автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Совершенствование пневматической системы машины предварительной очистки зернового вороха

На правах рукописи

БАДРЕТДИНОВ Ильдар Дамирович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ МАШИНЫ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОЧИСТКИ ЗЕРНОВОГО

ВОРОХА

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 6 Я Н В 2012

Уфа-2011

005009536

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Башкирский государственный аграрный университет» (ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ) на кафедре сельскохозяйственных машин

Научный руководитель: доктор технических наук, доцент

Мударисов Салават Гумерович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

заслуженный деятель науки и техники РФ Сычугов Николай Павлович

кандидат технических наук, доцент Бакиев Ильшат Талгатович

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Челябинская государственная агроинженерная академия»

Защита состоится 26 января 2012 г. в 1300 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.003.04 при ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ по адресу: 450001, г. Уфа, ул. 50 лет Октября, 34, ауд. 259/3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ

Автореферат разослан <ДН> 2011 г.

Ученый секретарь С__Л/

диссертационного совета С.Г. Мударисов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Увеличение сборов зерна, быстрая обработка све-жеубранного зернового вороха любой влажности и засоренности, уменьшение затрат труда и средств на его послеуборочную обработку неразрывно связаны с повышением производительности и эффективности функционирования зерноочистительных машин. Основная нагрузка при послеуборочной обработке ложится на машины предварительной очистки зернового вороха.

Современные зерноочистительные машины предварительной очистки зерна по своим агротехническим показателям не полностью отвечают возрастающим требованиям сельского хозяйства. Из-за несовершенства конструкции их пневматических систем происходит неполная сепарация зернового вороха воздушным потоком и наблюдается повышенная запыленность в местах обслуживания. Усовершенствование пневматических систем зерноочистительных машин затруднено в связи с многообразием культур и способов сепарирования, сложностью и разнообразием процесса взаимодействия частиц сепарируемых материалов с воздушным потоком и рабочими органами.

Кроме этого в настоящее время недостаточно выявлены и научно обоснованы основные направления интенсификации процесса сепарации зерна воздушным потоком, мало используются современные методы численного моделирования технологического процесса работы машин, что связано недостаточным развитием методов обоснования параметров и режимов их функционирования, а также теоретических основ пневмосепарирования.

В связи с этим, исследования, направленные на повышение качества и эффективности работы зерноочистительной машины и оптимизации ее конструктивно-технологических параметров на основе моделирования технологического процесса очистки зерна воздушным потоком, являются актуальными.

Цель работы. Повышение качества очистки зернового вороха машиной предварительной очистки путем совершенствования конструктивно-технологических параметров пневматической системы на основе моделирования технологического процесса очистки.

Объект исследования. Процесс очистки зернового материала воздушным потоком.

Предмет исследования. Зависимости качества разделения зерновой смеси от конструктивно-технологических параметров зерноочистительной машины предварительной очистки.

Методика исследований. В теоретических исследованиях использованы методы механики двухфазных сред «газ - твердые частицы» и методы классической гидромеханики. Экспериментальные исследования выполнены с использованием стандартных и частных методик. Экспериментальные данные обработаны методами математической статистики на ЭВМ.

Научная новизна.

1. Разработана математическая модель функционирования пневматической системы зерноочистительной машины на основе численного решения уравнений динамики двухфазной среды с учетом геометрических параметров и аэродинамических свойств семян;

2. Разработана математическая модель технологического процесса работы вентилятора зерноочистительной машины с учетом вращения его лопастей, а также возникающих при этом инерционных и гравитационных сил.

3. Раскрыты взаимосвязи между качественными показателями процесса пневмосепарирования зернового вороха и конструктивно-эксплуатационными параметрами аспирационной системы с учетом характеристик очищаемой культуры;

Новизна технических решений подтверждена решением о выдаче патента на полезную модель (№ 2010115896).

Практическая значимость и реализация результатов исследований. По результатам исследований обоснованы параметры и создан экспериментальный образец машины предварительной очистки зернового вороха, обеспечивающий качественное выполнение технологического процесса.

Машина предварительной очистки зернового вороха с обоснованными конструктивно-технологическими параметрами внедрена в ООО «Уныш» Дюртюлин-ского района Республики Башкортостан. Разработанная модель технологического процесса работы зерноочистительной машины используется в учебном процессе кафедры «Сельскохозяйственные машины» ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ.

Работа выполнена в соответствии научно-исследовательской программой на 2010 - 2013 гг. «Повышение качества выполнения технологических операций на основе совершенствования рабочих органов сельскохозяйственных машин» (Per. № 01.2010.58947) на кафедре «Сельскохозяйственные машины» ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ.

Вклад автора в проведенное исследование. Установлены начальные и граничные условия математической модели работы вентилятора и пневматической системы зерноочистительной машины. Проведена численная реализация модели технологического процесса работы диаметрального вентилятора и пневматической системы зерноочистительной машины. Проведены эксперименты по обоснованию параметров пневматической системы зерноочистительной машины.

Апробация. Результаты работ докладывались и обсуждались на международных научно-технических конференциях «Достижения науки - агропромышленному комплексу» (Челябинская ГАА, г. Челябинск) в 2008...2011 гг., «Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения» (Ульяновская ГСХА, г. Ульяновск) в 2010 г., на Всероссийских научно-практических конференциях «Проблемы и перспективы развития инновационной деятельности в агропромышленном комплексе» (Башкирский ГАУ, г. Уфа) в 2008...2011 гг.

Публикации. По материалам исследований опубликовано 15 научных работ, в том числе одна в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Общий объем опубликованных работ составляет 4,62 п.л., из них авторских - 2,1 п.л.

Структура и объем работы. Основной материал диссертационной работы представлен на 162 страницы машинописного текста и содержит введение, пять глав, выводы и приложения. Диссертация содержит 30 таблиц, 72 рисунков и иллюстраций, приложений 10. Список использованной литературы включает

120 источников.

Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:

1. Теоретическое обоснование технологического процесса работы диаметрального вентилятора.

2. Теоретическое обоснование процесса движения воздушно-зерновой смеси в пневматической системе зерноочистительной машины предварительной очистки зерна.

3. Конструктивно-технологическое обоснование параметров пневматической системы зерноочистительной машины.

4. Экспериментальная оценка процесса разделения зерновой смеси под действием воздушного потока.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

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

В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследования» проведена классификация и обзор зерноочистительных машин, проанализированы основные факторы и параметры, определяющие агротехнические показатели работы зерноочистительных машин, конструктивные схемы пневмосистем и рабочих органов, теоретические подходы описания взаимодействия воздушного потока с зерновым материалом.

Пневмосепарирование является наиболее производительным приемом при предварительной очистке зернового вороха. Результаты исследований И.П. Безручкина, А.Б. Демского, А .Я. Малиса, H.H. Ульриха, Н.П. Сычугова и др. показывают, что более половины примесей, содержащих в исходном зерновом материале, можно выделить воздушным потоком.

Теоретические и экспериментальные исследования пневмосепарации зерновых смесей проводили В.И. Анискип, А.И. Бурков, Н.П. Сычугов, Н.И. Ко-еилов, А.П.Тарасенко, В.Д. Шафоростов, В.М. Дринча, С.С. Ямпилов, В.В. Гортипский, М.А. Борискин, A.C. Матвеев, С.М. Куклин, A.C. Маликов, В.Е. Сайтов и другие ученые. На основе анализа их работ установлено, что на эффективность функционирования пневмосепарирования влияют конструктивные особенности пневмосистемы, удельная подача обрабатываемого зернового материала, равномерность воздушного потока в сепарирующих каналах и аэродинамические свойства компонентов зерновой смеси.

Проведенный анализ научных исследований показал, что в дальнейшем необходимо разработать обобщенную математическую модель процесса взаимодействия воздушного потока с зерновым материалом с учетом ее физико-механических и аэродинамических свойств.

На основании проведенного анализа состояния вопроса и для достижения поставленной цели в данной работе необходимо решить следующие задачи исследований:

1. Разработать математические модели процессов работы вентилятора и движения воздушно-зерновой смеси в пневматической системе зерноочисти-

тельной машины.

