автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Разработка и обоснование параметров пневмомеханического протравливателя семян зерновых культур

На правах рукописи

САЛАХОВ Ильнур Муллахматович

РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПНЕВМОМЕХАНИЧЕСКОГО ПРОТРАВЛИВАТЕЛЯ СЕМЯН ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

4 ДЕК 2014

Казань —2014

005556168

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования (ФГБОУ ВПО) «Казанский государственный аграрный университет» на кафедре «Машины и оборудование в агробизнесе»

Научный руководитель: Нуруллин Эльмас Габбасович

доктор технических наук, профессор Заслуженный работник сельского хозяйства РТ

Официальные оппоненты: Сычугов Николай Павлович

доктор технических наук, профессор, профессор кафедры эксплуатации и ремонта машинно-тракторного парка ФГБОУ ВПО «Вятская государственная сельскохозяйственная академия»

Хасанов Эдуард Рифович

кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры сельскохозяйственных машин ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет»

Ведущая организация: - Федеральное государственное бюджетное

научное учреждение «Зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства Северо-востока имени Н.В. Рудницкого»

Защита состоится 25 декабря 2014 года в 13со часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.003.04 при ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет» по адресу: 450001, г. Уфа, ул. 50 лет Октября, 34, ауд. 259/3

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет»

Автореферат разослан 15 ноября 2014 года Ученый секретарь

диссертационного совета ¡^ \ ,

доктор технических наук, профессор ^^Г^/г С.Г. Мударисов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Продовольственная безопасность страны — одна из важнейших составляющих её национальной безопасности. Основой продовольственной безопасности являются объемы производства и запасы качественного зерна. К важнейшим факторам, определяющим объемы производства и качества урожая зерновых культур, относится подготовка семян к посеву, где основной технологической операцией является протравливание семян защитно-стимулирующими препаратами.

Исследования показывают, что качественное протравливание семян зерновых культур способствует увеличению урожайности до 8,7% зерна в зависимости от культуры, используемого препарата и формируемого урожая.

Основными показателями, характеризующими качество протравливания, являются полнота протравливания и степень покрытия поверхности семян препаратом. Важно также снижение механических повреждений семян и расхода препарата, устранение вредного воздействия на человека и окружающую среду. Качество протравливания наряду с другими факторами зависит от конструктивно-технологической схемы и режимов работы протравливателей.

Существующие конструкции протравливателей работают в основном по принципу механической транспортировки и подачи семян в камеру протравливания, где происходит нанесение препарата с последующим перемешиванием и выгрузкой протравленных семян механическими устройствами. Основными недостатками существующих конструкций протравливателей является неравномерность распределения рабочей жидкости по массе и по поверхности семян, завышенный расход рабочей жидкости. Кроме того, воздействие механических рабочих органов травмирует семенной материал, что снижает их всхожесть, соответственно урожайность и качество зерна.

На основании вышеизложенного можно утверждать, что создание протравливателя, позволяющего повышать качество протравливания, уменьшать травмируемость семян и обеспечивающего снижение энергоемкости является актуальной задачей.

Цель работы. Повышение эффективности протравливания семян зерновых культур на основе разработки и обоснования конструктивно-технологических параметров пневмомеханического протравливателя.

Объект исследования. Экспериментальный образец

пневмомеханического протравливателя семян зерновых культур.

Предмет исследования. Процесс пневмомеханического протравливания. Закономерности зависимости количественных и качественных показателей протравливания от конструктивно-технологических параметров пневмомеханического протравливателя, физико-механических и технологических свойств семян, рабочей жидкости и воздуха.

Методы исследования. Теоретические исследования выполнены с использованием законов земледельческой механики, гидравлики, механики

газосмесей и начертательной геометрии. Экспериментальные исследования проводились на специально изготовленном лабораторном оборудовании и экспериментальном образце пневмомеханического протравливателя с использованием соответствующих ГОСТов, общеизвестных и специально разработанных методик. Результаты экспериментов обрабатывались методами математической статистики на ЭВМ.

