующего воздушного потока.

2. Теоретически обосновано расслоение компонентов сильно-засоренного вороха пшеницы при горизонтальном пневмотранс-портировании в диапазоне скоростей 12-16,5 м/с (при предза-вальном режиме) на длине от 1,5 до 3 м с преимущественным расположением зерна в нижней части материзлопровода.

3. "Установлено, что длина подающего воздуховода зависит от скорости транспортирования и должна находится между минимально допустимой из условия обеспечения расслоения вороха и максимально возможной из условия не возникновения завала и находиться в пределах 2,4-3,0 м для заданного диапазона скоростей.

4. Предложенная математическую модель процесса сепарации, позволяет обосновать необходимые конструктивно - кинематические параметры в зависимости от состава и свойств компонентов вороха, параметров подающего воздуховода.

5. Оптимальное,в зависимости от подачи и состояния исходного вороха, сочетание параметров и режимов работы пневмокаме-

ры находится в пределах: скорость подаюицего потока - 14...15 м/с, скорость сепарирующего потока - 13,0—14,0 м/с, длина камеры - 0,37...0,39 м, длина задней стенки камеры - 0,52...0,56 м. При этом верхние значения соответствуют большей подаче и засоренности.

6. Для соблюдения агротребований при обеспечении минимальных затрат электроэнергии при повышении засоренности исходного вороха с 10 до 50 % необходимо скорость подающего потока повысить с 13,6 до 15,1 м/с, скорость сепарирующего потока повысить с 12,8 до 13,9 м/с, длину задней стенки увеличить от 0,52' до 0,56 м, глубину камеры увеличить от 0,37 до 039 м.

7. При повышении загрузки пневмокамеры с 0,5 до 1,5 кг/с необходимо доя соблюдения агротребований повысить скорость подающего потока с 13,2 до 15,8 м/с, скорость сепарирующего потока повысить с 12,5 до 12,6 м/с, увеличить длину камеры сепарации с 0,34 м до 0,44 м, длину задней стенки уменьшить с 0,58 до 0,52 м.

8. Предложенная методика инженерного проектирования позволяет обосновать параметры пневмокамеры, работающей совместно с пневмотранспортером для конкретных условий производства.

9. При использовании пневмокамеры, работающей совместно с пневмотранспортером ожидаемый экономический эффект составит 10348 руб. в год. За весь срок службы - 93139 руб.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1.Шередекин В.В. Пневмоинерционная сепарация сильно засоренного вороха при пневмотранспорте / Научные аспекты формирования интеллектуальной собственности специалистов АПК России. Тезисы докладов научной и учебно-методической конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов агроуниверситета. - Воронеж, ВГАУ, 1993.- С. 151.

2.Шередекин В.В. Очистка сильно засоренного вороха направленными воздушными потоками при пневмотранспортировании I Обеспечение эффективного функционирования производственного потенциала АПК России в условиях рыночных отношений. Тезисы докладов межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. - Воронеж, ВГАУ, 1993.- С.233.

ЗЛПередекин В.В. Исследование процесса пневмоинерционной сепарации при подаче вороха воздушным потоком. // Совершенствование технологий и технических средств для механизации производственных процессов в растениеводстве / Сб. науч. трудов. - Воронеж: ВГАУ, 1994.- С. 19-28.

4.Шередекин В.В. Построение расчетных траекторий движения компонентов вороха в пневмоинерционном сепараторе с использованием ЭВМ// Повышение эффективности агропромышленного производства в условиях современных форм хозяйствования/ Тезисы докладов международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. Ч.2.- Воронеж: ВГАУ, 1995.- С. 196-197.

5.Шередекин В.В., Резниченко ИА., Резниченко В.И. Исследование встречного воздушного потока в сепараторе вороха комбинированного типа / Повышение эксплуатационной эффективности тракторов и сельскохозяйственных машин. Сб. науч. тр. - Воронеж, ВГАУ, 1995.-С.129-135.

6.Шередекин В.В., Резниченко ИЛ., Резниченко В.И. Интенсификация процесса воздушно-решетной сепарации вороха при снижении удельных нагрузок на решетный стан / Улучшение работоспособности деталей и узлов сельскохозяйственной техники. Сб. науч. тр. - Воронеж, ВГАУ, 1995.- 215с.

7.Шередекин В.В. Пневмоинерциоиный сепаратор для обработки вороха зерновых культур, перемещаемого пневмотранспортом// Резервы стабилизации агарного производства. Тезисы докладов научной конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов госагроуниверситета по итогам исследований за 1991-1995 гг. Ч.2.- Воронеж, ВГАУ, 1996.-С.52.

8.Шередекин В.В. Сравнительная оценка методов исследования распределения материала по сечению материалопровода горизонтального пневмотранспортера/ Методы и средства научных исследований процессов механизации сельского хозяйства. Сб. науч. тр.-Воронеж, ВГАУ, 1996.- С.224-228.

9.Шередекин В.В., Резниченко ИЛ., Резниченко В.И. Совершенствование структуры воздушного потока в пневмоинерционной очистке сепаратора вороха. - ВГАУ, Воронеж, 1997.-9 с. Деп. В ВИНИТИ 27.03.97. № 994-В97.

Ю.Шередекин В.В., Резниченко И.А., Резниченко В.И. Влияние приращения скоростей воздушного потока по длине и высоте камеры пневмоинерционной сепарации на траектории движения компонентов. - ВГАУ, Воронеж, 1997.-17 с. Деп. В ВИНИТИ 27.03.97. № 993-В97.

11 .Шередекин В.В. Влияние взаимодействия воздушных потоков на разделение вороха в пневмоинерционной камере // Совершенствование технологий и технических средств производства продукции растениеводства и животноводства / Сб. науч. трудов ВГАУ им. КД. Глинки. - Воронеж, 1998.- С.74-80.