автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Воздушные системы машин послеуборочной обработки зерна (технологические схемы, теория, расчет)

государственный агропромышленный

ленинградский ордена трудового красного знамени сельскохозяйственный институт

На правах рукописи

м>

комитет ссср

СЫЧУГОВ НИКОЛАИ ПАВЛОВИЧ

удк 631. 362. 3: 633. 1

ВОЗДУШНЫЕ СИСТЕМЫ МАШИН ПОСЛЕУБОРОЧНОЙ ОБРАБОТКИ ЗЕРНА (ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ, ТЕОРИЯ, РАСЧЕТ)

Специальность: 05.20.01 — Механизация сельскохозяйственного производства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

ленинград — пушкин 1988 г.

Работа выполнена в Кировском сельскохозяйственном институте.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Лурье А. Б.; доктор технических наук, профессор, член-корреспондент ВАСХНИЛ Алшинбаев М. Р.; доктор технических наук, профессор Тарасенко А. П. Ведущее предприятие — Сибирский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства (СибИМЭ).

Защита диссертации состоится «_»__

___198 г. в 13 часов 30 минут на заседании

специализированного совета Д 120.37.04 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук при Ленинградском ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственном институте по адресу: 189620, г. Ленинград — Пушкин, Академический пр., дом 23, ауд. 719.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ленинградского сельскохозяйственного института.

Автореферат разослан «_»__198 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук, доцент Б. И. Вагин.

' ; ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

. -!»«;| Актуальность проблемы. В материалах ХХУП съезда КПСС "л ^ I отмечается, что главными задачами агропромышленного кочплек-са являются достижение устойчивого роста сельскохозяйственного производства, надежное обеспечение страны продуктами питания, объединение усилий воох отраслей комплекса для получения высоких конечных результатов в соответствии с Продовольственной программой страны. При этом планируется к 1990 году валовый сбор зерна довести до 250...255 млп.тонн.

С внедренном индустриальных технологий возделывания и уборки зерновых культур возрастает валовый сбор зерна, а следовательно, и нагрузка на зорнообрабатывающпо агрегаты и комплексы. Наукой и практикой установлено, что при послеуборочной обработке зерна расходуется до 40...50$ общих затрат на его производство, а в структуре себестоимости до 40$ приходится на данную технологическую операцию. Технология очистки и сепарирования зерновых материалов определяется условиями формирования их потоков и техническим уровнем машин и оборудования. При повышенной засоренности и влажности зерновых материалов агрегаты и комплексы имеют низкую пролуокиую способность и технико-экономические показатели.

При послеуборочной обработке зерна широко используются воздушные системы зерно- и семеочистительннх машин. И есть основания полагать, что в последующем эти системы будут использоваться для убавления и автоматического регулирования технологическими процессами машин, установок и поточных линий.

Воздушные системы машин имеют сравнительно низкую пропускную способность и не оказывают технологически опти-' мального воздействия на обрабатываемый зорновой материал, что приводит к снижению качества и потерям зерна. Главными причинами этого является неравномерность скоростей воздушного потока, создаваемого центробежными вентиляторами, в зонах пневмофракционирования и очистки воздуха от легких примесей. Кроме того, большинство машин имеет разом1снутую воздушную систему, в результате чего возрастает удельный расход энергии на обработку зерновых мате-

риалов и ухудшаются санитарно-гигиенические условия обслуживающему персоналу.

В последнее время для транспортирования зерна при ого послеуборочной обработке применяются аэрожелоба, выгодно отличающиеся от механических транспортирующих устройств. Вмосте о том сравнительно малое использование аэрокелобов объясняется отсутствием в достаточной мере разработанных теоретических предпосылок, объясняющих сущность причинно-следственных явлений при транспортировании зерна, относительно низкой надежностью и экономичностью работы, а в некоторых случаях перемещением зерна с большой скоростью, что приводит к его травмированию, Не изучена также возможность транспортировании зернового материала с высоким содержанием примесей.

В связи с изложенным разработка технологических схем, исследование и оптимизация процессов пнеачофракциоиирования и аэродинамического транспортирования зерновых материалов с учетом их физико-механических свойств и создание на этой основе высокоэффективных воздушных систем зерно- и семео-чиститолышх машин и аэрожелобов для агропромышленного комплекса страны являет собой научно-техническую проблему, имеющую важное народнохозяйственное значение.

Габота выполнена в Кировском сельскохозяйственном институте в соответствии с планом научных исследований (номера государственной регистрации 68030033, 770001250, 01.81.1006442, 01.81.2006441 и 01.86.0006024). В 1981... ...1987гг. исследования проводились по целевой комплексной программе ГКНТ ОЦ 0.32.

Поль исследования. Целью исследований являлась разработка научных положений, обусловливающих интенсификацию процессов нноамофракционирования и аэродинамического перемещения зерновых материалов. Цель достигается разработкой теоретических предпосылок и отвечающих требованиям агропромышленного комплекса воздушных систем зерно- и семео-чистительных машин и аэрожелобов, а также основ методологии зисчета этих систем.

Объект исследования. Объектами исследования были выбраны диаметральные вентиляторы и установки, технологический процесс аэродинамического разделения и перемещения

зерновых материалов, их физико-механические свойства, замкнутые воздушные системы зерно- и семеочпстителышх машин с диаметральными генераторами потока воздуха и аэрожелоба.

Научная новизна» В процессе теоретических исследований выявлены закономерности формирования воздушного потока диаметральными вентиляторами и установками. Предложены уравнения, связывающие их параметры и параметры перемещаемой среды с критериям! подобия.

Разработаны аэродинамические схемы и рациональные способы регулирования режима работы вентиляторов и установок, устойчиво функционирующих во всей области подач воздуха. Предложены замкнутые воздушные системы зерно- и се-меочистительных машин с диаметральными генераторами потока воздуха, оптимизирован технологический процесс этих систем.

Разработаны теоретические основы аэродинамического перемещения двухфазной среды "воздух - зерновой материал". Получены математические модели рабочих процессов аэрожелобов. Изучена возможность транспортирования зерновых смесей с высоким содержанием примесей.

Практическая ценность и реализация результатов исследований. Результаты исследований реализованы при разработке высокоэффективных диаметральных вентиляторов и установок, совершенствовании, разработке и оптимизации технологии и технических средств аэродинамического разделения и транспортирования зерновых материалов.

Результаты исследований диаметральных генераторов потока воздуха переданы ГСКТБ ПО "Воронежзерномаш". Эти генераторы потока воздуха ГСКТБ использованы при разработке машин предварительной обработки зерна Ш0-50 и МПО-ЮО и семеочистительной машины МС-4,5.

Разработаны, испытаны и оптимизированы замкнутые воздушные системы машины Ш0-100 с диаметральными вентиляторам и вентиляторными установками. Эти системы имеют номинальную удельную подачу зернового материала 670кг/(см.ч). Для пневмосепарации семян разработаны замкнутые воздушные системы машина МС-4,5 и выявлены рациональные их параметры. В системах этой машины оба пневмосепариругащих канала соединены последовательно, а поток воздуха гене-

рируется одним вентилятором.

Разработан» аэрожелоба, которым присущи высокая пропускная способность, низкие удельный расход энергии и скорость транспортирования зернового материала. Предложены схемы аэрожелобов для перемещения материала на большие расстояния и аэрожелобов, у которых подача и отвод материала производится в любом сечении по длине перегородки.

Выполнены методологические основы расчета диаметральных вентиляторов и установок, воздушных систем зерно- и семеочистительных машин и аэрожелобов.

Материалы испытаний воздушных систем машин МП0-50, ШЮ-ЮО и МС-4,5 и аэрожелобов переданы ГСКТБ ПО "Воронеж-зерномаш".