Научная новизна

1. Получены теоретические зависимости, позволяющие обосновать минимальное количество рабочей жидкости для покрытия поверхности семян при различных значениях производительности пневмомеханического протравливателя.

2. Разработана математическая модель технологического процесса пневмомеханического протравливателя, позволяющая обосновать его основные конструктивно-технологические параметры с учетом убывания концентрации распыленных частиц рабочей жидкости.

3. Установлены закономерности изменения количественных и качественных показателей работы пневмомеханического протравливателя от его конструктивно-технологических параметров, физико-механических и технологических свойств семян, распыленных частиц рабочей жидкости и воздуха.

Новизна технических решений подтверждена патентами Российской Федерации (№111382 и №130777).

Практическая значимость. Использование нового

пневмомеханического протравливателя обеспечивает повышение качества протравливания и реализацию энергосберегающих технологий протравливания

семян зерновых культур.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований могут быть использованы конструкторскими организациями и научно-исследовательскими учреждениями при создании новых конструкций протравливателей, а также при эксплуатации разработанного протравливателя в производственных условиях.

Реализация результатов исследований. Экспериментальный пневмомеханический протравливатель семян зерновых культур внедрен в технологическую линию по подготовке семян к посеву ООО «Иолдыз» Лаишевского р-на РТ. Некоторые результаты диссертационной работы используются в учебном процессе студентами Института механизации и технического сервиса и агрономического факультета ФГБОУ ВПО «Казанский ГАУ».

Научные результаты, полученные лично соискателем. Разработана математическая модель для обоснования параметров нового пневмомеханического протравливателя. Установлены закономерности изменения количественных и качественных показателей пневмомеханического протравливателя от его конструктивно-технологических параметров, физико-механических свойств семян и рабочей жидкости.

Положения, выносимые на защиту:

- результаты теоретических и экспериментальных исследований по обоснованию параметров пневмомеханического протравливателя;

- конструкция нового пневмомеханического протравливателя семян зерновых культур;

- агротехнические, энергетические и технико-экономические показатели работы пневмомеханического протравливателя.

Апробация работы. Основные результаты исследований по теме диссертации доложены и одобрены на Международных и Всероссийских научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава Казанского ГАУ (2010-2014гг.), Международной научно-практической конференции Марийского ГУ «Мосоловские чтения» (2011г.), Всероссийской научно-практической конференции Башкирского ГАУ (2012г), научных сессиях Казанского национального исследовательского технологического университета (2012-2014гг.). Экспериментальный протравливатель семян зерновых культур пневмомеханического типа демонстрировался на международной выставке «Агрокомплекс: Интерагро. Анимед. Фермер Поволжья» (РТ, г. Казань, 20112012гг.); на республиканском семинар-совещании по теме: «Итоги реализации Госпрограммы развития сельского хозяйства в 2009 году и задачи по успешному проведению весенне-полевых работ» (ООО «Ак Барс Arpo» Арского района РТ, 2010г.); на республиканском семинар-совещании по итогам работы агропромышленного комплекса РТ в чрезвычайных условиях 2010 года (ЗАО «Бирюли» Высокогорского района РТ, 2011г.). Результаты научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по теме диссертации являются победителями конкурсов: «50 лучших инновационных идей для Республики Татарстан» в номинациях «Старт инноваций» (2009г.), «Молодежно-инновационный проект» (2009г.), «Старт-1» (2011г.); «УМНИК» (ФСРМФП, г. Москва, 2009г.), «Приоритет-2012» (ФСРМФП, г. Москва, 2012 г.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 10 научных работах, в том числе 4 статьи в изданиях рекомендованных ВАК. Получены 2 патента РФ №111382 и №130777.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 161 страницах машинописного текста, список литературы содержит 108 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении представлены актуальность работы, цель, объект, предмет и методы исследований. Представлены научная новизна, практическая ценность и апробация работы, реализация и внедрение результатов исследований, изложены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследований» дается анализ существующих способов протравливания и агротехничесих требований. Приводится обзор существующих конструкций и тенденции развития машин для протравливания семян зерновых культур. Представлена разработанная классификация протравливателей. Завершают главу задачи исследований:

1. Разработать математическую модель технологического процесса работы пневмомеханического протравливателя семян зерновых культур.