2. Обосновать на основе разработанной модели конструктивную схему и параметры пневматической системы машины предварительной очистки зернового вороха.

3. Разработать экспериментальный образец машины предварительной очистки зернового вороха и провести его лабораторно-производственные исследования.

4. Провести испытание машины предварительной очистки зерна с обоснованными параметрами в производственных условиях и дать технико-экономическую оценку предлагаемых конструктивных решений.

Во второй главе «Математическая модель технологического процесса зерноочистительной машины» рассмотрен физический процесс пневмосепа-рации, показана последовательность построения и реализации математической модели процессов работы вентилятора и взаимодействия воздушного потока с зерновым материалом, как системы уравнений динамики двухфазных течений, установлены зависимости для определения основных конструктивно-технологических параметров пневматической системы.

В пневматических системах зерноочистительных машин разделение зернового вороха происходит воздушным потоком. Процесс взаимодействия воздушного потока и зерна можно рассмотреть в виде течения «газ - твердые частицы» и использовать для его описания математический аппарат механики двухфазных течений. Однако это возможно только при определенных концентрациях частиц в воздушном потоке.

Объемную концентрацию Ф зернового вороха в пневмосистеме зерноочистительной машины можно определить по следующей формуле

где д - пропускная способность машины, кг/с; с1¥ - эквивалентный диаметр семян, м; ж юоо - масса 1000 семян, кг; II - скорость воздушного потока, м/с; 5 -площадь поперечного сечения пневмосепарирующего канала, м2.

Нами установлено, что в пневмосистемах зерноочистительных машин объемная концентрация Ф составляет 10~8... 1()Л Это по принятой классификации относится к гетерогенным, слабозапыленным потокам. В таких течениях воздушный поток влияет на движение частиц, а их обратное влияние на воздушный поток незначительно, которым можно пренебречь.

Кроме этого при математическом описании процесса движения воздушно-зерновой смеси должны соблюдаться некоторые допущения и упрощения, касающиеся формы частиц, их деформируемости, дробления, плотности и т.д. Считаем, что форма семян и примесей шарообразная; плотность и температура воздуха постоянны; семена и примеси имеют твердое, недеформированное, упругое состояние и имеют одинаковую температуру по всему ее объему; процессы дробления и коагуляции частиц отсутствуют.

С учетом этих допущений система уравнений гетерогенного двухфазного течения воздушно-зерновой смеси в пневмосистеме зерноочистительной машины запишется следующим образом

div-y = -- - 4- ^=0,

is CSV CI

c:r iy

(2)

где P - давление. Па; U- скорость воздушного потока, м/с; (f „„„ - источник массы частиц, кг/м3-с.; М - массовая концентрация частиц; D - коэффициент диффузии; -динамическая вязкость воздуха, кг/м-с; pg - плотность воздуха, кг/м3; рр - плотность частиц, кг/м3; хр - время релаксации частиц, с; dp - диаметр частиц, м;. т - масса частиц, кг; CD - коэффициент сопротивления частиц; Vp -скорость частиц, м/с; Vr - скорость частицы относительно несущей фазы, м/с.

Вместо диаметра частицы dp в системе (2) используем средний эквивалентный диаметр зерновки d„ так как сельскохозяйственные культуры отличаются широким спектром геометрических форм, плотности и массы.

Коэффициент аэродинамического сопротивления частиц шарообразной формы CD определяется по кривой Рэлея в зависимости от числа Рейнольдса частицы Rep (CD =f(Rep)).

Нами установлено, что для пневмосистем зерноочистительных машин число Рейнольдса находится в пределах 400...2500. При меньших числах Рей-нолдьса четкой зависимости CD = f(Rep) нет, при больших она описывается законом Ньютона. Однако кривая Рэлея справедлива только для шарообразных частиц. Для семян сельскохозяйственных культур и примесей, имеющих различную форму, зависимость CD = fCRe,J необходимо устанавливать экспериментальным путем независимо от числа Рейнольдса.

Для решения системы уравнений (2), необходимо установить начальные и граничные условия рассматриваемой области расчета. Для этого рассмотрим технологический процесс работы машины предварительной очистки зернового вороха (рисунок 1).

I

1 - подающий шнек;

2 - скальператор;

3 - выходной канал крупных примесей;4 - вентилятор; 5 - нагнетательный канал; 6 - сепарирующий канал; 7 - осаждающая камера;

8 - выход чистого зерна;

9 - шнек вывода легких примесей

Рисунок 1 — Технологическая схема работы машины предварительной

\

...//._£> ¡вздута ятя

лринесми

'■■в \в'-5 -7

очистки зерна

Весь технологический процесс можно условно разделить на три участка: вентилятор (А); скальператор (Б), аспирационная система (В).

1-еход; П-вращающая стенка; Ш-скользящая поверхность; ГУ-стенка; У-выход Рисунок 2 - Расчетная модель и границы участка А - вентилятора (а); рабочего колеса вентилятора (б) Участок А состоит из рабочего колеса 1 (диаметрального вентилятора) с установленными на нем лопатками 2 и нагнетательного канала 3. Число Рей-нольдса в межлопаточном пространстве вентилятора при максимальной частоте вращения 690 мин'1 может доходить до 4-104, что говорит о развитой турбулентности. В связи с чем, для гидродинамического моделирования работы вентилятора в уравнениях Навье-Стокса необходимо учитывать эффекты турбулентности ,,, _„ , ,

- 2 + ({и^риН™)7)] (3)

Ч1-^)****-,' (4)

где и - вектор скорости; р - плотность; Р - давление; g - вектор силы тяжести; В - коэффициент, учитывающий силы вращения, ц - динамический коэффициент вязкости воздуха; р, - турбулентная вязкость.

В уравнение (5) учтены главные нелинейные механизмы эволюции турбулентных течений: инерционные силы и сила тяжести. Во вращающейся системе координат силы вращения (Кориолиса и центробежная) имеют вид

В = -2а>-11-со--г. где со — угловая скорость вентилятора, г- радиус вентилятора.

Для подобных течений наиболее подходящим является к - с модель турбулентности, в которой турбулентная вязкость р, выражается через величины к и е следующим образом:

"<=С>Т' (6)

где к - турбулентная энергия; е - скорость диссипации турбулентной энергии. Значения кие определяются из следующих уравнений

• . 1. «¡9 «¿/

G

+ - - г,

»

(7)

(8) (9)

где й - работа, совершаемая вязким касательным напряжением в газе.

Значения параметров к - е модели принимаем стандартными = 1,0; <тЕ= 1,3; С,,= 0,09; С,= 1,44; С, = 1,92.

Решая систему уравнений (4), с учетом выражений (4-9) численным методом можно получить эпюру скоростей воздушного потока на выходе из нагнетательного канала, которая будет являться граничным условием на входе в пневмосистему (участок В).

Основным назначением скальператора (узел Б) является отделение крупных примесей и подача зернового вороха в пневматическую систему (рисунок 3).

Массу зернового материала, выходящего через скальператор в пневматическую систему, можно определить как разность масс исходного зернового вороха и удаленных примесей. Тогда зерновой материал, подаваемый скальператором в пневмосистему можно рас-

Vt

QL

Рисунок 3 — Технологический процесс участка Б (скальператора)

смотреть как источник массы частиц

-с а <¡00- г J

(У,

юол ■ (Ю)

где q - подача зернового материала, кг/с: qk -удаляемое количество примесей от исходного вороха, %; А - расчетный объем пневматической системы, м .

Фракционный состав зернового вороха в системе уравнений (2) учитывается массовой концентрацией М частиц разного диаметра dpi

М~

2W

(11)

штучный расход ¡-фракции соответствующего диаметра за единицу

решается уравнение конвективно-

где ц„т, времени, шт/с.

Для массовой концентрации диффузионного переноса

а ? ^ / (12)

где & - число Шмидта.

Выражение (11) устанавливается в виде граничного условия во входе 2 зернового материала в пневматическую систему (рисунок 4).

Полученные результаты участков А я Б устанавливаются на окончательной расчетной области модели пневматической системы (рисунок 4).