Аптюбания работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены па Всесоюзной научно-технической конференции по проблемам механизации сельского хозяйства (г.Москва, 1985г.), на техсоветах ГСКТБ ПО "Воронежзерюмаш" в 1980,.. ...1387гг., на региональной научно-производственной конференции по перспективам развития индустриальных технологий уборки, обработки зерновых и кормовых культур (г.Новосибирск, 1983г.), на семинаре, организованном ЦАГИ и ЦЦНТП (г.Москва, 1982г.), на заседаниях координационного совета по разработке технологий и созданию технических средств для послеуборочной обработки и хранения зерна и семян зерновых культур в Нечерноземной зоне РСФСР (г.Вологда, 1979г.; г.Тула, 1983г.; г.Ленинград, 1977 и 1984 гг.), на научных конференциях Ленинградского и Кировского сельскохозяйственных институтов в 1968...1388 гг., в Челябинском ИМЭСХе в 1971 и 1976 гг., на зональной научной конференции НИИСХ Соверо-Востока НПО "Луч" (г.Киров, 1987г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 108 работ (62 научные статьи, 2 учебных пособия и 44 авторских свидетельства). Общий объем публикаций составляет 33 п.л.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и общих выводов и содержит 299 страниц машинописного текста, 100 рисунков и 20 таблиц. Список литературы включает 330 наименований. В приложениях приведены 30 рисунков и 20 таблиц, документы, отражающие уровень практического использования результа-

тов исследований и участие автора при проведении испытаний машин, данные по обработке результатов исследований па ЭВМ и ЗВЦМ, копии а.с.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе "Состояние проблемы л основные положения" дано обоснованно основных направлений исследований. Процессы пневмосепарации и аэродинамического норомощопия, осуществляемые техническими устройствами, являются составной частью технологии послеуборочной обработки зерна. Большой вклад в разработку и исследование воздушных систем зерно- и семеочистителышх машин внесли К.М.Барков, II.II. Безручкин, В.П.Горячюш, В.В.Гортинский, Н.И.Грабельков-ский, А.Б.Демский, В.Л.ЗДочевскиК, Н.И.Косилов, Г.Ф.Кос-тюк, В.А.Кубшев, И.М.Летошнев, А.Я.Малис, А.С.Матвеев,

A.И.Нелюбов, В.Д,Олейников, Г.Г.Павловский, B.C.Пальцев, З.Л.Тиц, Б.Г.Турбин, Н.Н.Ульрих, H BieriK , W-Kutter, H.TrienCS, H.Schwanz, I.lV&ssel и др. Процесс аэродинамического транспортирования сыпучих материалов изучался

B.И.Анискиным, П.В.Блохиннм, Е.М.Зиминым, М.В.Киреевнм, А.А.Колсмийцевым, С.М.Кореневским, Е.В.Михайловым,К.Нви-леяе и др.

В работах этих авторов констатируется, что при функционировании воздушных систем зерно- и семеочистительных машин не достигается высокоэффективного выделения из обрабатываемого материала легких примесей, а часть зерна выносится вместе с ними. Кроме того, в осадочных камерах не происходит эффективного осаждения примесей. Отмеченные недостатки воздушшк систем объясняются тем, что в них для создания потока воздуха в основном применяются центробежные вентиляторы, вследствие чего по ширине пнепмосепари-рующих каналов и осадочных камер не создается плоскопараллельного потока воздуха. Помимо этого существующие каналы имеют малую ширину и низкую допустимую удельную нагрузку, в результате чего системам присуща низкая пропускная способность.

Практический интерес для воздушных систем машин представляют диаметральные вентиляторы. Их исследованном зани-

мшись В.Г.Бережной, II.К.Васильев, Е.Ф.Ветров, Г.А.Грвдне-ева, А.Г.Коровкин, к.ияшбоъот, R.Coester , Н.1~аакзо, ^£пде(Ьагс(± ,Р.МогИе , Т.РткбеШег я

Ьпорвые в нашой стране под руководством профессора Ленинградского с.-х. института Б.Г.Турбина начато исследование диаметральных вентиляторов в применении 1; воздушным системам с.-х. машин. Однако широкое применение этих генораторов потока воздуха сдерлсивгются из-за отсутствия теоретических предпосылок, отршкаюцих процесс работи, и подробных аэродинамически схем и сложности конструкции. Как правило, известные вентиляторы не обеспечивают устойчивой работы во всей области подач воздуха. Кроме того, не изучена в достаточно полной мере возможность пересчета характеристик по методу подобия.

В машинах о разомкнутой воздушной системой энергия потока воздуха расходуется нерационально, а отвод в атмосферу запыленного воздуха ухудшает санитарно-гигиенические условия обслуживающему персоналу. Оборудование же систем пылеулавливающими устройствами усложняет конструкцию машин и снижает их технико-экономические показателя. В то же время малое применение замкнутых систем обусловливается тем, что они изучались в основном на моделях.

Малая применяемость аэрожелобов объясняется низкой надежностью их работи, изменянцейся по времени пропускной способностью, в ряде случаев высоким удельным расходом энергии 11 перемещенном материала с большой скоростью, обус-ловливащей его травмированио. Следует также отметить, что не изучена возможность транспортирования зерновых смесей с высоким содержанием примесей.

В значительной мере данные недостатки являются следствием того, что в литературных источниках практически отсутствуют теоретические разработки, направленные на изучение явлений, обусловливающих аэродинамическое транспортирование сыпучих материалов. Недостаточно полно исследовано влияние конструктивных параметров, параметров потока воздуха и свойств зернового материала на технико-экономические показатели аэрожелобов.

Исходя из изложенного, в общей постановке проблема включает: С

- построение моделей функционирования воздушных систем зерно- и семеочнст тельных машин и аэрожелобов;

- разработку теории генераторов плоскопараллельного потока воздуха и воздушных систем аэрожелобов;

- исследование влияния конструктивных и технологических параметров элементов воздушных систем на пропускную способность, показатели фракций зерновых материалов и энергетические характеристики;

- разработку технических средств, позволяющее интенсифицировать процесс разделения зерновых материалов в замкнутых пневмосистпмах и транспортирования аэродинамическими установками;

- разработку основ методологии шбора параметров и расчета элементов воздушных систем зерно- и семеочисти-тельных машин и аэрожелобов;

- оценку эффективности реализации научных положений.

о б "I м

j боъЬушчая

система зррноочистшпельней (V машины

МО к.<И

с<1)

»„А

m

в

SiÙL

f,iV

ш) Ш

ПК ОХ

г.(0 к.Л

4,(1) а!0

Рис.1. Модели функционирования воздушных систем зерно-и семеочистителышх машин

В основу решения проблемы положим модели функционирования воздушных систем. Модель системы зерно- и семеочис-тительных машип приведена на рисунке 1,а. Входными воздействиями являются подача &С1) зернового материала и его качество КН(Ь) (засоренность, влажность, гранулометрический состав и др). К выходным переменным относятся количество обработанного материала в единицу времени, его качество НК(Ц, потери зерна аШ\\ уделышй расход энергии Управляющим фактором является скорость с(Ь) воздуха в шкшо-оепарирущем канале, настроечными факторами - качество потока воздуха в канале Кпк(Нп осадочной камере нок (Ь).

При рассмотрении замкнутой воздушной системы с технологической точки зрения модель функционирования представляет собой блок-схему, состоящую из трех подсистем (рис,1,6)г вентилятора (В), пнетмосепарируюцего канала (ПК) и осадочной камеры (ОК). Наряду с £,(?,) и К1М для канала в число выходных переменных входят количество массы Рпк(1), выделенной потоком воздуха и поступающей в камеру в единицу времени, и ее качествоНастроечными для канала (выходными для вентилятора) являются СШ Для камеры к настроечным относятся скорость СцкИ)и качество Кок({) потока воздуха, к выходным переменным - количество Рок(+) выводимой массы в единицу времени и аО:) . Для вентилятора входными переменными являются скорость СцЩ воздуха и его качество

, управляющими воздействиями - частота П вращения колеса и коэффициент Кс сопротивления сети.

Во пропой главе "Теоретические и эксперименталыше пред-носилки к расчету диаметральных вентиляторов" приведены модели функционирования и результаты исследований диаметраль-. них вентиляторов и установок. Аэродинамические схемы основных из них приведены на рисунке 2 (движение воздуха показано пунктирными стрелками, направление вращения колеса I -сплошными),

а

5

Ь

г

д

е

Рис. 2. Аэродинамические схемы диаметральных вентиляторов и вентиляторных установок

Установлено, что течение воздуха в колесо следует закономерностям плоского потенциального вихревого поля. Для скорости С и давления соответственно в поле и ядре вихря, согласно теореме Стокса, интегралу ЭПлсрп для потенциального движения и дифференциальных уравнении дшгаенил несжимаемой идеальной среди (уравнений Эйлера), имеем:

Г * (1)

Р _ _¿£±__м

31Г~ 8яг(г*+гог-£гг0соз«.) ' С=ш'\/гг-4-г0г-Ягг0созос , (3)

'л/---—' (4)

где Г - циркуляция скорости,Г и ОС - полярные координаты точек поля относительно оси вращения колеса, Г0 - расстояние от центра вихря до центра колеса, (О и - угловая скорость и радиус ядра вихря.