2. Теоретически и экспериментально обосновать основные конструктивно-технологические параметры пневмомеханического протравливателя семян зерновых культур.

3. Изготовить и экспериментально исследовать пневмомеханический протравливатель в производственных условиях, выполнить его агротехническую, энергетическую, технико-экономическую оценку и внедрить в производство.

Во второй главе «Теоретическое обоснование параметров пневмомеханического протравливателя» представлены функциональная и конструктивно-технологическая схемы, и описан рабочий процесс протравливателя семян зерновых культур. Получены расчетные данные геометрических параметров бункера-дозатора для семян, минимально необходимого количества расхода рабочей жидкости для покрытия поверхности семян, обосновано местонахождение и угол установки распылителя рабочей жидкости, получены математические модели процесса протравливания семян в предварительной и основной камерах протравливания.

Количество рабочей жидкости, необходимой для покрытия поверхности одной зерновки, определяется по формуле:

Цк = 019с£3(1эк1 (1)

где Кж - объем рабочей жидкости, дм3 (л); йэз - диаметр шара, объем которого эквивалентен среднему объему семян, дм; (1ЗК - диаметр распыленной частицы, дм.

Для определения теоретического расхода рабочей жидкости на одну тонну семян получено теоретическое выражение в следующем виде:

(?Ж = 0,9Х109^, (2)

т1000

где. т1000 - масса тысячи семян, г

По полученному теоретическому выражению (2) рассчитаны и построены графики зависимости при различных значениях диаметра распыленной частицы (рисунок 1).

Такие же расчеты проведены и построены графики при массе тысячи семян 30, 40, 45, 50 и 55 г. Полученные графические зависимости могут быть использованы как расчетные номограммы для определения расхода рабочей жидкости для семян различных зерновых культур.

Основу пневмомеханического 0^,,1/и протравливателя составляет

предварительная и основная камера с подвижным рабочим органом. Местонахождение и угол установки факела распыла относительно потока семян оказывает существенное влияние на качество протравливания.

Для обоснования угла установки плоскости факела распыла рабочей жидкости относительно потока воздушно-зерновой смеси рассмотрим изменение данного угла в вертикальном и горизонтальном направлениях.

При вертикальном положении плоскости факела (0°) (рисунок 2)

1 - 20мкм; 2 - 2Jjik.ii; 3 - ЗОмкм; 4 - ЗЗмкм; 5 - 40мкм; 6 - 45мкл<; 7 - ЗОмкм

Рисунок 1 - Зависимости расхода раоочеи жидкости от эквивалентного диаметра зерна _ при различных значениях диаметра распьишннои частицы (т1000 =35 г)

плоскости цинх^-и! /

площадь охвата рабочей зоны предварительной камеры протравливания имеет минимальное значение. При увеличении угла площадь охвата увеличивается, однако при этом уменьшается полезная рабочая ширина факела. Распыленные частицы рабочей жидкости попадают в стенки камеры протравливания и стекают по ним, что снижает качество протравливания и увеличивает расход рабочей жидкости. Отсюда следует, что наиболее рациональным положением факела распыла рабочей жидкости в вертикальной плоскости по направлению движения семян будет его вертикальное положение, то есть при р-0 .

