Повышение эффективности сепарирования зерна и сои на основе совершенствования фракционных технологий и машин

• Автор: Фоминых, Александр Васильевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 317 с. : ил.

1 Состояние зерноочистительной техники и проблемная ситуация в процессах сепарирования зерновых и зернобобовых культур
1.1 Анализ существующих технических средств для очистки зерновых и зернобобовых культур и перспективы их развития

1.2 Анализ научных исследований по повышению эффективности

работы сепарирующих рабочих органов.

1.2.1 Сепарирование на плоских решетах

1.2.2 Центробежное сепарирование

1.2.3 Сепарирование по фрикционным свойствам

1.2.4 Воздушное сепарирование.

1.3 Фракционирование зернового вороха.

1.4 Обзор работ по устойчивости кинематического режима работы

зерноочистительных машин

1.5 Содержание проблемы и пути ее решения.
2 Сепарирование зерна и сои на решетных станах с уменьшающимся динамическим воздействием на материал по длине решета
2.1 Анализ факторов, определяющих процесс сепарирования
2.2 Классификация кинематических схем сепараторов.
2.3 Разработка алгоритма расчета процесса сепарирования.
2.4 Сепарирование зерна на решетных станах с нормальной составляющей в траектории движения сепарирующей поверхности .
2.4.1 Расчетная схема и математическая модель вибрационного перемещения частиц.
2.4.2 Расчетная схема и математическая модель процесса просеивания проходовых частиц в отверстия решет
2.4.3 Обоснование методов расчетных исследований
2.4.4 Исследование влияния кинематических параметров на процесс сепарирования на решетном стане с эксцентриковым приводом
2.4.5 Исследование влияния кинематических параметров на процесс сепарирования на решетном стане с кулачковым приводом
2.5 Сепарирование зерна и сои на решетном стане, совершающем колебания в плоскости сепарирующей поверхности по эллиптическим траекториям.
2.5.1 Расчетная схема и математическая модель вибрационного перемещения частиц
2.5.2 Исследование влияния кинематических параметров колебаний решета на перемещение частиц
2.5.3 Исследование влияния кинематических параметров колебаний
решета на процесс сепарирования
Выводы по главе
3 Устойчивость кинематического режима работы решетных станов .
3.1 Выбор метода расчета колебаний решетных станов
3.2 Разработка математических моделей колебаний решетных
станов.
Выводы по главе
4 Фракционирование и очистка зернового вороха в нневморешет
ном сепараторе.
4.1 Принципиальная технологическая схема пневморешстного сепаратора для фракционной очистки зернового материала
4.2 Расчетная схема и математическая модель движения компонентов зернового материала в наклонном воздушном потоке
4.3 Снижение нетехнологических колебаний пневморешетного сепаратора
4.4 Модернизация поточных линий на базе пневморешетного сепаратора .
Выводы по главе.
5 Сепарирование сои.
5.1 Поточная линия для фракционной очистки сои.
5.2 Сепарирование сои по фрикционным свойствам.
5.3 Исследование процесса сепарирования сои в центрифуге непрерывного действия
5.3.1 Исследование движения материала по внутренней поверхности
ротора центрифуги.
5.3.2 Определение производительности центрифуги
5.3.3 Исследование колебаний центрифуги
5.3.4 Производственные испытания центрифуги
5.3.5 Направление дальнейших исследований центробежного сепарирования.
Выводы по главе.
6 Рекомендации для предприятий АПК, техникоэкономические
показатели результатов исследования.
6.1. Рекомендации для предприятий АПК.
6.2. Энергетический анализ поточной линии с пневморешетным сепаратором для фракционной очистки зерна
6.3. Техникоэкономические показатели результатов исследований
очистки сои.
Выводы по главе.
Заключение и общие выводы.
Литература


В начальное мгновение удара о противоположную границу отверстия скорость касательна к траектории, ее можно разложить на две составляющие горизонтальную и вертикальную. Если нет сопротивления среды, горизонтальная составляющая остается равной i, а вертикальная, вследствие ускоренного падения частицы равна причем сравнительно с горизонтальной ею можно в первом приближении пренебречь для реальных условий она составляет менее 0,1 . Пренебрегаем также вращением частицы и изменением тангенциальной составляющей скорости при ударе и оцениваем его как частично упругий, характеризуемый коэффициентом восстановления нормальной составляющей скорости к. I Р, 1. В качестве условия прохождения частицы через отверстие примем ар. Тогда частица после удара остается над отверстием и провалится в него, встретив движущиеся за ней частицы, или пройдет над ним в следующий раз с меньшей горизонтальной составляющей скорости вертикальное же перемещение вверх полагаем ограниченным. Если же аР, частица пройдет над отверстием. Назовем критической скоростью i такую начальную скорость при которой просеивание и непросеивание частицы через данное отверстие равновероятны, что соответствует ар. Заметим, что при неупругом ударе к0 формула приводится к известной формуле В. При всех прочих неизменных условиях увеличение I и уменьшения Э существенно изменяют значение ък. При щ ик вероятность просеивания больше, а при г1гк меньше, чем 0,5. Эксперименты подтверждают, что даже при соблюдении предельной точности постоянства условий просеивание в определенном диапазоне следует рассматривать как случайное явление, вероятность которого подчинена нормальному распределению Гаусса. Некоторые исследователи отмечали зависимость эффекта просеивания в реальных процессах от угла наклона сита к горизонтали, что следует объяснить в первую очередь изменением других факторов средней скорости транспортирования, времени обработки и толщины сыпучего тела, а не изменением вероятности просеивания отдельной частицы. Длина зерен пшеницы, ржи, овса и т. Поэтому проходовые фракции таких зерен при попадании на сепарирующую поверхность должны сориентироваться длинной осью вдоль отверстий решет и выпасть в них. Следовательно, вероятность ориентации частиц относительно отверстия решета и попадание в отверстия будет состоять из вероятности попадания частиц длинной осью вдоль продолговатого отверстия решета Р1 и вероятности разворота частиц на перемычках и ориентации при движении по решету Р2. Плоские сортировальные решета существующих зерноочистительных машин имеют продолговатые отверстия, так как такая форма наиболее эффективна при колебаниях сепарирующих поверхностей вблизи горизонтальной плоскости. Попадая на такую поверхность, частицы зерновой смеси могут поразному расположится относительно отверстий. Одни частицы устанавливаются длинной осью поперек отверстия, а другие вдоль. Последние частицы самосориентированы, и, в зависимости от размеров частиц и отверстия, они могут выпадать под решето. Другим же частицам, которые расположились поперек отверстия, необходимо создавать условия, чтобы они развернулись на перемычках и сориентировались относительно отверстия. Дзя анализа ориентации частиц, у которых длинная ось значительно превышает короткую, приняты следующие допущения частица зерновой смеси представляет собой эллипсоид вращения, проекцией которого на плоскость является эллипс с большей полуосью а и меньшей 6, ширина отверстия Н, длинная ось частицы расположена под углом ср0 к продольной оси отверстия, частица касается перемычек отверстия в точках А и Ву отрыва частицы от поверхности решета не происходит у 0 . Рассмотрен разворот частиц на перемычках и ориентация их относительно отверстия при круговых колебаниях в горизонтальной плоскости рисунок 1. Рисунок 1. I а момент инерции частицы относительно точки А. Из уравнений 1. Скорость движения частицы
Х 2 соБасо Я 1. Ф 2ртг. В рассматриваемой методике расчет положения эллипсоида ведется через промежутки времени равные циклу. За время цикла силы взаимодействия частицы с перемычками меняются от максимальных до нуля. Асо2 0,7 ,2 мс2.