Радиальные я тангенциальные составляющие скорости на внутренней окружности колеса радиуса определяют со-отвотственно подачу воздуха О. и потерн давления /¡"¿у- па "удар" при входе воздуха в колесо п выходе из него, а следовательно, и давление потока воздуха. Средние значения этих скоростей для поля и ядра вторя находятся по уравнениям:

Си, СР = ГКгяЪ) = C0nsí,

с _ гг.а-созк)

(6)

Г'СР~ Яяг/сс ' (7)

-Ш^й- ' (8)

Подача воздуха определяется по формуле

где ур & и £г - коэффициенты пропорциональности, со-

относящие скорости воздуха ь колесе и зазоре A¡c скоростью' U¿ лопаток колеса; <Хги 0<¿- угли, определяющие положение граничных линий потока, т.е. подачу воздуха в нагнетательный патрубок вентилятора. Используя принцип Даламбера, для давления имеем;

Параметры с индексом I относятся к центростремительной ступени колеса, с индексом 2 - к центробежной, с индексом "штрих" - к внутренней окружности колеса, с индексом два "штриха" - к наружной.

На основании уравнения Навье-Отокса для геометрически подобных вентиляторов получены условия гидромеханического подобия:

ir и ' ЫГ ficf fAc*' tf, ])¡¿ л

В этих уравнениях G - объемная сила тяжести, -t - время, i - линейный размер, i) - коэффициент кинематической вязкости воздуха. Перше из критериальных уравнений обратно числу Струхаля Shи определяет услоыш движения воздуха в ьентшштерах. Остальные соотношения являют собой условия подобия сил и представляют собой число Фруда Fr , Эйлера Ей и Рейнольдса Re .

Согласно П - теореме подобия функциональная зависимость ,. „

flh.^njjAtPsr.N^O (12)

описывается уравнениями:

da)

Пя=0? пУ Рг (14)

у*..-*

где гадшилическая (на валу вентилятора) мощность. Следовательно, при работе вентилятора в различных скоростных режимах имеем Щп-¿dem, Puln^=iäem, Najnz=ioiem> при перемещении среда с различной плотностью ¿ = ¿alem ,

(15)

(16)

Ptr/ji = io¿9m, N&/j3=idem. Для подобных вентиляторов, работающих в сходственных режимах, nf=idem , Пл- ídem и

с/ет, а для отличащихся лить шириной й/В-~ ictent, />.= Ídem, NjB^idem.

У вентиляторов с коленообразным корпусом 6 (рнс.2,а) зависимость P^fíQ) при n = consi народу с нисходящей ветвью имеет восходящую, вследствие чего они но обеспечивают стабильной подачи воздуха в систему при разлшпшх ретинах ее функционирования. Установлено, что этого недостатка не тоет вентиляторы со спиральным корпусом 9 (рис.2,б). На рисунке 3,а представлены безразмерно аэродинамические и шумовые характеристики такого вентилятора при D^- 0,3м, В = 0,1 м и различном числе Z лопаток колеса54}

На уровень шума существенно влияет величина зазора (рис.2,б). Выявлено, что с точки зрения аэродинамичоских и акустических качеств наиболее приемлемым является

0,03...О,OSi^ • Определено,что уровень шума снижается, a и Рд. возрастает при выполнении смежной стенки 4 и 8 корпуса желюзшшоЛ (рис.2,а и б). Очевидно, это обусловлено уменьшением цпркулирунцих масс воздуха в проточной части вентилятора.

В процессе исследовании определено, что вентиляторные установки при последовательной (рис.2,д) и параллельной (рис.2,с) работе колос потребные значения Q и достига-юг при меньшей частоте вращения колес, а следовательно, создают меньший уровень шума, чем вентиляторы при этих же параметрах колеса (рис.3,6).

Для снижения габаритов воздушных систем разработан вентилятор-сепаратор (рис.2,г), на криволинейно» части корпуса которого выполнено окно 12 с закрепленными в нем жалюзи II, предназначенное для отвода очищенного зерна. Травмирование зерна лопатками колеса предотвращается защитной сеткой 13. В работе приведены рациональнно положение и размеры окна, параметры жалюзи и сетки.

к) Коэффициенты полного V и статического ^ давлении и подачи У' воздуха определялись по формулам ЦЛГИ:

*=a>ñrl(j>ui), Ъ*яЪгН-Риг)>

б

Рис.3, Аэродинамические л шуыоше характеристики вентилятора и вентиляторной установки при последовательной работе колес (/>й= 0,2м, В - 0,1 м):

а - вентилятора: —X----% ~ 20; —0----% = 12;

— д--Я= 16; б - вентилятора: —А--п = 1400

мшГ ^; —а---П = 1900 мин ; —о----вентшш-

-Т

торной установки при п - 1400 мин

Замеры С и Р в колесо вентиляторов подтверждают правомерность гипотезы о том, что течение воздуха в первом приближении представляет собой часть потенциального вихревого потока.

При испытании вентиляторов установлено, что

- при варьировании п характер изменения Р , РС1Г,л/„

о ^ и а

и у от Д сохраняется; при увеличении П и Кс = сопз£ й,Р1Г>

11 ^г увеличивается, у практически не изменяется, а уровень шума I- возрастает;

- у геометрически подобных при В*сот* и п=соп& при изменении закономерность изменения , Р41Г и /Уг от Ц сохраняется, однако с увеличением кривые ,

\\ыг=&(&) вытягивается в направлении обоих осой координат, а - основном и направлении оси # ;

- при дя~соп${ и П=С0П${ при изменении В характер изменения , % , и Ц от (Ц сохраняется, причем при большей ширине кривые Р^Ш) , Р^ф(й) , Ыг = Ш) »

в большей мере штянути вдоль осп О, ;

- при перемещении воздуха с различной плотностью закономерность изменения £ и у от £ сохраняется, однако чем больше у , тем вше проходят крише Р = ЦО) , Рза=Ф(0) и N¿ = §(8) , а у при этом не изменяются.

Экспериментальные исследования подтвердили выводы теоретических предпосылок о возможности пересчета характеристик по методу подобия. Ухудшение аэродинамических качеств при В-В/й^-} объясняется увеличением относительной величины концевых потерь О. л , обусловливаемых потерши давления на трение и выходом части воздуха через запоры.

Наиболее экономично режим работы вентиляторов регулируется изменением И , однако при этом одновремегаю увеличиваются или уменьшаются О. и Рц- , а поток на выходе остается автомодельным. При изменении зазора й^ за счет поворота корпуса относительно его выходной кромки изменяются качественная и количественная характеристики, но существенно снижаются £ , О. и Ц . При повороте направляющего аппарата (рис.2,а) возможно кок увеличение, так и уменьшение £ и Я. . Помимо этого изменяется и эпюра скоростей на выходе из вентилятора. Вместо с тем аппарат усложняет конструкцию вентиляторов. Поворот направляющего щитка 10 (рис.2,в) в нагнетательном патрубке 5 в основном изменяет сопротивление сети, т.е. рабочая точка перемещается по характеристике (^■=3(0.) . Одновременно с этим изменяется эпюра скоростей, но снижается КГЩ. С конструктивной и технологической точек зрения приемлемым является регулирование изменением угла Ядхя поворотом концентрической части "языка" (рис.2,а).

Установлено, что параметры потока воздуха относятся к категории случайных в вероятностно-статист ¿песком смысле, а по критерию ^Пирсона определено, что они имеют нормальный закон распределения. По математическому ожиданию т л среднему квадратическому отклонению <?* расхода & воздуха и давления Р. по уравнениям:

я г

тк =--5Е--(17)

О Мру+Ср* _ ц8)

определякя'ся математическое омццание и дисперс!Ш коэффициента Кс сопротивлении сети, по которым оценивается устойчивость функционирования вентилятора.

Но дашшы экспериментальных исследовании на ЗИЛ вычислены статистические характеристики процессов изменения скорости с(И воздуха, статического и полного Ри({) давлений воздушного потока на выходе из вентилятора . Доказано, что для рассматриваемых процессов характерны незначительные колебания изучаемых параметров (их коэффициенты вариации составили 1/с ^ 4,95$, \/р ^ 7,27/2, ^«2,18* И VKc$Atl2%). г

По частотному составу процессы относятся к низкочастотным (частоте среза и)с нормировашшх спектральных плотностей б(и>) процессов не превышает 3 Гц). Это свидетельствует об устойчивости воздушного потока, генерируемого диаметральными вентиляторами.