Вид слеба

; ! ^ р

43* ¿>

///!\

- зерно

о—в». базЯштй поте* зерно Шушно-зернобая смесь

Рисунок 2 - Схема поворота плоскости факела относительно потока воздушно-зерновой смеси в вертикальном направлении

При повороте плоскости факела в горизонтальном направлений, рабочая ширина факела увеличивается. Однако, при угле более 50 наблюдается уменьшение площади охвата камеры протравливания, что будет снижать

качество протравливания. Исходя из этого, можно сделать вывод, что оптимальный угол поворота плоскости факела относительно потока воздушно-зерновой смеси в горизонтальном направлении составляет 45...50 . При этом наблюдается незначительное уменьшение площади охвата предварительной

камеры протравливания и оптимальное использование его ширины.

Вид следа

Вид сОерху

/ /

-I— V

\

" Я'зочо'

шШ

—■^гг/Уу:

рШ*'

0 воздушный по/тюк * :> зерно ом ;> боздушно-зернобоя смесь Рисунок 3 - Схема поворота плоскости факела относительно потока воздушно-зерновой смеси в горизонтальном направлении

Минимальное расстояние Ь от зоны подачи семян в предварительную камеру протравливания до распылителя можно определить по выражению:

1 = 0,5-йка-1%а, (3)

где с1КП — диаметр предварительной камеры протравливания (в нашем случае с£кп = ¿в), м; а - угол поворота плоскости факела распыла, град.

Таким образом, в результате теоретических исследований обосновано, что наиболее рациональным местонахождением распылителя рабочей жидкости является верхняя часть предварительной камеры протравливания на расстоянии 0,5 м от края зоны подачи семян, при этом угол установки плоскости факела распыла относительно потока воздушно-зерновой смеси составляет 45 ...50

Разработана математическая модель технологического процесса пневмомеханического протравливания с учетом уменьшения концентрации распыленных частиц рабочей жидкости. При движении семян и распыленных частиц происходит столкновении и осаждение мелкодисперсных частиц рабочей жидкостной на поверхность семян. Поэтому концентрация распыленных частиц цк уменьшается. За время об зерновку ударяются все капли, находящиеся в элементарном цилиндре диаметром йэз + 2с1ж и длиной (т93 — (рисунок 4). В результате математического моделирования

получены дифференциальные уравнения:

сМ,, 3 р„ , „ ч,

сИ ¿А аг

сИ ~

Рз<1 э

4 " рЛль

эз + 2 с1ЭКУ 2«ЙДс

(А-^У

(т93 - .

(4)

(5)

(6)

где -в,, т9к, дв - соответственно, скорости зерна, распыленных частиц рабочей жидкости и воздуха, м/с; t - время движения, с; к3, кК - коэффициент сопротивления семян и

распыленных частиц; р3, рк, рв -соответственно, плотности семян, распыленных частиц и воздуха, кг/м3; цв, р3, Цк - объемные концентрации воздуха, семян и распыленных частиц рабочей жидкости, м3/м3; I - длина участка рабочей зоны предварительной камеры протравливания, м.

По полученным

йэз + 2йэк - яК)ДГ

г ГТс) ' кп • ^ ~Ч \ \ ! ; а © о ° 4--------- ик

° 1 И

\ (5) ° о © — О /Оч ^ О О ® ° О о ° о ©

М

(7) семена зернйых культур о распыленные частицы рабочей жидкости

Рисунок 4 - К моделированию процесса протравливания

математическим моделям выполнены численные расчеты и построены графики

Рисунок 5 - Изменение скорости распыленных частиц рабочей жидкости в предварительной камере при эквивалентном диаметре семян Л„=4мм

Рисунок б - Изменение скорости семян в предварительной камере при диаметре распыленных частиц с1„=25 мкм

По рисунку 5 видно, что установившийся режим скорости распыленных частиц рабочей жидкости разных диаметров происходит при длины камеры более 0,2 м. Скорости семян возрастает постоянно по длине предварительной камеры для всех значений размеров семян при принятом значений эквивалентного диаметра рабочей жидкости (рисунок 6). Очевидно такая же закономерность будет наблюдаться при всех значениях размеров мелкодисперсных частиц рабочей жидкости. Однако, следует отметить, что скорость мелких семян возрастает быстрее. С учетом всего этого, для обоснования длины предварительной камеры протравливания, за основу принимаем результаты графической зависимости, приведенной на рисунке 5.