//

(И

Рисунок 5 - Граничное условие на стенке

1 - вход воздушного потока; 2 - вход зернового материала; 3 — выход очищенного зерна; 4,5 — стенка; 6 - выход воздушного потока Рисунок 4 —Расчетная область модели

Стенки 4,5 аспирационной системы в модели организованы условием непроницаемости (твердотельности). Это означает, что нормальная составляющая Ц, скорости II воздушного потока равна нулю (рисунок 5).

Выход 3 очищенного зерна образуется граничным условием равенства нулю давления.

Установленные начальные и граничные условия модели представлены в таблице 1.

Таблица 1 Начальные и граничные условия функционирования модели

Показатель

Несущая фаза (воздушный поток)

Твердая фаза (зерновой материал)

а) плотностьрр= 1366 кг/м3;

б) диаметр зерен

в) начальная скорость Ц=О

г) гравитация я = 9,81 м/с2

Начальные условия

а) температура (/=20 С0);

б) плотность р,~ 1,225 кг/м3;

Граничные

условия: а) вход(1)

б) вход (2)

в) стенка

(4.5)

г) выход

(3.6)

Этора скоростей воздушного потока на выходе из вентилятора

Массовый расход зернового материала

<1 (100■ ц.)

<У =

100-А

Условие непроницаемости:

и„=0;

Свободный выход: Р,ах=0.

Ш 1 /и \

Абсолютное упругое отражение: к=1;

Свободный выход: Р,ых=0.

Граничные условия при моделировании процесса работы пневматической системы являются описанием конструктивных параметров зерноочистительной машины и технологических параметров ее работы, а начальные условия - описанием физических параметров воздушного потока и зернового материала.

В результате этого появляется возможность моделировать технологический процесс работы пневматической системы с учетом реальных ее конструктивно-технологических параметров и свойств зернового вороха.

Для подтверждения теоретических предпосылок, определения технологических и качественных показателей работы машины для предварительной очистки зернового вороха, уточнения его основных параметров были проведены экспериментальные исследования.

В третьей главе «Методика экспериментальных исследований» описаны методика оценки условий проведения экспериментальных исследований и этапы проведения лабораторных и производственных исследований; приведены методики технологической оценки работы разработанной машины предварительной очистки зернового вороха.

Лабораторные и производственные исследования были проведены в соответствии с основными положениями ГОСТ 20915-75 «Сельскохозяйственная техника. Методы определения условий испытаний» и ОСТ 70.10.2-83 «Испытания сельскохозяйственной техники. Зерноочистительные машины и агрегаты, зерноочистительно-сушильные комплексы. Программа и методы испытаний».

Для проведения экспериментальных исследований спроектирована и изготовлена лабораторная установка (рисунок 7а), позволяющая изменять технологические параметры работы пневмосистемы и замерять их качественные и эффективные показатели работы.

Обработка информации производилась с помощью программ Microsoft Office Excel 2007, MathCAD 14, STATISTICA 6, позволяющие производить статистический анализ экспериментальных данных.

В четвертой главе «Результаты исследований и обоснование параметров пневматической системы зерноочистительной машины» приводятся результаты исследования физико-механических и аэродинамических свойств зернового материала, а также результаты расчетов пневматической системы, полученные при численном решении разработанной модели. Произведено обоснование конструктивной схемы и конструктивно-технологических параметров пневмосистемы. Приведены результаты лабораторных и производственных исследований экспериментальной машины предварительной очистки зернового вороха.

Экспериментальные исследования аэродинамических характеристик семян позволили установить зависимость коэффициента сопротивления С0 от числа Рейнольдса (рисунок 6).

Полученные зависимости апроксимируются степенной функцией вида

C0 = A-Re'\ (13)

где А, Ь, - эмпирические коэффициенты, зависящие от культуры.

Зависимость (13) с соответствующими коэффициентами по видам культур должна быть установлена в систему уравнений (2) вместо коэффициента CD■

С0 = 69878Î .3 Re '

\

\

\ V

X "■"-.-о..,..,.

Со= 703222.7 Re2

о яю и*»1

О МО МО' 15*10 Не а) '

Рисунок 6 — Зависимость аэродинамического коэффициента сопротивления семян от числа Рейнольдса: а) пшеница «Омская-Зб»; б) рожь «Чулпан-7 » Для проверки адекватности разработанной модели и обоснования параметров пневмосистемы нами была изготовлена экспериментальная установка (рисунок 7).

м » « к* se (о лз во s.-хл -w iw .да ¿jw ,

Ч. iccocpwMTvtaK« , - • теорсшческяя - жсверимевгяльяяя О)

'О. Ркчсюос CIJ

Рисунок 8 - Сопоставление теоретических и экспериментальных данных: а) распределение скорости воздуха по ширине канала; б) скоростной напор по длине канала

Полученные зависимости лежат в доверительной зоне уровнем значимо-

1-вентилятор: 2-частотный преобразователь; 3-нагнетательный канал; 4-сепарирующий канал; 5-бункер

Граничные условия модели: 1-вход воздушного потока; 2-вход зерна; 3-выход зерна; 4-стенка; 5-выход Рисунок 7 — Экспериментальная установка (а) и разработанная модель (б) На рисунке 8 представлены распределение скоростей воздуха по ширине канала и скоростной напор, полученные на основе замеров в канале экспериментальной установки и теоретической модели (рисунок 76) для идентичных конструктивно-технологических параметров.

сти 95%, что свидетельствует о совпадении теоретических и экспериментальных исследований и адекватности модели. Уровень значимости составляет 0,97 по критерию Фишера.

Адекватность результатов процесса пневмосепарации позволяет использовать разработанную модель для обоснования и совершенствования конструктивно-технологических параметров пневмосистемы и вентилятора зерноочистительной машины.

Обоснование конструктивных параметров диаметрального вентилятора (форма, количество п и угол наклона лопаток, диаметр О колеса) (рисунок 26) производилось из условия равномерности скорости воздушного потока на выходе из канала по эпюре скоростей и производительности вентилятора (рисунки 9-10).

Y=77S733xJ - S03423X- - 348017х- 444 7S Rs=0.95

Рисунок 9 - Графики зависимостей скорости воздуха от формы лопатки (а) и eapuaifun скорости воздуха от диаметра колеса (б)

Более равномерное распределение скорости воздушного потока наблюдается при использовании лопаток 111 типа - загнутые вперед (рисунок 9а) и диаметре рабочего колеса вентилятора Z>=0,41 м (рисунок 96), так как при их использовании коэффициент вариации скорости v наименьший.

' V, : -J~~ 7 Г Г 1 | I

1......

% ]У"

115 120 125 130 135 140 145 р^град.

Рисунок 10 - Зависимости вариации скорости воздуха от угла наклона лопатки (а) и количества лопаток (б)

Анализ результатов экспериментальных исследований позволил устано-

вить также рациональный угол наклона лопатки — 142 и количество лопаток п — 12 шт. (рисунок 10).

При экспериментальных исследованиях пневматической системы с различными конструктивными параметрами было установлено, что на технологический процесс оказывает влияние угол наклона нагнетательного канала (рисунки 11, 12).

у - -О,0ОО4х= - 0.0001Х+ 7,28

§'6.5

14

£ 12

3 5,5 -0,0002х: - 0,0094х 3 | Я3 = 0,5774

4,5 -

V? О.ООбЗх2 -0.6966x4- 22.15

Я" = 0.9724

0 20 40 60 у, град

Рисунок 11- Зависимость скорости воз- Рисунок 12 - Зависимость потерь воздушного потока от угла наклона канала душного потока на выходе зернового

материала от угла наклона канала С увеличением угла наклона нагнетательного канала скорость воздушного потока в сепарирующем канале и потери воздушного потока снижаются (рисунки 11,12). Согласно рисунку 12 воздушный поток в пневматической системе машины используется эффективно при углах у = 40...60°. Поэтому границы рассматриваемого параметра были установлены нижним и верхним уровнями варьирования фактора - угла наклона у при дальнейших исследованиях.

Кроме угла наклона у основными факторами экспериментов были приняты: X\ - скорость воздушного потока и (м/с), Х2 - подача зернового материала q (кг/с) (рисунок 14а).