В третьей главе "Исследование технолох'ического процесса воздушных систем зерно- и семеочистотелышх машин" приведены классификация и схемы испытанных систем (рис.4).

Установленный в воздушной системе машины Ш10-50 (рис.4,а) вентилятор 3, имещии спиралышй корпус, -= 0,4 м, В - 1,5 м, 2 - 12 и П = 600 мшГ1, при всех режимах работы обеспечивает устошшвую циркуляцию воздуха. При работе системы зерновая смесь устройством I подается ни решето II, на котором выделяются крупные нримеси. Легкие примеси, удаленные из смеси потоком воздуха в гшевмо-сепарирумцем канале 2, осаждается в осадочной камере 4 и из системы выводятся шнеком 7, а очш1ешюе зерно - патрубком 9.

Согласно критерию уСг Пирсона в шшвмосеиарирущем канале изменений С и Р^ по времени близко к нормальному распределению, при этом душ процессов сШ иимеем:

тс = 7,87 м/с, тРа= 649 Па, &с = 0,24 м/с, 6^= 47,4 Па, = 3,05$ и = 7,315?. Также определено, что коэффициент взаимной корреляции между процессами С({) п %({)№ йревышает 0,15.

Рис,4. Технологические схемы воздушных систем зорно-и семеочистителышх машин

Шесте с тем установлено, что вентилятор работает в режиме малых КЦЦ и повышенного урошя шума, а регулировочная заслонка 6 не обеспечивает плавного изменения скорости Воздуха в канале; часть зерновой смеси поступает на нижнюю часть стенок канала и по мере накопления поступает в очищенное зерно, вследствие чего ухудшается технологический процесс системы и снижается полнота выделения легких примесей. Так, при очистке зернового вороха пшеницы, имепце-го влажность 14% и засоренность примосями 5% (щуплые и

дробленые семена пшеницы, частицы соломы, полова, семена сорных растений), отделимыми потоком воздуха при С= 5 м/с, аффект очистки 50$ достигается лишь при удельной подача вул й Г/5 кгДсм.ч), т.е. при 26 т/ч.

Перевод режима работы вентилятора в область больших КПД осуществляется за счет выполнения окна на верхней части стенки 8, отделяидей воздухоподводящий канал 5 от осадочной камори, при этом часть воздуха к вентилятору поступает через окно, мшуя пнешосепарирувдий канал. В то же время благоприятное для осаждения примесей течение воздуха в камере сохраняется при закреплении на шишей части окна накрашенного вверх козырька или двуплечей заслонки, одновременно ылюлнящей роль регулировочной.

Накопление зерна на наружной стенке предотвращается при выполнении ее линией части вертикальной, а на внутренней стенке - за счет жалюзи на ее нижнем конце, при этом чисть воздуха в пневмоканил подается через отверстия жалюзи. Для более интенсивного разрыхления зернового материала перед вводом ого в зону очистки применен пит акций валик^.

Улучшение технологического процесса системы за счет отмененных конструктивных изменений при номинальных условиях функционирования обусловливает аффект очистки Е* 50$, причем потери зерна составляют не более 0,03/5.

При разработке воздушной системы машины ШО-ЮО (рис.4,б) применена вентиляторная установка (рис.2,е). В процессе исследований установлено, что:

- при всех реедшах работы вентиляторная установка обеспечивает устойчивую циркуляцию воздуха, а удельные затраты оперши на создание потока воздуха на 12% меньше, чем в машине ЫП0-50;

- регулировочную заслонку 4 необходимо закреплять в патрубки 5, расположенном ыезду колесами I и 8, так как заслонка II воздухоподводящего канала ухудшает качество потока воздуха в канале 10;

к) Конструкция валика разработана в ГШ'Б ПО "Боронесхзер-номаш" и РИОХгЛе.

- наиболее шсокле технологические показатели (рис.5) достигнуты при работе комбинированного лневмосепарирующего канала (рис.6, пунктирше линии), при этом под зоной ввода зернового материала скорость воздуха превышает' в 1,5...2,0 раза скорость вктания отделяемых примесей и по мере перемещения к внешней стенке скорость воздуха постепенно утлпнь— гаается;

- упорядоченный ввод двухфазной среды в осадочную камеру осуществляется криволинейным диффузором 2 (рис.4,б);

- благоприятное для осаждения примесей течение возд5г~ ха в осадочной камере 6 создается при установке нходного патрубка 7.

S

Рис. 5, а - Зависимости Е -f(L!) д б - зависимости E=FU$:

--й--- ззо кг/(п.см); —*--G-y^ = 500

кгДч.см); —о--Qyg -670 кг/(ч.ем)

При рациональных конструктивных, кинематических и аэродинамических параметрах, и номинальном режиме функционирования воздушной системы эффект очистки f« 62$, эффект осаждения примесей в осадочной камере Еп~ 98%, количество примесей, циркулируют« в системе, т/ц2. При

- 500 кг/(см.ч) эффект очистки £9 50% достигается при влажности зернового вороха ОТ - 15...25$, при =330 кгДсм.ч) - при иГ - 15...30^, причем потери зерна не превышают 0,05$.

При вводе зернового материала шггаицим валиком я рациональных параметрах пнешосепариругацего канала и яалквийной решетки, заменяющей нижнюю часть его внутренней стоик», при

lue. 6. Пнешосеиашрущнй канал шшшш МП0-50 {сплош--иш линии) и комбинированный канал

- 670 к1"/(см.ч) и их - 15% эффект очистки составляет 74$, потери зэрна не превышают 0,05$.

Для уменьшения длины воздушной системы предложено нижнее колесо вентиляторной установки закреплять в колонообраз-ном корпусе (рис.4,в), соединяющем пневмосепарирующий канал с воздухоподводящим 6, и выполнять на ее корпусе окно 3 с калпзи 2, предназначенными для вывода очищенного зерна. При оптимизации технологического процесса системы установлено, что она эффективно функционирует при рациональных значениях параметров отмеченных выше устройств и отражательного козырька 5, распределяющего зерновой материал по глубине пневмосепа-рирумцего канала.

В замкнутых воздушных системах семеочиотительной машины МС-4,5 поток воздуха создается одним диаметральным ьоитилптсфом, вследствие чего упрощается ео конструкция. При этом ь первой из систем (рис.4,г) воздух нагнетается во второй пневмосепарирующий канал 10, во второй - в первый канал 16. Вентилятор 2 имеет спиральный корпус, 0,3м, В - 0, &:л, £ - 12 и П = 970 мшГ^. Скорость воздуха в проточной части систем регулируется заслонкой 5, а соотношение скоростей в пневмосепарирующих каналах - степенью перекрытия пропускного канала 15 заслонкой 14.

При сепарации зерновых смесой различных культур получены модели регрессии, определяющие зависимость эффекта очистки и потерь зерна от пропускной способности, скорости воздуха в каналах, параметров первого канала и частоты вращения питающего валика II. В производственных условиях машина обработала порох зерновых культур, полученный при уборке хлебов, высушенный на напольных установках и очищенный ворохоочиотитолом 0ВП-20А, При сепарации семян

ржи "Вятка", ячменя "Московский-121" и овса "Скороспелый" получены семена первого и второго классов чистоты.

При ведомственных испытаниях установлено, что средняя скорость в первом и втором каналах изменяется соответственно от 6,5 до 10,4 м/с и от 12,3 до 10,9 м/с. С целью повышения аэродинамических качеств вентилятора и снижения уровня шума верхняя плоскость 4 воздухоподводящего канала 9 (рис.4,г) выполнена калюзийной. Для повышения эффекта очистки от воздуха примесей, циркулирующего в системе, входное окно канала 6 фильтра 7 расположено в нагнетательном патрубке вентилятора. Одновременно с этим матерчатый фильтр заменен на инерционный, а очищенный в нем от примесей воздух через окно 8 снова направляется в систему.

Благодаря применению в системах соответствующих устройств ввода зернового материала и вывода его фракций практически устраняется выход запыленного воздуха в атмосферу. Также установлено, что при отрицательном статическш давлении в рабочей зоне второго пневмосепарирующего канала предотвращается запыленность очищенного зерна. Вентилятор машины МС-4,5 во всей области подач воздуха развивает большие давления, чем вентиляторы машины СМ-4. В то же время вентилятор машины МС-4,5 в отличие от вентиляторов машины СМ-4 обеспечивает стабильную циркуляцию воздуха во всей зоне подач воздуха. Кроме того, в машине МС-4,5 благодаря более плавному подводу воздуха в пнеамосепарирующие каналы скорости по их глубине выравнены в большей мере.