Однако, кроме скорости движения мелкодисперсных частиц в рабочей зоне для описания процесса протравливания очень важно учитывать уменьшение концентрации рабочей жидкости в предварительной камере протравливания, по

мере движения семян (рисунок 7).

Анализ графиков, представленных на рисунке 7, показывает, что концентрация распыленных частиц рабочей жидкости по длине предварительной камеры протравливания убывает. При длине рабочей зоны предварительной камеры 0,3 м для частиц размером 25 мкм, при протравливании мелких семян концентрация распыленных частиц рабочей жидкости в рабочей зоне составляет 75...87%, а при протравливании средних и

крупных семян - 54.. .75%.

Таким образом, в результате анализа полученных графических зависимостей можно сделать вывод, что для качественного протравливания семян зерновых культур рабочая длина предварительной камеры протравливания должна составлять 0,2...0,3 м.

¡.2 ,

Рисунок 7 - Изменение концентрации распыленных частиц рабочей жидкости в предварительной камере при диаметре (1ЭК=25 мкм в зависимости от эквивалентного диаметра семян

Основная задача при теоретическом обосновании основной камеры протравливания является моделирование движения семян с равномерным распределением по винтовой рабочей поверхности без скоплений и образования заторов. Движение семени возможно, когда движущая сила больше чем сила трения, т.е. Гв > Ртр (рисунок 8). С учетом этого нами получена математическая зависимость для определения скорости движения семян в основной камере протравливания:__

тдс --^----^ - (7)

гк(рт - к/А, - + СОб/?^

где тЭс - скорость семян, м/с; расход воздуха через сечение канала в секунду (приравнивается расходу воздуха, создаваемого вентилятором), м3/с; у„ - плотность воздуха, кг/м3; 5„ - миделево сечение семян, м; / - коэффициент трения зерновки об рабочую поверхность камеры

протравливания, которая зависит от физико-механических свойств семян и рабочей жидкости; тс -масса единичной зерновки, кг; Я -радиус движения зерновки по поверхности винта, м; кв - высота винтового канала в основной ✓

камере протравливания, м; Окп - Рисунок 8 - Схема сил, действующих на

" „„, зерновку при движении по винтовоилинии

диаметр основной камеры I кмеры протравливания

протравливания, м; с1а -диаметр оси винтообразного рабочего органа, м.

Таким образом, полученная математическая модель позволяет обосновать конструктивные параметры основной камеры протравливания в зависимости от производительности вентилятора, физико-механических свойств протравливаемых семян и рабочей жидкости.

В третьей главе «Программа и методика экспериментальных

исследований» представлена общая программа и .

методика лабораторных и лабораторно-

исследований, а также методика обработки и , ' *

оценки точности полученных результатов. .^ДЩаЗЬЛй,. ' Й

Лабораторно-производственные эксперименты ^ Г |Ег£||гТ"\ • а

проводились на экспериментальном образце | -

пневмомеханического протравливателя семян ■ВДгёя^

экспериментальных исследований и их анализ» ^^^ ¿Я^к

выполнен анализ результатов лабораторных и р^кл. - { "

лабораторно-производственных исследований. ЗаШ^ -

Лабораторными опытами определена .................*

пропускная способность бункера-дозатора для Рисунок 9 - Эксперимен-г ■' _ тальный образец пневмо-

семян. Для проведения опытов был изготовлен метнического протравли-

бункер-дозатор с диаметром выгрузного вателя (без устройства

отверстия 100 мм. Результаты пневмозагрузки семян)

экспериментальных исследований показали, что

пропускная способность бункера-дозатора удовлетворяет требуемой производительности протравливателя семян и составляет 10... 12 т/ч.