ч

» I ту ~' - Част^

I У 0

• \sdSt

а) б)

1-нагнетательный канал; 2-выход зерна; 3-сепарирующий канал; 4-ппастины;

5-вход зерна; 6-выход примесей Рисунок 14- Расчетная схема для обоснования параметров пневмосистемы (а), визуализация результат расчета (б)

Определение оптимальных параметров производилось из условия обеспе-

чения максимального выхода фракций чистого зерна, оцениваемого по минимальному эквивалентному диаметру зерна ¿жвтш (У,) на выходе 2 из пневмоси-стемы (рисунок 14).

На рисунке 146 показано разделение фракций зернового вороха воздушным потоком, полученное в результате моделирования.

По экспериментальным данным получено описание исследуемой системы в виде полиномиального уравнения линейной регрессии

У, = 1,7 + О,086Х, - О,16Х2 + О,017ХА (14)

Поверхность отклика, построенная по сочетанию наиболее значимых факторов (угла наклона у и подачи q) приведена на рисунке 15.

Рисунок 15 — Зависимость размеров частиц на выходе от угла наклона нагнетательного канала и подачи зерна

Рисунок 16 Зависимость размеров частиц от угла наклона нагнетательного канала и расположения пластинки

Оптимальными параметрами для пневматической системы, согласно рисунку 15, является угол наклона у = 55° и подача д = 1,8 кг/с, что соответствует подаче д = 9,0 кг/с на метр ширины сепарирующего канала.

По такой же методике было обосновано место ввода зернового материала У (рисунок 14). Максимальный выход фракции крупных зерен происходит при расположении входного канала на расстоянии У = 1.1 м от выходного окна.

Моделирование работы пневмосистемы с установленными оптимальными конструктивными параметрами позволило установить, что неравномерность распределения скорости воздушного потока по ширине канала снижается и составляет 15%. Для дальнейшего повышения равномерности воздушного потока нами рекомендуется устанавливать в сепарирующем канале пластины 4 (рисунок 14). Для обоснования местоположения пластины были проведены полнофакторные эксперименты.

По результатам полнофакторного эксперимента получено описание исследуемой системы в виде полиномиального уравнения линейной регрессии

У1=1,33+0,065Х1+0,015Х,+0,026Хз+0,02Х1Хг-0,ОПХзХз+0,04Х,Х2Х3 (15) где X) - угол наклона нагнетательного канала у; Х2 - скорость воздушного потока (У; Хз - местоположение пластины - минимальный эквивалентный диаметр 4«""".

Максимальный выход фракции чистого зерна происходит при расположении пластинки в пневмосепарирующем канале на расстоянии ¿=0,18 м от места ввода зернового вороха в пневмосистему и угле наклона

нагнетательного канала у=5 8°.

По обоснованным конструктивно-технологическим параметрам была разработана технологическая схема (рисунок 17а) и модернизирована пневматическая система машины предварительной очистки зернового вороха МПО-50 (рисунок 176).

Для проведения исследований модернизированной машины МГЮ-50М в производственных условиях она была установлена в технологическую линию ЗАВ-40 ООО «Уныш» Дюртюлинского района Республики Башкортостан.

В результате агротехнической оценки работы машины МПО-50М было установлено, что все изучаемые показатели качества очистки соответствует предъявляемым требованиям. При обработке исходного зернового вороха пшеницы «Омская-36» эффект очистки Е0 фракции чистого зерна от легких примесей, щуплого и дробленого зерна доходит до 82%, а потери полноценного зерна в отходы П3 = 0,017%. Чистота зерна на выходе составила 93,7%. Масса 1000 штук зерен чистого зерна после очистки составила 33 г, а натура - 754 г/л. В сравнении с существующей машиной МПО-50 эффект очистки фракции чистого зерна от легких примесей Е0, чистота зерна Чи полнота выделения примесей £выше на 6, 5 и 11% соответственно.

/ — вектора скоростей воздуха; 2 - зерновой ворох; 3 - чистое зерно;

4 — легкие примеси

Рисунок 17 — Конструктивная схема (а) и общий вид (б) модернизированной машины предварительной очистки МГ10-50М

Скорость воздушного потока по поперечному сечению пневмосепари-рующего канала У„ составила в среднем 7,12 м/с, а коэффициент ее вариации V = 12,7%.

После обработки зернового вороха машиной МПО-50М на следующую стадию обработки или сушки поступает более чистое зерно. Это позволяет снизить затраты на последующую обработку зернового материала. При этом уменьшается нагрузка, повышается производительность всего зерноочистительного агрегата, эффективность использования машин, качество обработки зерна и снижает себестоимость.

В пятой главе «Оценка эффективности результатов исследований и реализации производству» определена эффективность от внедрения модернизированной зерноочистительной машины предварительной очистки МПО-50М.

Применение модернизированной зерноочистительной машины предварительной очистки МП050М позволило за счет улучшения качества очистки зернового материала и уменьшения потери зерна в отходы получить экономический эффект, по сравнению с серийной зерноочистительной машиной МП050 в размере 145,7 ты с. руб. Дополнительные капитальные вложения на модернизацию зерноочистительной машины составляют 40 тыс.руб., срок окупаемости -один сезон.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Установлено, что в пневмосистемах зерноочистительных машин объемная концентрация зерна и примесей составляет ЮЛ.ЛО"6, число Рейнольдса Rep = 400...2500. Полученные значения позволяют охарактеризовать течение воздушно-зерновой смеси в пневмосистемах как слабозапыленный поток с наличием малой турбулентности и использовать для его математического описания методы двухфазных течений. Число Рейнольдса в межлопаточном пространстве вентилятора доходит до 40000, что говорит о развитой турбулентности потока. Установлены начальные условия модели технологического процесса работы зерноочистительной машины, связанные с физико-механическими (плотность, размеры) и аэродинамическими свойствами зерна и примесей (коэффициент сопротивления), и граничные условия, связанные с конструктивно-технологическими параметрами пневматической системы и вентилятора.

2. Установлено, что равномерный воздушный поток образуется при использовании вентилятора диаметром D = 0,41 м, загнутыми вперед лопатками в количестве 12 штук, углом наклона Дг = 142°.

3. Установлено, что оптимальными параметрами пневматической системы зерноочистительной машины являются: угол наклона нагнетательного канала относительно сепарирующего у = 58°, расположение места ввода зернового вороха на расстоянии 7=1,1 м от выходного окна, подача зернового вороха q = 9,0 кг/с на 1 погонный метр ширины канала. Более равномерное распределение воздушного потока по ширине канала наблюдается при установке в сепарирующем канале пластин-рассекателей на расстоянии 0,18 м от места ввода зернового вороха.

4. Установлено, на основе испытаний модернизированной машины предварительной очистки в условиях ООО «Уныш» Дюртюлинского района РБ, что средняя скорость воздушного потока в сепарирующем канале составляет 7,12 м/с, коэффициент ее вариации по ширине сепарирующего канала составляет 12,7%,. Эффект очистки Е0 фракции чистого зерна от легких примесей, щуплого и дробленого зерна доходит до 82%, а потери полноценного зерна в отходы

ч

.т -v>. — £

* j.___ — -- - ~

__за.__

:• 1С з;> 50

-У1ККШ\{ - - ■ МГЮ-М

Рисунок 18 — Зависимости чистоты зерна Ч, эффекта очистки от легких примесей Ео, полноты выделения примесей Е от подачи зернового вороха]

П3 = 0,017%. Чистота зерна на выходе составила 93,7%. Масса 1000 штук зерен чистого зерна после очистки составила 33 г, а натура - 754 г/л. В сравнении с существующей машиной МГЮ-50 эффект очистки зерна от легких примесей Е0, чистота зерна Ч и полнота выделения примесей Е выше на 6, 5 и 11% соответственно. Применение модернизированной зерноочистительной машины предварительной очистки МПО-бОМ позволило за счет улучшения качества очистки зернового материала и уменьшения потери зерна при очистке в отходы получить экономический эффект, по сравнению с серийной зерноочистительной машиной МПО-50 в размере 145,7 тыс.руб.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих

работах:

в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Бадретдинов И.Д. Оптимизация параметров пневматической системы зерноочистительной машины / С.Г. Мударисов, И.Д. Бадретдинов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2011. - №1. - С.6-7.