Пропускная способность машины МС-4,5 в 1,1...1,5 раза больше, а мощность, потребная на создание воздушного потока, в 1,2 раза меньше, чем у машины СМ-4.

В четвертой главе "Анализ технологического процесса аэродинамических транспортеров (аэрожелобов)" представлены результаты исследований процесса аэродинамического перемещения зерна и зерновых смесей в псевдоожиженном состоянии. Полагая, что ^ = 0, = 0 и (рис.7), и рассматривая стационарный двухкомпонентннй поток, когда

О, Ь1/х!дЬ= 0, дСу/д{ = 0 и дcя|дt = 0, а также принимая, что изменение скорости воздуха по длине транспортирующего канала незначительно (дсх/дх= 0 и дсл/дх= 0), дифференциальные уравнения Движения и уравнения иеразрнв-

ности приводим к виду:

п Ьс*_п-;пр /дР*о-: м/дгСх д% 1 Пзг п

-¿>\ (20)

(21) (22)

дг У дуА у * г*

дсг/дг = о,

/ дРт_п (24)

Л м'

ас;пр _Л_дРт (25)

ди^/дх-О. <26)

В этих уравнениях <§п ~ У1'-' наклона перегородки к горизонту , П3 - чиоло зорен в единице объема; О^- коэффициент пропорциональности, определяющий силу воздействия потока воздуха на зерна, - коэ'йищпнт динамический вязкости вещества зерна, Рт- тензор напряжения Iаремещаемого зерна. Выполняя линеаризацию уравнений движения и неразрывности и интегрируя полученные линейные уравнения, для Сх яС^ имеем:

с (и) СОЯ{Уъ /л 'у) ]

С05(\/п3Ох±}м'6)\ > (27)

С С!) дйш/дг [; С/г (¡/ъД^/м'у)]

г{ [ сИ(упЩ. (28)

Из да}шых уравнений следует, что распределение Сх выражается через тригонометрический косинус и носит характер "гармонической волны", а распределение Сг - через гипер-

Рис.?. Схема движения воздуха и зерна

болический косинус и имеет характер "стоячей волны", причем при граничных условиях у=±6=± В/Я (В - ширина перегородки) <ГХ- сл = О, а при у = О Ос и Су достигают максимального значения. С учетом уравнений (27) и (28) составляющие перемещающая и псевдоожижающая & ^ расхода воздуха на единицу длины аэрожелоба находятся по уравнениям:

2дРза/дг '6) I

пз^ I '

(29)

(30)

С помощью этих уравнений определяется расход воздуха и скорость фильтрации.

Вследствие линейности дифференциального оператора в уравнении (23) определение скорости (Гх(у}2) зерна сводится к решению двух граничных задач. Первая представляет собой смешанную граничную задачу для уравнения Пуассона о однородными граничными условиями, вторая - смешанную граничную задачу для уравнения Лапласа с неоднородными граничными условиями. Решая первую задачу, находим функции 1ГХ((у}2) . решаю вторую, определяем функцию Ухг(У_,2), а, используя принцип суперпозиции, получаем профиль скоростей ил(у,2) • При этом при /><;<_р3 имеем:

Щ+е) у (-1)« як сЬ-лхЫ-НзЛб я* & к* В скякн^В

где С( и е - значения скоростей в плоскости перегородки соответственно при у = О я. у=±6 , Ия - высота слоя зерна.

Для нахождения пропускной способности аэрожелоба в выражение о п

1&*»(у.г)с*ус1я (32)

о

подставляем уравнение (31). Тогда имеем:

г **** _ х\и__АН пМк+УНг] (33)

р я(гк*1) ^Г 1 >

где Б - область интегрирования.

Динамические модели функционирования аэрожелобов и теоретические предпосылки явились основой при разработке методики и постановке экспериментов. На рисунке 8 приведены зависимости Рг , , й , £ , Л^у « ЬЩ ^ и коэффициента

концентрации смеси от угла при перемещении семян пшеницы, имеющих влажность 14$. Длина транспортирования ¡-а = 4м, В = 0,15м, коэффициент живого сечения калюзийной перегородки= 6,75$, начальная высота воздухоподводяще-го канала Нн = 0,32 м, угол наклона его дна к горизонту £ = 1°50».

Выявленные закономерности изменения исследуемых параметров от ёп объясняются тем, что вентилятор работает в области подач воздуха, когда тем, что при =

= 0...-40 составляющая силы тяжести слоя зерна, направленная вдоль перегородки, способствует его перемещению, а при (о/г = 0...40 она оказывает тормозящее воздействие. В процессе исследования аэрожелобов с различными типами перегородок установлено, что:

- при увеличении давления во входном сечении воздухо-подводящего канала пропускная способность возрастает, а наиболее эффективно аэрожелоб работает при = 5,50... ...6,75^ и ^/8 = 1°50'..,3°40';

- с увеличением длины аэрожелоба & уменьшается вследствие ухудшения условий раздачи воздуха по длине перегородки ;

- снижение О- и увеличение Л^ при перемещении зерна с поворотам в горизонтальной плоскости обусловливается воздействием центробежной силы, возникающей на поворотном участке, а при повышении влажности семян - увеличением их коэффициента внутреннего и внешнего трения (первий из них приводит к снижению "текучести" слоя зерна, второй - к увеличению тормозящего воздействия стенок транспортирующего канала и перегородки);

- наибольшее влияние на скорость 1/3 перемещения зерна оказывает Ру и , а высокопроизводительная и экономичная работа достигается при - 4,0...5,4.

При выявлении влияния засоренности §с на пропуск-нута способность и равномерность выгрузки определено, что ворох пшеницы при В = 0,6м и ¿-а= 8 и устойчиво выгружается при

при этом его влажность не должна превышать 22%.

При выгрузке зерна и зерновых смесей из бункера-питателя пропускная способность возрастает с увеличением высоты насыпи и имеет максимальное значение в начальный момент выгрузки, а по мере опорожнения бункера снижается. По данным исследований, наиболее эффективно стабилизация О- достигается поворотом вертикально установленных клапанов, сужающих концевую часть транспортирующего канала, и посредством закрепления перегородки с изменяющимся углом наклона, при этом зерно вначале перемещается вниз, а затем вверх.

В работе даны предложения автора, направленные на повышение & и снижение Л/¿^ и (Г3 за счет более рациональной раздачи воздуха но ширине и длине перегородки. Пред-

Рис. 8. Влияние &п на аэродинамические и технологические параметры

ложены схемы аэрожелобов, у которых подача зерна и его отвод производятся в любом сочешш по длине перегородки. Полученные розультати исследований являются основой ;уш выбора параметров и проектирования устройств аэродинамического перемещения зерна.

В пятой главе "Реализация результатов исследований и их экономичесшШ эффект" приведены методика аэродинамического расчета диаметральных вентиляторов и вентиляторных установок, рекомендации по их выбору и обеспечению устойчивой работы при различных условиях функционирования.

Р, кг/и5 400 МО п. мин '

Рис.9. Номограшла для расчета диаметральных вентиляторов

Для быстрого расчета разработана номограмма (рис.9), при этом используется безразмерная характеристика вентилятора-прототипа, а заданными параметрами являются , О. , 5 и _/> , определяемыми - , а и . Влияние относительной ширины на аэродинамические параметры учитывается посредством экспериментально полученных коэффициентов Кц , КРц_ , Кн; И КЦ •

При расчете воздушной системы машин определяют конструктивные и аэродинамические параметры ее проточной части. Размеры пневмосенприрующих каналов и расход воздуха находят по скорости С воздуха и общей £ и удельной &мд

пропускным способностям , потери давления в замкнутой системе - по уравнению

в котором слагаемые являют собой соответственно потери давления на преодоление трения и местных сопротивлений при движении чистого воздуха и двухфазной среды в элементах системы, на разгон и подъем выделенных потоком воздуха частиц. Поскольку при компоновке системы исходят из того, чтобы она имела наименьшие габариты, величина коэффициентов местного сопротивления зависит не только от их формы, но и расстояния меж,ду ними. Так как необходимого количества таких коэффициентов недостаточно, Р^ вычисляется приближенно.

Автором также предложено воздушные системы разрабатывать на основе закономерностей физического моделирования с использованием приведенного коэффициента сопротивления системы высокоэффективной модели или машины. Коэффициент ^ находится по формуле:

Ь~*Кса*/{/>Сг) = МсГк*//>, (35)

где Рк- площадь поперечного сечения пневмосепарируицего канала.