По результатам измерений площадь поверхности семян пшеницы составляет 0,48-Ю'3 м2. Данные экспериментальные результаты могут быть использованы при теоретических исследованиях требуемого количества расхода рабочей жидкости для покрытия поверхности семян.

В результате анализа технических характеристик, принципа работы, конструктивно - технологических параметров, наиболее рациональными для использования в разрабатываемой конструкции с точки зрения обеспечения требуемого расхода рабочей жидкости, мелкодисперсного распыла и наибольшего охвата факелом распыла объёма камеры протравливания являются распылители типа Air Mix 110-01, Air Mix 110-02 и Air Mix 110-025 с диаметром отверстия соответственно 1 мм, 2мм и 2,5 мм и плоским факелом распыла с углом раскрытия 110°.

Выбранными тремя распылителями проведены опыты по исследованию расхода рабочей жидкости при различных значениях делений манометра. Как показали результаты экспериментов, все рассмотренные распылители обеспечивают мелкодисперсную подачу заданного количества рабочей жидкости, которая составляет для протравливателя производительностью 10 т/ч -7,5...10,0л/т. При этом надо учитывать то, что чем больше давление распыла, тем меньше будет размер распыленных частиц рабочей жидкости. Соответственно, при работе на протравливателе с малой производительностью или с меньшим расходом, целесообразно применять распылитель с меньшим диаметром отверстия, так как в этом случае давление распыла будет максимальной и распыл получится мелкодисперсной.

По результатам лабораторно-производственных экспериментальных исследований построены графики зависимости производительности протравливателя от величины открытия заслонки бункера-дозатора (рисунок 10).

Q, т/ч 16

12

8

4

0 2000 4000 6000 8000$ х]0 \

¡-теоретическая пропускная способность

2-экспериментальная пропускная способность

3-производительность протравливателя

Рисунок 10 - График зависимости производительности протравливателя семян от величины открытия заслонки бункера-дозатора.

Анализ представленных графических зависимостей, полученных теоретическим путем, лабораторными экспериментами и исследованиями в производственных условиях показывают адекватность теоретических и экспериментальных исследовании.

Основным агротехническими качественными показателем процесса протравливания являются полнота протравливания, равномерность распределения рабочей жидкости по массе семян и по отдельным семенам, а также травмируемость и дробление семян. Результаты исследований данных

показателей представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Результаты лабораторно-производственных исследований

Расход рабочей жидкости, л/т Полнота протравливания, % Равномерность распределения по массе семян (коэффициент вариации), % Равномерность распределения по отдельным семенам, % Упелечепие травмированных семян, %

6 98 0,8 78 0,44

7 98 0,8 83 0,4

8 90 0,7 84 0,5

9 93 0,5 88 0,4

10 93 1,0 92 0,35

1Д) 1|иЛу1С1ШЫМ ^и^ршншницшия /^ ....... -------г .----

протравливания на пневмомеханическом протравливателе составляет 90...98%, что соответствует агротехническим требованиям 100±20%.

Результаты анализов исследований по определению равномерности распределения рабочей жидкости в массе семян показывает, что коэффициент вариаций массы протравленных семян, взятых с разных мест, не превышает одного процента. Следовательно, можно утверждать, что равномерность распределения рабочей жидкости в массе семян происходит равномерно и качество протравливания очень высокое.

Анализируя результаты определения равномерности распределения рабочей жидкости по семенам можно сказать, что при уменьшении расхода рабочей жидкости равномерность распределения уменьшается. Допустимое отклонение равномерности распределения были получены при расходе рабочей жидкости 7... 10 л/т. Проведенные опыты еще раз подтверждают результаты теоретических исследований по определению требуемого количества расхода рабочей жидкости, который составляет 7,5... 10,0 л/т. При меньших расходах равномерность распределения рабочей жидкости и качество протравливания уменьшается.

