Розробка математичної моделі переміщення компонентів вороху цибулі в пневмофрикційному шарі. Описання методики інженерного розрахунку основних конструкторсько-режимних параметрів пневмофрикційного сепаратора. Оптимізація параметрів його робочих органів.
При низкой оригинальности работы "Підвищення ефективності технологічного процесу сепарації вороху цибулі", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Механічні засоби, що застосовуються у виробництві, в основному оснащені сепараторами просіваючого типу, які не виділяють з вороху рівновеликі з цибулинами ґрунтові домішки, їх видалення доводиться виконувати вручну на перебиральних столах. Тому розробка нових технічних засобів, що забезпечують підвищення ефективності технологічного процесу сепарації вороху цибулі шляхом зниження трудових витрат, є досить актуальною задачею. теоретично визначити параметри пневмофрикційного шару й режими роботи сепаратора з метою забезпечення протікання процесу розділення вороху цибулі; експериментально підтвердити встановлені теоретичні положення процесу розділення вороху цибулі в пневмофрикційному шарі і визначити раціональні значення параметрів робочих органів сепаратора, оптимізувати основні з них; Особистий внесок здобувача У дослідженнях за темою дисертації здобувачем самостійно одержано такі результати: виконано аналіз існуючих технологій, способів і пристроїв для виділення домішок з вороху цибулі і встановлено напрями вдосконалення даного процесу [3]; обґрунтовано принцип дії і конструкцію пневмофрикційного сепаратора вороху цибулі [9]; проведено теоретичні дослідження взаємодії твердих тіл з пневмофрикційним шаром, на підставі яких отримано математичні залежності для визначення конструкторсько-режимних параметрів сепаратора вороху цибулі [1, 4, 5]; експериментально вивчено робочий процес сепарації в пневмофрикційному шарі й оптимізовано його конструкторсько-режимні параметри [2, 6, 7]; проведено оцінку економічної ефективності використання сепаратора в лініях післязбиральної доробки цибулі; розроблено методику інженерного розрахунку і рекомендації для виробництва щодо використання пневмофрикційного сепаратора вороху цибулі.У першому розділі «Сучасний стан механізації технологічного процесу сепарації вороху цибулі» виконано аналіз існуючих технологій збирання і післязбиральної доробки цибулі, способів, пристроїв і робочих органів для її сепарації. У звязку з цим нами запропоновано концепцію підвищення ефективності технологічного процесу сепарації вороху цибулі шляхом розробки і застосування пневмофрикційного сепаратора, що здатний розділяти компоненти вороху цибулі за щільністю та фрикційними властивостями їхніх поверхонь. Ефективність розділення вороху цибулі сепаратором залежить від властивостей і стану робочого середовища - пневмофрикційного шару - і характеру руху компонентів вороху при взаємодії з елементами, що формують його, - гірляндами. У звязку з цим необхідно обґрунтувати пропоновану систему «гірлянда - повітря» як середовище, в якому можливе розділення вороху цибулі за щільністю; вивчити закони переміщення тіл у пневмофрикційному середовищі. Силу натягнення Т0, можна розглядати як силу, обумовлену повітряним тиском на гірлянду, яка обдувається повітряним потоком із швидкістю ?0, і перепаду статичного напору, що створюється в шарі.На підставі аналізу існуючих технологій, способів сепарації вороху цибулі зясували, що видалення домішок із вороху цибулі (рівновеликих із цибулинами ґрунтових грудок і каменів) при механізованій обробці, до цього часу не виконується без застосування ручної праці. Аналіз існуючих пристроїв і робочих органів для сепарації цибулі при використанні методу системного аналізу дав можливість запропонувати й обґрунтувати конструкторсько-технологічну схему пневмофрикційного сепаратора вороху цибулі. Розроблено математичні моделі переміщення компонентів вороху цибулі в пневмофрикційному середовищі (24) і взаємодії цих компонентів з його робочими поверхнями (16), розрахункові залежності для визначення конструкторсько-режимних параметрів сепаратора (25), (26). За результатами теоретичних досліджень визначені конструкторські параметри пневмофрикційного шару, які забезпечують розділення компонентів вороху цибулі: глибина 0,25 м (довжина гірлянди); відстань між гірляндами 0,018 м; висота 0,5 м; робоча ширина 0,3 м.
План
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Вывод
На підставі аналізу існуючих технологій, способів сепарації вороху цибулі зясували, що видалення домішок із вороху цибулі (рівновеликих із цибулинами ґрунтових грудок і каменів) при механізованій обробці, до цього часу не виконується без застосування ручної праці. Аналіз існуючих пристроїв і робочих органів для сепарації цибулі при використанні методу системного аналізу дав можливість запропонувати й обґрунтувати конструкторсько-технологічну схему пневмофрикційного сепаратора вороху цибулі.