Определено, что у МП0-50 при С = 5 м/с §Пр~ 54,2; у МС-4,5 при С - 8,5 м/с во втором канале 11,6.

Установлено, что:

- при увеличении ширины В системы в т роз ¿1 возрастает в т раз, а у®, но изменяется, коэффициент Кс уменьшается в га2 раз, остается таким же, как у системы-прототипа (рис.10,а);

- при увеличении системы в продольно-вертикальной плоскости - длины 1с. и высоты Нс в т1 раз й возрастает в т1 раз, а так как также увеличивается в щ1 раз, то это возможно при снижении п в то же число раз; следовательно, р^

и не изменяются, а кс снижается в/я* раз (рис.10,6);

- при увеличении всех размеров системы в тА раз & возрастает в/я^раз, Р^ не изменяется, п уменьшается в

раз, Кс снижается в/я^раз, а остается без изменения (рис. 10,в).

Дашшй метод расчета дает достаточно точные результаты при m¿ - 0,5...2,0 и ширше системы прототипа В?£> .

Приведенная пропускная способность аэрожелоба определяется уравнением:

(?о-¿У?*- 0,01кшАш)1[( ёп)^], (36)

где & - пропусная способность при ОТ = 14 % и = 0°. При 5/7= 0,,.-4° (перемощение зерна вниз) коэффициент КЕ --0,071, при с?,/ = 0,..4° - Л^ = -0,22. В диапазоне изменения влажности зерна от 14 до 38 % 2,25. В работе приведены зависимости для различных до атоний /¡¿г на входе воздуха в воздухоподводящий 1санал, с помощью которых определяется коэффициент Ки .В работе также представлены зависимости для различных значений ширины В перегородки; эти зависимости позволяют определять В . По заданной длине 1-а , выбранным В и скорости Сф фильтрации определяется расход воздуха. Основой для выбора С^являются графические зависимости и модели регрессии Сф^(^) и Сф =Р(/1Р), полученные экспериментально при исследовании аэрожелобов с жалюзишшми и пластинчатыми перегородка/ли.

в

- (.

1 / п а-1 V t

1 /

i / /

\ /

VP7

шл:

Рис.10. Зависимость параметров воздушной системы зерно-и семеочистителышх машин от ее геометрических размеров: а - при изменении ширины В ; б - при измнении длины ic и высоты hc ; в - при полном геометрическом подобии

Ширину воздухоподводащего канала, как правило, принимают равной ширине перегородки. По данным опытов, рациональная высота входного сечения канала составляет Нн = 0,08/.я, а его коночная высота определяется значениями j6 и La. • Если La> 6 м, для более рациональной раздачи воздуха по длине аэрожелоба канал необходимо разделять продольной перегородкой.

в

Диаметральный вентилятор (а.с.№ 901641) 110 "Воронеж-зерномаш" применен в машине МП0-50, являюцейся составной пастью пунктов ЗАВ-25, -40 и -50 и КЗС-40, -25Ш, -25Б и -50 и отделения приема и временного хранения зерна 0П-50.

Результаты исследований по повышению пропускной способности, качества обработки зерновых материалов, экономичности функционирования и плавности регулирования скорости воздуха в проточной части воздушной системы машины МП0-50, а также по снижению аэродинамического шума, выхода запыленного воздуха в окружающую атмосферу и концентрации примо-сей в циркулирующем воздухе использованы ГСКТБ ПО "Воронеж-зерномаш" при разработке технической документации по модернизации этой машины.

Материалы по разработке, испытанию и оптимизации технологического процесса воздушных систем машин МПО-ЮО и МС-4,5 переданы в ГСКТБ ПО "Воронежзерномаш". Воздушные системы машин МП0-50, МПО-ЮО и МС-4,5 защищены а.с. 860889, 901641, Ш2151, 1113186, 1165456, И945Ю, 1207523, 1256815, 1296236, 1313526, 1310042 и 1314144.

Машина МПО-ЮО прошла ведомствешше испытания и проходит госиспытания. Согласно решениям }£ 2112 Госагропрома СССР от 12 ноября 1987г. и К 1419 Министерства сельскохозяйственного и тракторного машиностроения СССР от II ноября 1987г. машина МС-4,5 с 1989 г. в ПО "Воронежзерномаш" будет поставлена на серийное производство.

Для практического использования ГСКТБ ПО "Воронежзерномаш" также передам материалы исследований аэрожелобов;'их конструктивное оформление защищено девятнадцатью а.с.

Результаты исследований используются при выполнении научно-исследовательских работ и в учебном процессе ряда организаций и с.-х. вузов страны.

Годовой экономический эффект при применении машин МП0-50 составляет 2,07млн.рублей. Расчетный годовой экономический эффект при использовании машин МПО-ЮО и МС-4,5 и модернизированной МП0-50 равняется соответственно 0,224; 2,975 и 0,733 млн.рублей.

ОБЩИЕ швода

1. Разработаны модели функционирования воздушных систем и составляющих их элементов зерно- и семеочистительних машин и аэрожелобов. При этом выходные переменные систем во многом зависят от качества потока воздуха в зоне пневдофракциониро-вания и осаждения легких примесей у машин, по длине и ширине воздухораздагацей перегородки - у аэрожелобов.

2. Доказана возможность интенсификации технологического процесса воздушных систем зерно- и семеочистительных машин благодаря использованию диаметральных вентиляторов и установок, создагацих плоскопараллельный воздушный поток и устойчиво фгункционируицих во всей области подачи воздуха. Течение воздуха в их.колесе следует закономерностям, имеющим место

в потеницальном вихревом потоке. Потребные значения давления и производительности диаметральные вентиляторы создают при малых диаметре « частоте вращения колеса, вследствие чего снижаются габариты воздушюх систем.

Функциональная зависимость между диаметром, шириной и частотой вращения колеса вентилятора и плотностью перемещаемой среды, с одной стороны, и давлением, подачей воздуха, потребной мощностью и КЦЦ, с другой стороны, установлена на основании теории гидромеханического подобия, анализа размерностей и теоретических и экспериментальных исследований, при этом определяйте значение отведено критерию Рейнольдса. Определено, что наиболее экономично и достаточно "глубоко" режим работа вентиляторов регулируется изменением частоты вращения колеса, угла входа в него воздуха и попоротом концентрической части "языка".

3. Для высокопроизводительных воздушных систем зерноочистительных машин, требущих большой подачи воздуха и имеющих повышенное аэродинамическое сопротивление, разработаны вентиляторные установки с последовательным и параллельным прохождением воздуха через их колеса,

4. Доказано, что скорость и давления воздушного потока, создаваемого диаметральными вентиляторами, относятся к категории случайных величин в вероятностно-статистическом смысле и имеют нормальный закон распределения, а малые значения среднего квадратического отклонения и коэффициента вариации параметров потока свидетельствуют о том, что

Функционирование вентиляторов является устойчивым. Корреляционные функции и спектральные плотности данных параметров указывают на наличие в процессе как случайной, так и периодической составляющих, причем значения коэффициентов взаимной корреляции меокду процессами "скорость - время" и "давления - время" не превышают 0,37.

5. Разработана методология определения параметров аэродинамической схемы, частоты вращения колеса проектируемых вентиляторов и вентиляторных установок и расчета их характеристик с помощью уравнений и номограммы.

6. Диаметральный вентилятор, разработанный для машины предвартельной обработки зерна МП0-50, обеспечивает устойчивую циркуляцию воздуха в ее воздушной системе.

В результате исследований воздушной системы этой машины предложены технические решения, обусловливавшие пош-шение пропускной способности, плавности регулирования скорости воздуха в ее проточной части и эффективности процесса пневмофракционирования зерновых смесей, а также снижение количества легких примесей, циркулирующих в системе, и удельного расхода энергии на создание воздушного потока.

7. Разработаны воздушные системы машины МПО-ЮО предварительной обработки зерна и проведена оптимизация их технологического процесса. Номинальная пропускная способность систем благодаря применению вентиляторной установки с последовательной работой колес, комбинированного пневмосепа-риругацего канала с потащим валиком и осадочной камеры с криволинейным диффузорным каналом составляет 670 кг/(см.ч).