в других изданиях:

2. Бадретдинов И.Д. Моделирование движения воздуха в аспирационной системе зерноочистительной машины / Материалы II Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и аспирантов "Молодежная наука и АПК: проблемы и перспективы" - Уфа: ФГОУ ВПО Башкирский ГАУ, 2008. -С. 195-200.

3. Бадретдинов И.Д. Моделирование движения воздушного потока в пневмосистемах сельскохозяйственных машин / С.Г. Мударисов, И.Д. Бадретдинов, A.B. Шарафутдинов II Материалы XLVIII международной научно- технической конференции «Достижения науки - агропромышленному производству». 4.4. Челябинск: ЧГАУ, 2009. - С.148-152.

4. Бадретдинов И.Д. Моделирование движения воздуха в аспирационной системе зерноочистительной машины для предварительной очистки зерна / С.Г. Мударисов, И.Д. Бадретдинов // Материалы всероссийской научно-практической конференции с международным участием в рамках XIX Международной специализированной выставки «АгроКомплекс-2009». 4.1. - Уфа: ФГОУ ВПО «Башкирский ГАУ», 2009. - С. 113-116.

5. Бадретдинов И.Д. Исследование пневмосистемы зерноочистительной машины программными комплексами FlowVision и ANSYS //, Материалы III Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и аспирантов "Молодежная наука и АПК: проблемы и перспективы" - Уфа: ФГОУ ВПО Башкирский ГАУ, 2009. - С.68-71.

6. Бадретдинов И.Д. Определение возможности математического описания процесса работы пневматических систем СХМ как гетерогенная двухфазная среда «газ-твердые частицы»/ С.Г. Мударисов, З.С. Рахимов, И.Д. Бадретдинов, A.B. Шарафутдинов, A.M. Мухаметдинов // Материалы XLIX международной научно-технической конференции. «Достижения науки - агропромышленному производству». 4.2. -Челябинск: ЧГАА, 2010. - С.80-82.

7. Бадретдинов И.Д. Экспериментальные исследования аэродинамическо-

го сопротивления зерновой смеси в двухфазном потоке / С.Г. Мударисов, И.Д. Бадретдинов, A.B. Шарафутдинов // «Достижения науки - агропромышленному производству» Материалы XLIX международной практической конференции. 42. Челябинск: ЧГАА, 2010. -С.266-271.

8. Бадретдинов И.Д. Численное моделирование гетерогенного потока «воздух-зерно» в аспирационной системе зерноочистительной машины / С.Г. Мударисов, И.Д. Бадретдинов // Материалы всероссийской научно-практической конференции с международным участием в рамках XX Международной специализированной выставки «АгроКомплекс-2010». - Уфа: ФГОУ ВПО Башкирский ГАУ, 2010. - С.68-71.

9. Бадретдинов И.Д. Экспериментальная оценка аэродинамического сопротивления зерновой смеси в воздушном потоке / С.Г. Мударисов, И.Д. Бадретдинов, A.B. Шарафутдинов // Материалы всероссийской научно-практической конференции с международным участием в рамках XX Международной специализированной выставки «АгроКомплекс-2010». - Уфа: ФГОУ ВПО Башкирский ГАУ, 2010 - С. 137-139.

10. Бадретдинов И.Д. Результаты численного моделирования движения воздушно-зерновой смеси в аспирационной системе зерноочистительной машины / С.Г. Мударисов, И.Д. Бадретдинов //«Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения» Материалы II Международной научно-практической конференции. 4.1. -Ульяновск: УГСХА, 2010. - С.84-87.

11. Бадретдинов И.Д. Моделирование процесса перемещения воздушно-зерновой смеси в аспирационной системе зерноочистительной машины // «Состояние, проблемы и перспективы развития АПК» Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию ФГОУ ВПО Башкирский ГАУ. - Уфа: ФГОУ ВПО Башкирский ГАУ, 2010. - С.22-24.

12. Бадретдинов И.Д. Модернизация аспирационных систем зерноочистительных машин // Материалы II Всероссийской научно-практической конференции «Инновационно-промышленный салон». - Уфа: ФГОУ ВПО «Башкирский ГАУ», 2011. -С.80-83.

13. Бадретдинов И.Д. Результаты исследований экспериментальной машины для предварительной очистки зернового вороха / С.Г. Мударисов, И.Д. Бадретдинов // Материалы L международной практической конференции «Достижения науки - агропромышленному производству». 43. -Челябинск: ЧГАА, 2011.-С.108-111.

14. Бадретдинов И.Д. Результаты исследований и статический анализ экспериментальной машины для предварительной очистки зернового вороха / С.Г. Мударисов, И.Д. Бадретдинов // Материалы всероссийской научно-практической конференции с международным участием в рамках XXI Международной специализированной выставки «АгроКомплекс-2011». - Уфа: ФГОУ ВПО Башкирский ГАУ, 2011. - С. 137-139.

15. Бадретдинов И.Д. Совершенствование аспирационной системы зерноочистительной машины на основе моделирования технологического процесса // Труды Всероссийского совета молодых ученых и специалистов аграрных обра-

зовательных и научных учреждений «Актуальные проблемы развития АПК в научных исследованиях молодых ученых», Москва, 2011. - С.78-82.

Подписано в печать 22.12.2011 г. Формат бумаги 60х 841/1б. Усл. печ. л. 1,16. Бумага офсетная Печать трафаретная. Гарнитура «Тайме». Заказ 709. Тираж 100 экз.

Типография ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет» 450001, г. Уфа, ул. 50-летия Октября, 34

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Физико-механические и геометрические параметры компонентов зернового вороха

1.2 Требования к качеству очистки зерна

1.3 Классификация и обзор зерноочистительных машин

1.4 Анализ теоретических исследований по совершенствованию зерноочистительных машин

1.5 Анализ математических моделей течений газа с частицами

1.6 Цель работы и задачи исследования

2. МАТЕМАТИЧСЕКАЯ МОДЕЛЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА РАБОТЫ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ

2.1 Определение класса течения воздушно-зерновой смеси в пневматических системах зерноочистительных машинах

2.2 Основные допущения и упрощения модели

2.3 Математическое описание процесса взаимодействия воздушного потока с зерновым материалом

2.4 Математическая модель технологического процесса зерноочистительной машины

2.4.1 Технологический процесс зерноочистительной машины

2.4.2 Математическая модель технологического процесса работы вентилятора

2.4.3 Математическая модель технологического процесса работы пневматической системы

2.5 Численная реализация модели 68 Выводы по второй главе

3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Программа экспериментальных исследований

3.2 Методика определения основных физико-механических и геометрических параметров компонентов зернового вороха

3.3 Методика определения аэродинамических характеристик зернового материала

3.4 Методика машинных экспериментов по обоснованию конструктивно-технологических параметров пневмосистемы зерноочистительной машины

3.5 Методика экспериментальных исследований зерноочистительной машины

3.5.1 Экспериментальные установки, приборы и оборудование

3.5.2 Методика проведения эксперимента

3.5.3 Проверка однородности дисперсий и воспроизводимости измерений

3.5.4 Оценка коэффициентов регрессии, проверка их значимости

3.5.5 Проверка адекватности регрессионной модели

3.6 Методика проведения производственных испытаний зерноочистительной машины

3.7 Методика обработки результатов и их анализ 99 Выводы по третей главе

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Результаты лабораторных исследований по определению параметров зернового материала

4.1.1 Результаты определения физико-механических свойств и геометрических параметров зерна

4.1.2 Результаты определения аэродинамических характеристик зернового материала

4.2 Проверка адекватности модели

4.3 Результаты численной реализации разработанной модели и обоснование конструктивно-технологических параметров вентилятора

4.4 Результаты исследований экспериментальной установки зерноочистительной машины

4.5 Оптимизация параметров пневматической системы

4.6 Рекомендации производству по усовершенствованию существующих пневмосистем зерноочистительных машин

4.7 Результаты производственных исследований 137 Выводы по четвертой главе

5. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

5.1 Экономическая эффективность применения модернизированной зерноочистительной машины предварительной очистки МПО-50М

5.2 Расчет экономической эффективности 144 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 149 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Увеличение сборов зерна, быстрая обработка непосредственно после уборки, уменьшение затрат труда и средств на его послеуборочную обработку неразрывно связаны с повышением производительности и эффективности функционирования зерноочистительных агрегатов и машин. Основная нагрузка при послеуборочной обработке ложится на машины предварительной очистки зерна, доставляемого из зерноуборочных комбайнов.