Одним из факторов, снижающих качество семян, является их травмирование, в том числе рабочими органами протравливателей. Поэтому при разработке нового протравливателя очень важное значение имеет исследования, направленные на снижение травмирования семян зерновых и зернобобовых культур. Анализ полученных результатов показывает, что процент дробленных и травмированных семян после однократного пропуска

через протравливатель пневмомеханического типа не превышает более 0,5 %, что соответствует агротехническим требованиям.

В пятой главе «Оценка эффективности работы протравливателя семян пневмомеханического типа» дана оценка технико-экономических и энергетических показателей эффективности пневмомеханического протравливателя. Расчеты показывают, что разработанный экспериментальный пневмомеханический протравливатель имеет совокупные затраты энергии на 45% меньше, чем базовый протравливатель ПС-10АМ. При этом он обеспечивает снижение энергоемкости на 13..15%. Годовой экономический эффект от внедрения составляет 81465 рублей (в ценах 2013г.). Срок окупаемости протравливателя составляет 2,2 года.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В результате анализ способов протравливания, факторов, определяющих качество протравливания, и существующих конструкций протравливателей составлена их классификация, на основе которой научно-обоснованы функциональная и конструктивно-технологическая схемы протравливателя семян зерновых культур пневмомеханического типа.

2. В результате теоретических исследований определено потребное количество расхода рабочей жидкости для полного и равномерного покрытия поверхности семян, которая в зависимости от размера семян и распыленных частиц, составляет 7...10 л/т. Обосновано, что рациональным местонахождением распылителя рабочей жидкости является верхняя часть предварительной камеры протравливания на расстоянии 0,5 м от края зоны подачи семян, при этом угол установки плоскости факела распыла относительно потока воздушно-зерновой смеси составляет 45 ...50. Определены параметры выгрузного отверстия бункер-дозатора, обеспечивающие свободное истечение семян в пределах 10... 12 т/ч.

3. Разработана математическая модель технологического процесса пневмомеханического протравливателя семян зерновых культур, устанавливающая связь между физико-механическими и технологическими свойствами семян, распыленных частиц рабочей жидкости, воздуха и учитывающая уменьшение концентрации растащенных частиц рабочей жидкости в предварительной камере: для мелких семян - на 75...87%, для средних и крупных семян - на 54...75%. Установлено, что для обеспечения указанного предела уменьшения концентрации распыленных частиц рабочей жидкости длина предварительной камеры протравливания должна составлять 0,2...0,3 м.

В результате математического моделирования движения семян в основной камере протравливания определены условия их движения без скоплений с учетом физико-механических и технологических свойств семян и распыленных частиц рабочей жидкости.

4. Лабораторными экспериментами определена средняя площадь поверхности семян пшеницы сорта «Симбирцит», которая составляет 0,42-КТ V, установлено, что для обеспечения производительности 10... 12 m/ч диаметр выгрузного отверстия бункера-дозатора составляет 100 мм, выбраны распылители, обеспечивающие мелкодисперсную подачу рабочей жидкости в камеру протравливания из расчета 7...10 л/т.

5. Лабораторно-производственными исследованиями установлено, что экспериментальный образец пневмомеханического протравливателя при производительности 10 т/ч и расходе рабочей жидкости 7...10 л/т обеспечивает полноту протравливания 90...98%, равномерность распределения рабочей жидкости по поверхности семян 83...93%, травмируемость не более 0,5%, что соответствует агротехническим требованиям.

6. Технико-экономическая и энергетическая оценка разработанного протравливателя показала, что годовой экономический эффект от внедрения пневмомеханического протравливателя семян при объеме 500 т семян в год составляет 81465 рублей (в ценах 2013г). При этом энергоемкость разработанного экспериментального пневмомеханического протравливателя на 13...15% меньше, чем у существующих протравливателей. Срок окупаемости протравливателя составляет 2,2 года.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

В изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Нуруллин, Э.Г. Травмирование семян в протравливателях пневмомеханического типа. / Э.Г. Нуруллин, И.М. Салахов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2010. - №12. С.21-22.