8. Разработаны замкнутые воздушные системы семеочис-ттельной машины МС-4,5 и оптимизирован их технологический процесс. В данных системах сепарирукщие каналы и осадочные камеры являются составной частью одной пневмосети, а поток воздуха генерируется одним диаметральным вентилятором. В процессе исследований определен рационалышй способ независимого регулирования скорости воздуха в каналах. Преимущества опытных воздушных систем машин МС-4,5 в сравнении с воздушной системой машины СМ-4 заключаются в том, что они более просты по устройству, их вентилятор работает устойчиво при всех режимах функционирования, поток воздуха по глубине пиовмосепариругацих каналов болов равномерный,

пропускная способность больше в I,1...1,5 раза, а мощность на создание циркулируицего потока воздуха меньше в 1,2 раза.

9. При теоретических исследованиях аэрожелобов найдены решения линеаризованных уравнений, описывающих установившееся течение воздуха и зерна. Установлены причмдю-след-ствешгае закономерности, определящие зависимость пропускной способности, удельного расхода энергии и скорости перемещения зерна и зернового' вороха от конструктивных параметров, параметров потока воздуха и физико-механических свойств

перемещаемого материала. Разработаны способы стабилизации выгрузки зерна и зернового вороха из аэродинамического бункера-питателя.

Определено, что при перемещении зерна на большие расстояния в воздухоподводящем канале необходимо устанавливать продольные перегородки. С целью интенсификации процесса функционирования аэрожелобов предложен ряд способов локального подвода воздуха к различным зонам воздухораспределительной перегородки. Предложено конструктивное оформление аэрожелобов, у которых поДача зернового материала и его отвод производятся в любом сечении по длине перегородки.

10. Разработаны основы методологии расчета элементов воздушных систем зерно- И семеочистительных машин и аэрожелобов, передан ГСКТБ ПО "Воронежзерномаш" для промышленного освоения ряд их технологических схем. Лабораторные испытания и производственная эксплуатация промышленных образцов этих машин и установок подтвердили практическую значимость и перспективность разрабатываемой научной проблемы. Так, удельная пропускная способность воздушных систем при предварительной обработке зерна доведена До 670 кг/(см.ч), при аэродинамическом перемещении - до 200 кгДсм.ч), а удельная металло- и энергоемкость зерно- и семеочистительных машин в 1,4...2,2 и 1,3...1,7 раза меньше соответствующих показателей современных машин отечественного и зарубежного производства.

11. Совокупность результатов, полученных при решении поставленной научной проблемы, является научно-технической основой для разработки высокоэффективных воздушных систем зерно- и семеочистительных машин и аэрожелобов, обеспечивающих устойчивое пневмофракционирование и аэродинамическое

транспортирование зерновых смесей с шсокой пропускной способностью и эффективностью разделения и малыми энергозатратами.

Основные опубликованные работы, отражаицие содержание диссертации:

1. Турбин Б.Г., Сычугов Н.П. К анализу работы диаметрального Еентилятора/УМеханизация и электрификация сельского хозяйства: Зап.Ленинград, с.-х. ин-та. - Л.:Колос, 1966.-Т.108,вып.первый.' - С. 97-106.

2. Турбин Б.Г., Сычугов Н.П. К исследованию течения воздуха в решетке диаметрального вентилятора// Механизация сельскохозяйственного производства: Зап.Ленинград, с.-х. ин-та. - Л., 1968. - Т.119, вып.1. - С.3-11.

3. Сычугов Н.П. О регулировании режима работы диаметрального вентилятора направдящим аппаратом //Механизация сельского хозяйства: Тр.Киров, с.-х. ин-та. - Киров, 1968.-Т.21, вып.42. - С.32-37.

4. Сычугов Н.П. О производительности диаметральных вентиляторов // Труды Чувашского сельскохозяйственного института. - Чебоксары: Чувашкнигоиздат, 1968, - Т.У11, шп. III.-С.28-37. •

5. Сычугов Н.П. Вентиляторы (учебное пособие по курсу сельхозмашин). - М.: МСХ СССР, ВСХИ30, 1970.-63с.

6. Сычугов Н.П. Установки пневматического транспорта (учебное пособие по курсу сельхозмашин). -1.1.:МСХ СССР, ВСХПЗО, 1970.-60с.

7. Сычугов Н.П. Диаметральные вентиляторы для сельскохозяйственных машин //Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства.-1970.10. - С.20-23,

8. Сычугов Н.П. Диаметральные вентиляторы с малым числом лопаток колеса // Тракторы и сельхозмашины. - 1971.-№ 2. - С.25-27.

9. Сычугов Н.П. Рабочий процесс и характеристики диаметральных вентиляторов со спиральным корпусом //Повышение надежности и долговечности тракторов, автомобилей и сельхозмашин: Сб.научн.тр.Киров. с.-х. ин-та. - Киров, 1971. - Т.25. - С.61-73.

10. Сычугов Н.П. О моделировании при проектировании диаметральных вентиляторов // Тракторы и сельхозмашины. -1972. - № I,- С.23-25.

11. Сычугов Н.П. Выбор вентиляторов для с.-х машин // Тракторы и сельхозмашин«. - 1973. -'К 7. - С.29-31.

12. Сычугов Н.П. Влияние положения концентрической части языка на характеристику диаметрального вентилятора // Вестник машиностроения. - 1973,- - 1 7,- С.29-31.

13. Сычугов Н.П. Применение математического метода планирования эксперимента при исследовании и проектировании диаметральных вентиляторов //Тракторы и сельхозмашины. -1975. - К 2. - С.30-32. -

14. Сычугов Н.П. Расчет и проектирование диаметральных вентиляторов с применением уравнений и номограмм/Дракторы и сельхозмашины. - 1977. - W 5. - С.28-31.

15. Сычугов Н.П. Технологические основы применения воздушных потоков в сельскохозяйственном производстве//Пошше-ние надежности и ремонт сельскохозяйственной техники. -Пермь, 1977. - 4.II-C,45-51.

16. Сычугов Н.П. Исследование процесса перемещения зерна аэродинамическим транспортером /Дракторы и сельхозмашины.

- 1979, - й 7. - 0,22-24.

17. Сычугов Н.П. О коэффициенте концентрации смеси при перемещении зерна аэрожелобом //Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1900. - № II. - C.I4-I6*

18. Сычугов Н.П. Перемещение зерна открытым аэродинамическим транопоотером // Вестник сельскохозяйственной науки.

- 1980. - № 5. - С,59-65, •

19. Сычугов И.П. Исследование аэродинамического транспортера для активного вентилирования, выгрузки и транспортирования зорна //Интенсификация сельскохозяйственного производства Кировской области: Тр. Киров, с.-х. ин-та - Пермь, 1980. --Т.68. - C.I06-II3.

20. Сычугов Н.П. Аэродинамический расчет замкнутой воз-душой системы зерноочистительной машины //Вопросы теории, эксплуатации и ремонта машинно-тракторного парка: Межвуз. сб.научн.тр. - Пермь, 1980. - C.II0-II3.

21. Сычугов Н.П., Бурков А.И. Применение диаметральных вентиляторов в замкнутых пнешосистемах зерноочистительных

•машин // Тракторы и сельхозмашины. - 1981. - № 2. - С.23-26.

22. Сычугов И.П., Бурков А.И., Грабельковский Н.И. Регулирование скорости воздуха в аспирациошшх каналах зерноочистительных машин с замкнутой пневмосистемой //Тракторы и сельхозмашины. - 1982. - № 10. - C.23-2G.

23. Грабельковский Н.И., Сычугов Н.П., Бурков А.И. Использование диаметральных вентиляторов в сельскохозяйственном производстве // Повышение эффективности вентиляторных установок: Материалы семинара. - М., 1982. - С.139--141.

24. Сычугов И.П., Бурков А.И. Исследование воздушных потоков замкнутых аспирациошшх систем зерноочистительных машин //Перспективы технологии и комплексы машин для послеуборочной обработки зерна в хозяйствах: Научн.техн. бюл. СибШЭ. - Новосибирск, 1982. - Вт. 35. - С.24-27.

25. Сычугов H.H., Подоплелов С.А. Влияние' угла наклона и поворотного участка на производительность аэродинамического транспортера //Исследование рабочих процессов машин в растениеводство: Сб. научн.тр. - Пермь, 1982.-С.39--44.

26. Регулирование скорости воздуха в пневмосепарирую-щем канале машины МП0-50/ II.П.Сычугов, А.И.Бурков, Н.И.Одинцов, С.М.Куклин // Методы и средства повышения эффективности рабочих процессов сельскохозяйственных машин: Сб. науч. тр. - Л. - 1983. - С.48-50.