Однако, современные зерноочистительные машины для предварительной очистки зернового вороха, основным рабочим элементом которых является аспирационная система, по своим эксплуатационным качествам не полностью отвечает возрастающим требованиям сельскохозяйственного производства. Из-за несовершенства конструкции аспирационной системы наблюдается повышенная запыленность в местах обслуживания и некачественная сепарация зернового вороха воздушным потоком. Разработка новой технологии сепарирования зерновой смеси и более совершенной техники для ее осуществления затруднена в связи с многообразием культур и способов сепарирования; сложностью и разнообразием процесса взаимодействия частиц сепарируемых материалов с воздушным потоком и рабочими органами машины; недостаточным развитием теоретических основ сепарирования воздушным потоком и методов обоснования параметров машин и режимов их функционирования.

В связи с этим возникает необходимость совершенствования теории сепарирования воздушным потоком и конструкций пневматических систем зерноочистительных машин.

Цель работы. Повышение качества разделения зернового вороха машиной предварительной очистки путем совершенствования её параметров на основе моделирования технологического процесса очистки.

Объект исследования. Процесс очистки зернового материала воздушным потоком.

Предмет исследования. Зависимости качества разделения зерновой смеси от конструктивно-технологических параметров зерноочистительной машины предварительной очистки.

Научная новизна.

1. Разработана математическая модель функционирования пневматической системы зерноочистительной машины на основе численного решения уравнений динамики двухфазной среды с учетом геометрических параметров и аэродинамических свойств семян;

2. Разработана математическая модель технологического процесса работы вентилятора зерноочистительной машины с учетом вращения его лопастей, а также возникающих при этом инерционных и гравитационных сил.

3. Раскрыты взаимосвязи между качественными показателями процесса пневмосепарирования зернового вороха и конструктивно-эксплуатационными параметрами аспирационной системы с учетом характеристик очищаемой культуры;

Техническая новизна машины предварительной очистки зерна с горизонтальной подачей воздуха в аспирационную систему подтверждена положительным решением на выдачу патента на полезную модель (заявка № 2010115896).

На защиту выносится.

1. Теоретическое обоснование процесса движения воздушно-зерновой смеси в аспирационной системе зерноочистительной машины.

2. Конструктивно-технологическое обоснование параметров аспирационной системы зерноочистительной машины.

3. Экспериментальная оценка процесса разделения зерновой смеси под действием воздушного потока.

Практическая значимость и реализация результатов исследований. По результатам исследований обоснованы конструктивно-технологические параметры и на их основе создан экспериментальный образец машины предварительной очистки зернового вороха, обеспечивающий качественное выполнение технологического процесса.

Машина предварительной очистки зернового вороха с обоснованными конструктивно-технологическими параметрами внедрено в ООО «Уныш» Дюр-тюлинского района Республики Башкортостан. Разработанная модель технологического процесса взаимодействия воздушного потока с зерновым материалом используется в учебном процессе кафедры «Сельскохозяйственные машины» ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ.

Работа выполнена в соответствии научно-исследовательской программой на кафедре «Сельскохозяйственные машины» ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет на 2010 - 2013 гг. «Повышение качества выполнения технологических операций на основе совершенствования рабочих органов сельскохозяйственных машин» (Per. № 01.2010.58947).

Вклад автора в проведенное исследование. Установлены начальные и граничные условия математической модели работы вентилятора и пневматической системы зерноочистительной машины. Проведена численная реализация модели технологического процесса работы диаметрального вентилятора и пневматической системы зерноочистительной машины. Проведены эксперименты по обоснованию параметров пневматической системы зерноочистительной машины.

Апробация. Результаты работ докладывались и обсуждались на международных научно-технических конференциях «Достижения науки - агропромышленному комплексу» (Челябинская ГАА, г. Челябинск) в 2008.2011 гг., «Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения» (Ульяновская ГСХА, г. Ульяновск) в 2007.2010 гг., на всероссийских научно-практических конференциях «Проблемы и перспективы развития инновационной деятельности в агропромышленном комплексе» (Башкирский ГАУ, г. Уфа) в 2008.2011 гг.

Публикации. По материалам исследований опубликовано 15 научных статей, в том числе 1 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Общий объем опубликованных работ составляет 4,62 п.л., из них авторских - 2,1 п.л.

Структура и объем работы. Основной материал диссертационной работы представлен на 162 страницах машинописного текста и содержит введение, пять глав, выводы и приложения. Диссертация содержит 30 таблиц, 72 рисунков и иллюстраций, приложений 10. Список использованной литературы включает 120 источников, 5 из которых на иностранном языке.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Установлено, что в пневмосистемах зерноочистительных машин

8 6 объемная концентрация зерна и примесей составляет 10" .10" , число Рейнольдса Яер = 400.2500. Полученные значения позволяют охарактеризовать течение воздушно-зерновой смеси в пневмосистемах как слабозапыленный поток с наличием малой турбулентности и использовать для его математического описания методы двухфазных течений. Число Рейнольдса в межлопаточном пространстве вентилятора доходит до 40000, что говорит о развитой турбулентности потока. Установлены начальные условия модели технологического процесса работы зерноочистительной машины, связанные с физико-механическими (плотность, размеры) и аэродинамическими свойствами зерна и примесей (коэффициент сопротивления), и граничные условия, связанные с конструктивно-технологическими параметрами пневматической системы и вентилятора.

2. Установлено, что равномерный воздушный поток образуется при использовании вентилятора диаметром £) = 0,41 м, загнутыми вперед лопатками в количестве 12 штук, углом наклона р2 = 142°.

3. Установлено, что оптимальными параметрами пневматической системы зерноочистительной машины являются: угол наклона нагнетательного канала относительно сепарирующего у = 58°, расположение места ввода зернового вороха на расстоянии У = 1,1 м от выходного окна, подача зернового вороха д = 9,0 кг/с на 1 погонный метр ширины канала. Более равномерное распределение воздушного потока по ширине канала наблюдается при установке в сепарирующем канале пластин-рассекателей на расстоянии 0,18 м от места ввода зернового вороха.

4. Установлено, на основе испытаний модернизированной машины предварительной очистки в условиях ООО «Уныш» Дюртюлинского района РБ, что средняя скорость воздушного потока в сепарирующем канале составляет 7,12 м/с, коэффициент ее вариации по ширине сепарирующего канала составляет 12,7%,. Эффект очистки Е0 фракции чистого зерна от легких примесей, щуплого и дробленого зерна доходит до 82%, а потери полноценного зерна в отходы Пз = 0,017%. Чистота зерна на выходе составила 93,7%. Масса 1000 штук зерен чистого зерна после очистки составила 33 г, а натура - 754 г/л. В сравнении с существующей машиной МПО-50 эффект очистки зерна от легких примесей Ео, чистота зерна Ч и полнота выделения примесей Е выше на 6, 5 и 11% соответственно. Применение модернизированной зерноочистительной машины предварительной очистки МПО-50М позволило за счет улучшения качества очистки зернового материала и уменьшения потери зерна при очистке в отходы получить экономический эффект, по сравнению с серийной зерноочистительной машиной МПО-50 в размере 145,7 тыс.руб.

1. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий.- М.: Наука, 1976.-280с.

2. Анискин В.И. О повышении качества семян способами послеуборочной и предпосевной обработки //Сборник науч. Трудов ВИМ.-М.: 1987,-Т.112.-С.З-19.