2. Салахов, ИМ. Исследование параметров распылившим рабочей жидкости в пневмомеханическом протравливателе семян. / И.М. Салахов, Э.Г. Нуруллин // Известия международной академии аграрного образования. Выпуск №17 - СПб., 2013. - С.122-125.

3. Салахов, И.М. Энергосберегающий протравливатель семян / И.М. Салахов, Э.Г. Нуруллин И Сельский механизатор.- 2013. -№11. С.16-17

4. Нуруллин, Э.Г. Математическая модель движения семян в основной камере пневмомеханического протравливателя / Э.Г, Нуруллин, И.М. Салахов, A.B. Дмитриев / Вестник Казанского ГАУ. - 2014. - №1(31)

В материалах международных конференций и других изданий:

5. Салахов, И.М. Классификация протравливателей семян // Инновационное развитие агропромышленного комплекса: Материалы всероссийской научно-практической конференции. Том 77, часть 2. - Казань: Изд-во Казанского ГАУ, 2010. - С.211-213.

6 Салахов, И.М. Анализ способов распыливания жидкостей // «Конкурентоспособная научная продукция АПК России»: материалы

О*'

Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых. - Казань:

Антэкс, 2011. — С.301-303.

7. Нуруллина, Э.Э. Некоторые результаты маркетинговых

исследований по протравливателям семян зерновых культур / Э.Э: Нуруллина,

ИМ Салахов, Э.Г. Нуруллин // Актуальные вопросы совершенствования

технологии производства и переработки продукции сельского производства.

Материалы международной научно-практической конференции. Вып.Х11. -

Йошкар-Ола: Мар.гос. ун-т, 2011. - С.90-91.

8 Салахов, ИМ. Протравливание семян зерновых культур на новой технологической основе / И.М. Салахов, Э.Г. Нуруллин // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского производства. Материалы международной научно-практическои конференции. Вып.ХП. -Йошкар-Ола: Мар.гос. ун-т, 2011. - С.94-95

9 Салахов И.М. Разработка комбинированного протравливателя семян' зерновых культур пневмомеханического типа // Сборник материалов республиканского конкурса научных работ студентов и аспирантов на соискание премии им. Н.И. Лобачевского. - Казань, 2011. - С.233-234. ^

10. Салахов, ИМ. Теоретическое обоснование расхода рабочей жидкости в пневмомеханическом протравливателе семян зерновых культур / ИМ. Салахов, Э.Г. Нуруллин // Инновационное развитие агропромышленного комплекса: Материалы всероссийской научно-практической конференции. Том 78, часть 2. -Казань: Изд-во КазанскогоГАУ, 2011.-С.217-219.

И. Пат. 111382 Российская Федерация, МПК А01С1/06. Протравливатель семян пневмомеханического типа с подвижным винтовым рабочим органом / Салахов И.М., Дмитриев A.B., Нуруллин Э.Г. -№2011117205/13; заявл. 28.04.2011; опубл. 20.12.2011.

12. Пат. 130777 Российская Федерация, МПК A01Cl/Ub. Протравливатель семян пневмомеханический / Салахов И.М., Нуруллин Э.Г. -№2012152119/13; заявл. 04.12.2012; опубл. 10.08.2013.

Формат 60x84/16 Тираж 100. Подписано к печати ///./^а-

Печать офсетная. Усл.п.л. / Об Заказ 23.

Издательство КГАУ/420015 г.Казань, ул.К.Маркса, д.65 Лицензия на издательскую деятельность код 221 ИД №06342 от 28.11.2001 г. Отпечатано в типографии КГАУ 420015 гЛСазань, улЛСМаркса, д.65. Казанский государственный аграрн&й университет