Теоретично обґрунтовано робочий процес пневмофрикційного сепаратора вороху цибулі. Розроблено математичні моделі переміщення компонентів вороху цибулі в пневмофрикційному середовищі (24) і взаємодії цих компонентів з його робочими поверхнями (16), розрахункові залежності для визначення конструкторсько-режимних параметрів сепаратора (25), (26).
За результатами теоретичних досліджень визначені конструкторські параметри пневмофрикційного шару, які забезпечують розділення компонентів вороху цибулі: глибина 0,25 м (довжина гірлянди); відстань між гірляндами 0,018 м; висота 0,5 м; робоча ширина 0,3 м.
Експериментальні дослідження підтвердили теоретичні передумови щодо вивчення процесу сепарації вороху цибулі з розбіжністю значень у середньому 7 % і дозволили: визначити коефіцієнти аеродинамічного опору сх=1,7, су=0,15 і побудувати графічну залежність ?Р = f(?), що характеризує стан пневмофрикційного середовища;
визначити сили Fв, F? та Fn, що діють на тіло, яке переміщується в пневмофрикційному шарі, а також коефіцієнт пропорційності для їх розрахунку: для цибулі k?ц=5,4 . 10-5, knц=3,1 . 10-5; для ґрунтових грудок k?г=3,2 . 10-4, knг=1,8 . 10-4;
дослідити траєкторії руху компонентів вороху цибулі в пневмофрикційному шарі та встановити межі розділового інтервалу при виході компонентів із шару на висоті hп=200?260 мм від рівня завантаження;
встановити при швидкості подачі вороху 0,5 м/с та його засміченості 20 % пропускну здатність сепаратора М = 5 т/год і споживану потужність нагнітального вентилятора N = 4 КВТ.
Експериментально встановлено, що на ефективність роботи сепаратора Е найбільше впливають такі фактори: висота установки розподільної пластини hп, швидкість подачі вороху ?тр, засміченність вороху ?. Виконання повного факторного експерименту дало змогу встановити їх оптимальні значення на рівні 95% вірогідності: hп=0,226 м, ?тр=0,4 м/с, ?=14 %, Е = 87 %.
Пневмофрикційний сепаратор вороху цибулі дозволяє понизити витрати ручної праці при післязбиральній доробці цибулі на 84%. При розрахунковій ціні сепаратора 6570,13 грн. річний економічний ефект у споживача від використання одного пневмофрикційного сепаратора складає 5045 грн.
Розроблені рекомендації щодо використання пневмофрикційного сепаратора вороху цибулі й методика його інженерного розрахунку, які можуть бути використані в малих господарствах і агрофірмах, що займаються вирощуванням цибулі на промисловій основі, а також проектно-конструкторськими і промисловими підприємствами при розробці техніки для аграрного сектора.
Список литературы
Зубков В.Е. Вопросы сепарации тел в стационарном блокированном псевдоожиженном слое / В.Е. Зубков, В.П. Лавицкий // Збірник наукових праць Луганського сільськогосподарського інституту. - Луганськ, 1999. - Вип. 4(10): Технічні науки. - С. 147-152.
Зубков В.Е. Определение силы сопротивления гирлянд при широтном перемещении тел в псевдослое / В.Е. Зубков, В.П. Лавицкий // Збірник наукових праць Луганського державного аграрного університету. Луганськ, 2001. - Вип. 10(22): Технічні науки. - С. 166-170.
Кириченко В.Е. Совершенствование технологии послеуборочной доработки лука / В.Е. Кириченко, В.П. Лавицкий // Збірник наукових праць Луганського національного аграрного університету. - Луганськ: Видавництво ЛНАУ, 2006. - Вип. 64(87): Технічні науки - С. 175-178.
Лавицкий В.П. Графическое изображение процесса псевдоожижения в блокированном псевдоожиженном слое / В.П. Лавицкий // Збірник наукових праць Луганського національного аграрного університету. - Луганськ: Видавництво ЛНАУ, 2008. - Вип. 91: Технічні науки. - С. 198-202.
Кириченко В.Є. Теоретичне обґрунтування траєкторій переміщення тіл у блокованому псевдозрідженому шарі при сепарації вороху цибулі / В.Є. Кириченко, В.П. Лавицький // Праці ТДАТУ. - Мелітополь, 2009. - Вип. 9, Т. 1. - С. 60-66.
Лавицкий В.П. Исследование фрикционных свойств пневмофрикционного слоя при сепарации лука / В.П. Лавицкий, А.Н. Брюховецкий // Науковий вісник Луганського НАУ. Луганськ : Видавництво ЛНАУ. - 2009. - Вип. 2: Технічні науки. - С.142-146.
Кириченко В.Є. Ексриментальне дослідження аеродинамічних параметрів псевдозрідженому шару / В.Є. Кириченко, В.П. Лавицький // Вісник ХНТУСГ ім. П. Василенка. - Харків, 2010. - Вип. 95. - С. 211-217.