3. Бадретдинов И.Д. Модернизация аспирационных систем зерноочистительных машин. «Инновационно-промышленный салон» Материалы II Всероссийской научно-практической конференции. Уфа: ФГОУ ВПО «Башкирский ГАУ», 2011 - С.80-83.

4. Барановский СИ. Особенности высокоскоростных двухфазных газожидкостных струй // Турбулентные двухфазные течения и техника эксперимента. Таллин. 1985. С.60-65.

5. Безручкин И.П. Исследование аэродинамических свойств зерна в вертикальном воздушном потоке. Сельхозмашина. 1936. - №3. - С. 16-22.

6. Безручкин И.П. Исследование процессов сепарации зерна в наклонном и горизонтальном воздушном потоке. Сельхозмашина. 1938. -№7.-С. 19-24.

7. Бурков А.И. Повышение эффективности функционирования пневмосистем зерно- и семяочистительных машин совершенствованием их технологического процесса и основных рабочих органов: Дисс. . д-ра техн. наук.-Киров, 1993 .-395с.

8. Бурков А.И. Совершенствование пневмосистем зерно- и семяочистительных машин.-Киров: НИИСХ Северо-Востока, 1997.-83с.

9. Бурков А.И., Сайтов Н.П. Зерноочистительные машины. Конструкция, исследование расчет и испытание.-Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2000.-261с.

10. Бусройд Р. Течение газа со взвешенными частицами. М.: Мир, 1945.-384 с.

11. Бушуев Н.М. Семяочистительные машины. Теория, конструкция и расчет. М.: Свердловск: Машгиз, 1962. - 238с.

12. Вараксин А. Ю., Турбулентные течения газа с твердыми частицами. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. - 192 с.

13. Вараксин А.Ю. Столкновения в потоках газа с частицами.: Физматлит. 2008. 310 с.

14. Веденьев В.Ф. Совершенствование пневмосепарирующего оборудования зерноперерабатывающих предприятий. М.: ЦНИИТЭИминхлебпрод. СССР, 1988. -40с.

15. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. — М.: Колос, 1973. 199с.

16. Веселов С.А. Практикум по вентиляционным установкам. 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Колос, 1982. - 255с.

17. Веселов С.А., Веденьев В.Ф. Вентиляционные и аспирационные установки предприятий хлебопродуктов.-М.:КолосС, 2004.-240с.

18. Власов М.Л. Совершенствование технологического процесса очистки семенного зерна на зерноочистительной линии: Дисс. . канд.техн. наук.-Челябинск, 1993 .-209с.

19. Волков К.Н. Стохастическое моделирование движения и рассеивания примеси в механике турбулентных газодисперсных течений // Инженерно-физический журнал. 2004. Т. 77, №5. С. 10-20.

20. Волков К.Н., Емельянов В.Н. Моделирование крупных вихрей в расчетах турбулентных течений. М.: Физмалит, 2008. - 368 с.

21. Волков К.Н., Емельянов В.Н. Течения газа с частицами. — М.: ФИЗМАЛИТ, 2008. 600 с.

22. Волынкин В.В. Повышение эффективности процесса отделения крупных примесей из зернового вороха скальператором: Дисс. . канд. техн. наук.-Челябинск, 2007.-130с.

23. Гладков Н.Г. Зерноочистительные машины. Конструкции, расчет, проектирование и эксплуатация.-М.: Машгиз, 1961.-368с.

24. Глушков A.JI. Обоснование параметров и режимов работы пневмосистемы машины предварительной очистки зерна, работающей по фракционной технологии: Дисс. . канд. техн. наук.-Киров, 2006.-189с.

25. Годунов С.К., Забродин A.B. и др. Численное решение многомерных задач газовой динамики.-М., 1976.-400с.

26. Гортинский В.В., Демский А.Б., Борискин М.А. Процессы сепарирования на зерноперерабатывающих предприятиях.-М.: Колос, 1980.-304с.

27. Горячкин В.П. Собрание сочинений. ТЗ 2-е изд. - М.: Колос, 1968.- С.212-289.

28. ГОСТ 10840-64 Зерно. Методы определения натуры. М.: Издательство стандартов, 2001. - 4с.

29. ГОСТ 10967-90 Зерно. Методы определения запаха и цвета. М.: Издательство стандартов, 2011. - Зс.

30. ГОСТ 11913-66 Зерновые культуры. Норма точности взвешивания.- М.: Издательство стандартов, 2004. Зс.

31. ГОСТ 12036-85. Семена сельскохозяйственных культур. Правила приемки и методы отбора проб. М.: Издательство стандартов, 1990. — 14с.

32. ГОСТ 12037-81. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения чистоты и отхода семян. М.: Издательство стандартов, 1981. -26с.

33. ГОСТ 12038-84 Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести. М.: Издательство стандартов, 2010. - 29с.

34. ГОСТ 12041-82 Семена сельскохозяйственных культур. Метод определения влажности. М.: Издательство стандартов, 2011. - 6с.

35. ГОСТ 12042-80. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения массы 1000 семян. М.: Издательство стандартов, 1980. - 14с.

36. ГОСТ 13586.2-81 Зерно. Методы определения содержания сорной, зерновой, особо учитываемой примесей, мелких зерен и крупности. М.: Издательство стандартов, 1981. - 32с.

37. ГОСТ 13586.3-83 Зерно. Правила приемки и методы отбора проб. -М.: Издательство стандартов, 1983. 9с.

38. ГОСТ 13586.5-93 Зерно. Метод определения влажности. М.: Издательство стандартов, 1993. - 8с.

39. ГОСТ 28672-90. Ячмень. Требования при заготовках и поставках. -М.: Издательство стандартов, 1990. 5с.

40. ГОСТ 9353-90 Пшеница. Требования при заготовках и поставках. -М.: Издательство стандартов, 1990. 9с.

41. ГОСТ Р 50436-92 Зерновые. Отбор проб зерна. М.: Издательство стандартов, 1992.-9с.

42. ГОСТ Р 52554-2006 Пшеница. Технические условия.-М.: изд-во стандартов, 2006.-9с.

43. ГОСТ Р 53049-2008 Рожь. Технические условия.-М.: изд-во стандартов, 2008.-9с.

44. ГОСТ Р 53056-2008. Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки. М.: Стандартинформ, 2009. - 20с.

45. Давыдов Б.И. К статистической динамике несжимаемой турбулентной жидкости // ДАН СССР. 1961. Т.136. Ш 1. С.47-50.

46. Демский А.Б. Комплектные зерноперерабатывающие установки. -М.: Колос, 1978.-256с.

47. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 5-е изд., доп. и перераб.-М.: Агропромиздат, 1985.-351с.

48. Доспехов Б.А. Планирование полевого опыта и статистическая обработка его данных.-М., «Колос», 1972.-205с.

49. Дринча В.М. Исследование сепарации семян и разработка машинных технологий их подготовки / Воронеж: Издательство НПО «МОДЭК», 2006. 384с.

50. Желтов B.C. и др. Механизация послеуборочной обработки зерна.Справочник.-М., «Колос», 1973 .-254с.

51. Жолобов H.B. Повышение эффективности функционирования воздушных систем зерно- и семяочистительных машин с диаметральным вентилятором: Дисс. канд. техн. наук. Киров, 1988. - 174с.

52. Заика П.М. Технологический процесс работы вибрационных семяочистительных машин.-М.: МИИСП, 1985.-118с.

53. Зайчик Л.И., Першуков В.А. Проблемы моделирования газодисперсных турбулентных течений с горением или фазовыми переходами (обзор) // Изв. РАН. МЖГ. 1996. № 5. С.3-19.

54. Зюлин А.Н. Теоретические проблемы развития технологий сепарирования зерна.-М.: ВИМ, 1992.-208с.

55. Иофинов А.П., Самигуллин A.C., Хангильдин Э.В. Практикум по расчетному курсу сельскохозяйственных машин. Уфа: БГАУ, 2007. - 236с.

56. Кожуховский И.Е. Зерноочистительные машины. М.: Машиностроение, 1974.-237с.

57. Колмогоров А. Н. Уравнения турбулентного движения несжимаемой жидкости // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1942. Т.6. № 1/2. С.56-58.