27. Сычугов Н.П., Бурков А.И., Одинцов Н.И. Работа одного и двух последовательно соединенных диаметральных вентиляторов на общую сеть //Совершенствование конструкции и повышение надежности сельскохозяйственных машин: Межвуз.сб. науч. тр. -Икевск, 1983. - C.II0-II4.

28. Сычугов Н.П., Подоплелов С.А. Экспериментальная проверка методик расчета аэродинамических установок // Механизация процессов в полеводстве: Сб.науч. тр. - Пермь, 1984. - С.19-21.

29. Сычугов Н.П., Бурков А.И., Одинцов Н.И. Пути увеличения производительности пневмосистемы машины предварительной обработки зерна МП0-50//Пр0блемы механизации сельскохозяйственного производства: Тез.докл. Всесоюзной науч,-

тех. конф.-М., 1985. - Ч.И.-С.87-88.

30. Сычугов Н.П., Куклин С.М, Аэродинамические и шумовые характеристики отдельно и параллельно работающих диаметральных вентиляторов // Совершенствование конструкции и эксплуатации сельскохозяйственной техники: Межвуз.сб.науч. тр. - Пермь, 1985. - С.155-158.

31. Сычугов Н.П., Куклин С.М. Исследование диаметрального вентилятора-сепаратора для очистки зерновых смесей // Повышение производительности и качества работы зерноуборочных и зерноочистительных машин: Науч.' тр. - Челябинск, 1985. -- С.76-83

32. К расчету аэродинамического транспортера зерна/ H.H.Сычугов, С.А.Подоплелов, Н.В.Мельников, Л.Б.Греков // Совершенствование конструкции и эксплуатации сельскохозяйственной техники: Межвуз. сб.науч.тр. - Пермь, 1985. -

С.158-160.

33. Сычугов И.П., Бурков А.И., Одинцов Н.Й. Повышение производительности пневмосепарируюцего канала машин для предварительной очистки зерна /Аракторы и сельхозмашины.-1986. - № 2. - С.26-29.

34. Сычугов Н.П., Бурков А.И., Одинцов Н.И. Совершенствование воздушной системы машин предварительной обработки зернового вороха //Индустриальные технологии, и перспективные рабочие органы машин для послеуборочной обработки зерна: Сб.науч. тр. - Новосибирск, 1986. - С.50-58.

35. Сычугов Н.П., Вайсман A.A. Исследование гидродинамики двухфазного потока в аэродинамическом транспортере / Киров, с.-х. ин-т. - Киров, 1986. - 21 с. - Деп. в ЦНЖГЭИ тракторосельхозмаше 5.01.87, Jft 780 - тс 870.

36. A.c. 740651 (СССР) Аэродинамическое устройство для транспортирования сыпучих материалов / Н.П.Сычугов, В.И. Тимкин,- Опубл. в В.И., 1980, № 22.

37. A.c. 761393 (СССР). Жалгозийная перегородка аэродинамического транспортера /Н.П.Сычугов.- Опубл. в Б.И., 1980, Я 33.

38. A.c. 779206 (СССР). Аэродинамический транспортер для сыпучих материалов / Н.П.Сычугов. - Опубл. в Б.И., 1980, \Ь 42.

39. A.c. 839933 (СССР), Аэродинамический желоб для трпнспортировзнил сыпучих материалов / Н.П.Сычугов, М.В.

•Киреев, Л.И.Ерошенко и др.- Опубл. в Б.И., 1981, й 23.

40. A.c. 860889 (СССР). Пневмосепарирукщее устройство зерноочистительной машины /Н.П.Сычугов, Л.И.Бурков, Н.И. Грабельковский и др. - Опубл. в Б.И., 1981, 33.

41. A.c. 901641 (СССР). Диаметральный вентилятор / Н.П.Сычугов, Л.И.Бурков - Опубл. в Б.И., 1982, № 4.

42. Л.о.1001892 (СССР). Бункер для приема зернового вороха / М.В.Киреев, Л.И.Ерошенко, С.Л.Подоплелов, Н.П.Сы-чутов и др. - Опубл. в Б.И., 1983, Jf9.

43. A.c. 1013369 (СССР). Установка для пневматической выгрузки и вентилирования сыпучих материалов / II.П.Сычугов, А.А.Коломийцев, Н.И.Грабельковский. - Опубл. в Б.И., 1983, № 15.

44. A.c. II0I588 (СССР). Вентиляторная установка /

Н.П.Сычугов, А.И.Бурков, Н.И.Одинцов, С.М.Куклш. - Опубл. в Б.И., 1984, № 25.

45. A.c. III2I5I (СССР). Прямоточный диаметральный вентилятор / Н.П.Сычугов, А.И.Бурков, Н.И.Одинцов и др. -Опубл. в Б.И., 1984, №33.

46. A.c. III3I86 (СССР). Пневмосепарирукщее устройство зерноочистительной машины/ Н.П.Сычугов, А.И.Бурков, Н.И.Грабельковский и др. - Опубл. в Б.И. 1984, №34.

47. A.c. II65456 (СССР). Замкнутая пневмосистема зерноочистительной машины / В.Д.Олейников, Н.И. Грабельковский,

A.А.Гехтман, А.Н.Кремнев, В.В.Антгахш, Н.П.Сычугов и др. -Опубл. в Б.И., 1985, № 25.

48. A.c. II75824 (СССР). Аэродинамический желоб для перемещения сыпучих материалов / Н.П.Сычугов. - Опубл. в Б.И., 1985, J6 32.

49. A.c. II945I0 (СССР). Зерноочистительная машина /

B.Д.Олейников, Н.И.Грабельковский, А.А.Гехтман, В.В.Антюхин, А.С.Дмитренко, Н.П.Сычугов и др.- Опубл. в Б.И., 1985, М4.

50. A.c. 1207523 (СССР). Замкнутая пневмосистема зерноочистительной машины / Н.П.Сычугов, А.И.Бурков, Н.И.Одинцов и др. - Опубл. в Б.И., 1986, № 4.

51. A.c. I24047I (СССР). Зерноочистительная машина / Н,П.Сычугов, А.И.Бурков, С.М.Куклин и др. - Опубл. в Б.И., 1986, Jf24.

52. A.c. I2568I5 (СССР), Пневмосепарирующее устройство зерноочистительной машины / Н.П.Сычугов, Ю.П.Полунин, А.И. Бурков и др. - Опубл. в Б.И., 1986, № 34.

53. A.c. 1296236 (ССОР). Устройство для очистки зернистых материалов / H.H.Грабольковский, А.А.Гехтман, В.В.Антюхин, Н.П.Сычугов и др. - Опубл. в Б.И., 1987, Й 10.

54. A.c. 1298161 (СССР). Бункер для приема зернового вороха / Н.П.Сычугов, С.А.Иодоплелов, Н.В.Мельников и др. -Опубл. в Б.И., 1987, № И.

55. A.c. I3I0Q42 (СССР), Пневмоселарирущее устройство зерноочистительной машины / Н.П.Сычугов, Н.И.Грабельковокий, Ю.И.Полунин и др. - Опубл. в Б.И., 1987, & 18.

56. A.c. I3I3526 (СССР), Зерноочистительная машина / В.Д.Олейников, Н.И.Грабельковокий, А.А.Гехтман, В.В.Антюхин, Н.П.Сычугов и др. - Опубл. в Б.И., 1987, й 20.

57. A.c. I3I4I44 (СССР). Диаметральный вентилятор / Н.П.Сычугов, А.И.Бурков, Н.И.Грабельковокий и др. - Опубл. в.Б.И., 1987, й 20.

58. Диаметральный вентилятор / Н.П.Сычугов, А.И.Бурков, II.В,¿Колобов и др. - Решение ВНИИГПЭ о выдаче а.с. по эаявке й 4I6II33, 1987.

59. Зерноочистительная машина / Н.П.Сычугов, А.И.Бурков, Н.И.Одинцов и др. - Решение ШИИГГО о выдаче а.о. по заявке

й 42467II, 1988.

60. Пневмосепарирующее устройство зерноочистительной машины / Ю.П.Иолунин, Н.И.Грабельковский, Н.П.Сычугов и др. -Решение ВНИИГШ о выдаче а.о. по заявке й 4258370, 1988.

Подписано к печати и.07.88,фе № Z513ü Формат 60 х 9ü I/I6 И.л.2 Заказ гм р.п. Тираж 100

Типография Кировского сельскохозяйственного института, г.Киров, Октябрьский проспект, 133