58. Коловандт Б. А. Корреляционное моделирование процессов переноса в сдвиговых турбулентных течениях / Препринт ИТМО им. А.В.Лыкова. Минск. 1982. 60 с.

59. Косилов Н.И. Пути совершенствования технологии и технических средств для предварительной очистки. Челябинск: 1985. - 52с.

60. Куклин С.М. Совершенствование технологического процесса пневмосистем зерноочистительных машин с диаметральным вентилятором-сепаратором: Дисс.канд. техн. наук. -Киров, 1990. 186с.

61. Курбанов Р.Ф. Выбор технологии предварительной очистки с учетом свойств вороха зерновых культур // Сельскохозяйственная наука Северо-Востока Европейской части России: Сб. науч. тр Т.4. Киров, 1995. -С.99-105.

62. Летошнев М.Н. Сельскохозяйственные машины. 3-е изд., перераб. и доп. Москва, 1955.-764с.

63. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа: Учеб. для вузов. — М.: Наука, 1987. —840с.

64. Лущик В.Г., Якубенко А.Е. Сравнительный анализ моделей турбулентности для расчета пристенного пограничного слоя // Изв. РАН. МЖГ. 1998. № 1. С.44-58.

65. Малис А.Я., Демидов А.Р. Машины для очистки зерна воздушным потокм.-М.: 1990.-109с.

66. Матвеев A.C. О технологии и технических средствах очистки и сортирования зерна и семян // Сб.науч тр. ВИМ. М.: 1982. - С.181-183.

67. Мельников С.Б. и др. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов. 2-е изд., перераб. и доп.-Л.: Колос, 1980.-168с.

68. Мударисов С.Г., Бадретдинов И.Д. Оптимизация параметров пневматической системы зерноочистительной машины. Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2011. №1. - С.6-7.

69. Мударисов С.Г., Бадретдинов И.Д. Оптимизация параметров пневматической системы зерноочистительной машины. Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2011. №1. - С.6-7.

70. Нелюбов А.И., Ветров Е.Ф. Пневмосепарирующие системы сельскохозяйственных машин.-М.: Машиностроение, 1977.-192с.

71. Нигматуллин Р.И. Динамика многофазных сред. 4.1. М.: Наука, 1987.-464 с.

72. Нигматуллин Р.И. Динамика многофазных сред. 4.2. М.: Наука, 1987.-360с.

73. Окнин Б.С., Горбачев И.В., Терехин A.A., Соловьев В.М. Машины для послеуборочной обработки зерна.-М.: Агропромиздат, 1987.-23 8с.

74. Оробинский В.И. Совершенствование технологии послеуборочной обработки семян фракционированием и технических средств для её реализации: Дисс. . д-ра с/х наук.-Воронеж, 2007.-298с.

75. Пененко В.В. Математические методы планирования эксперимента.-Новосибирск: Наука, 1981-255с.

76. Пилипюк B.J1. Технология хранения зерна и семян: Учеб. пособие. М.: Вузовский учебник, 2009. - 457с.

77. Пинчук С.И. Организация эксперимента при моделировании и оптимизации технических систем: Учебное пособие. — Днепропетровск: ООО Независимая издательская организация "Дива", 2008. с. 248

78. Программа и методика исследований рабочих органов машины предварительной очистки. М.: ВИМ, 1980. - 8с.

79. Рощин О.П. Повышение эффективности функционирования замкнутой пневмосистемы зерноочистительных машин путем совершенствования основных рабочих органов: Автореферат дисс.канд. техн. наук. Киров, 1998. - 19с.

80. Сайтов В.Е. Повышение эффективности функционирования машины предварительной очистки зернового вороха совершенствованием основных рабочих элементов: Дисс. . канд. техн. наук.-Киров. 1991.-201с.

81. Сайтов В.Е. Совершенствование машины предварительной очистки зерна // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2007. - №4.-С. 17-20.

82. Сайтов В.Е. Технико-экономическая эффективность применения зерноочистительных машин. Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2010. - №9. С.6-7.

83. Самарский А. А., Михайлов А. П. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры. — 2-е изд., испр. — М.: Физматлит, 2001. — 320 с.

84. Самигуллин A.C. Технология и оборудование для переработки зерна. Учеб. пособие. - Уфа, БГАУ, 2000. - 89с.

85. Система моделирования движения жидкости и газа FlowVision. -М.: ООО «ТЕСИС», 2007. 204 с.

86. Сычугов Н.П. Вентиляторы -Киров, 2000.-228с.

87. Сычугов Н.П., Бурков А.И. Применение диаметральных вентиляторов в замкнутых пневмосистемах зерноочистительных машин. Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1981. №2. - С.23-26.

88. Сычугов Н.П., Сычугов Ю.В., Исупов В.И. Механизация послеуборочной обработки зерна и семян трав.-Киров: ФГУИПП «Вятка», 2003.-368с.

89. Тарасенко А.П. Снижение травмирования семян при уборке и послеуборочной обработке. Воронеж: ФГОУ ВПО ВГАУ, 2003. - 331с.

90. Тарасенко А.П. Современные машины для послеуборочной обработки зерна и семян. — М.: КолосС, 2008.-232с.

91. Терсков Г.Д. Оптимальная скорость воздушного потока в сортировках и построение траектории движения зерна. Сельхозмашина. -1936. №2. - С.15-18.

92. Тиц 3.J1. Машины для послеуборочной поточной обработки семян.-М.: Машиностроение, 1967.-446с.

93. Турбин Б.Г. Вентиляторы сельскохозяйственных машин.-JI.: Машиностроение, 1968.-160с.

94. Турбин Б.Г. и др. Сельскохозяйственные машины.-Л.: Машиностроение, 1967.-582с.

95. Туров А.К. Пневмосепарация зерна с предварительной подготовкой в плоскопараллельном воздушном поле. Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 1984. - №2. - С.86-90.

96. Ульрих H.H. Механизация подготовки и хранения семян.-М.: Колос, 1962.-38с.

97. Ульрих H.H. Научные основы очистки и сортирования семян.-М.: ВАСХНИЛ, 1937.-187с.

98. Фрик П.Г. Турбулентность: модели и подходы. Курс лекций. 41.-Пермь, 1998.-108с.

99. Фрик П.Г. Турбулентность: модели и подходы. Курс лекций. 42.-Пермь, 1999.-138с.

100. Ямпилов С.С. Технологическое и техническое обеспечение ресурсо-энергосберегающих процессов очистки и сортирования зерна и семян .-Улан-Удэ: ВСГТУ, 2003 .-262с.

101. Crowe СТ. Review — numerical models for dilute gas-particles flows // Trans.ASME. J. Fluids Engng. 1982. V.104. № 3. P.297-303.

102. Elghobashi S. Particle-laden turbulent flows: direct simulation and closure models //Appl. Scient. Res. 1991. V.48. P.301-314.

103. Gore R.A., Crowe C.T. Effect of particle size on modulating turbulent intensity // Int. J. Multiphase Flow. 1989. V.I5. № 2. P.279-285.

104. Gore R.A., Crowe C.T. Modulation of turbulence by a dispersed phase // Trans. ASME. J. Fluids Engng. 1991. V.I 13. № 2. P.304-307.

105. Owen PR. Pneumatic transport // J. Fluid Mecfa. 1969. V.39. Pt.2. P.407-432.1. Форма Х> 01 ПМ-2008ч-*" *

106. ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ, ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ1. РОСПАТЕНТ)

107. Бережковская наб., 30, корп. 1, Москва, Г-59, ГСП-5, 123995. Телефон (8-499) 240- 60- 15. Факс (8-495) 234- 30- 581. На № от

108. Наш№ 2010115896/03(022536)

109. При переписке просим ссылаться на номер заявки и сообщить дату получения настоящей корреспонденцииг;450001, РБ, г.Уфа, ул. 50 лет Октября, 34, ФГОУ ВПО "Башкирский государственный аграрный университет", НИЧИ2 7 МАЙ 2010

110. Заявка № 2010115896/03(022536)

111. Дата подачи заявки 21.04.2010