Представлений алгоритм розрахунку, який дозволяє проводити чисельні дослідження впливу параметрів зернового купи і конструктивно-технологічних параметрів решіт на просеваемость колосового решета.

Анотація наукової статті з механіки і машинобудування, автор наукової роботи - Фоміних А. В., Чумаков В. Г.


The algorithm of the calculation that allows to conduct numeral researches of influence of parameters of heap and constructive-technological parameters of sieves on of spike sieve is given.


Область наук:
  • Механіка і машинобудування
  • Рік видавництва: 2010
    Журнал: Аграрний вісник Уралу
    Наукова стаття на тему 'Алгоритм розрахунку процесу сепарації на решітних пристроях'

    Текст наукової роботи на тему «Алгоритм розрахунку процесу сепарації на решітних пристроях»

    ?технології

    АЛГОРИТМ РОЗРАХУНКУ ПРОЦЕСУ СЕПАРАЦІЇ НА Решетньов ПРИСТРОЯХ

    A.B. Фомін (фото),

    доктор технічних наук, професор,

    B.Г. ЧУМАКОВ,

    кандидат технічних наук, доцент,

    Курганська ГСХА імені Т.С. Мальцева _______________

    Ключові слова: системний підхід, вібраційне переміщення, решето, просеваемость.

    Системний підхід до дослідження проблеми орієнтує на вибір такого рішення, яке найбільшою мірою відповідає цілям, які стоять перед системою, в тому числі приведення у відповідність рішень з окремих питань. Метою визначення раціональних параметрів решітний стан зерноочисних машин є виконання процес-

    Просеваемость, кг / ЧМ2,% Траєкторія руху частинки

    I --------------

    - коефіцієнти тертя

    технологічні

    параметри

    купи

    Вологість

    - склад купи

    Розміри і щільність частинок

    навантаження

    Конструктивно-кінематіч еские п араметри решітний стан

    стану

    компонентів

    купи

    Кут нахилу

    спокій -

    частота коливань

    рух -

    Амплітуда коливання й

    політ

    Шкідливі нетехнологічні коливання

    - Траєкторія руху решета

    Перехід з одного стану в інший

    Форма і розмір отверсти й

    Розворот -

    Форма і розмір перемиче до

    Удар про решето

    інтенсивність динамічного

    впливу на сепарованого сусідніх частинок Systematic method, vibration transference, sieve, winnowing.

    Мал. 1. Схема системи сепарування зерна на решеті

    вплив

    са сепарування з максимальною продуктивністю і повнотою виділення бур'янистих домішок при мінімальних втратах зерна і експлуатаційних витратах.

    Мета і методика досліджень Для розгляду можливих способів досягнення мети, наприклад, максимальної просеваемості колосового решета, наочне представле-

    641300, Курганська обл., Кетовском р-н, с. Лесніково; тел. 8 (35231) 4-42-30

    ня дає схема системи сепарування на решеті (рис. 1). Просеваемость решета залежить від технологічних параметрів купи і конструктивно-технологічних параметрів решіт, що і визначає стан компонентів купи на решеті. Вихідні показники визначають критерій досліджуваної системи. Обгрунтування критерію - дуже важливий етап дослідження, що вимагає більш докладного розгляду. Як підсистем розглядаються стану компонентів купи на решеті, які на схемі є елементами підсистеми.

    При розробці алгоритмів моделювання йдемо за принципом побудови реалізацій процесу сепарації від низу до верху, тобто спочатку моделюємо стану компонентів купи на решеті як підсистему з урахуванням функціональних взаємозв'язків з іншими підсистемами, а потім розглядаємо її як систему (рис. 2). Цих підсистем сім: спокій; рух; політ; перехід з одного стану в інший; розворот частинки відносно осі, що проходить через її центр мас; удар об решето; вплив сусідніх частинок. Кожен елемент (стан частинки на решеті) перерахованих підсистем має свою розрахункову схему і математичну модель. Досліджуваний процес сепарації решетом можна звести до теорії вібраційного переміщення частинки [1].

    Приклад стану частинки у формі еліпсоїда і відповідна цього стану розрахункова схема, показані на малюнку 3, відповідають в підсистемі 4 переходу цієї частки зі стану руху в стан польоту, де:

    X - відстань центру мас еліпса від краю перемички, м;

    У - висота розташування центру мас еліпса, м;

    V - швидкість руху центру мас еліпса, м / с;

    ] - кут відхилення малої осі ел-

    технології

    Ліпса від осі У, радий.

    Розрахункова схема розроблена з урахуванням джерел [2, 3]. При цьому малюнок 3 показує два стани (два елементи з підсистеми 3) частки: політ над ближнім краєм отвору і початок польоту над отвором. При переході центру мас еліпсоїда за край перемички можливі два варіанти його руху: безвідривне від перемички (рух по ближньому краю отвору, підсистема 2) і зісковзування еліпсоїда в отвір або політ еліпсоїда, коли його край знаходиться над перемичкою, підсистема 3. безвідривно від перемички рух еліпсоїда в отвір може тривати до проходу еліпсоїда в отвір, тобто до моменту просіювання, або еліпсоїд полетить, залишаючись краєм над перемичкою. Прикладом стану частинки з підсистеми 2 (рис. 2) є рух по ближньому краю отвору з моменту переходу центру мас частки за край отвору до моменту початку польоту, де еліпсоїд показаний пунктирною лінією (рис. 3). Суцільною лінією еліпсоїд зображений в стані польоту над ближнім краєм отвору, підсистема 3 (рис. 2). Центр мас еліпсоїда знаходиться над отвором, причому частина еліпсоїда знаходиться над перемичкою. Політ еліпсоїда в період, коли його центр мас знаходиться над отвором, а край - над перемичкою, може закінчитися ударом еліпсоїда про ближній край перемички, підсистема 6, подальшим ковзанням або польотом. При польоті над отвором еліпсоїд просеется або вдариться об протилежний край отвору. Після удару еліпсоїд полетить назад або зісковзне в отвір, перебуваючи в контакті з краєм перемички, і просеется або переміститься після удару за отвір і не просеется. На всі перераховані ситуації (спокою, ковзання, польоту і удару еліпсоїда) розроблені розрахункові схеми, аналогічні показаної на малюнку 3, і математичні моделі, які скомпоновані в алгоритмі програми для розрахунку просеваемості (рис. 4).

    Результати досліджень

    На малюнку 4 показана укрупнена блок-схема алгоритму розрахунку просеваемості решета. Вихідними даними для розрахунку швидкості руху частинки по решето є: коефіцієнт тертя матеріалу по решето ГТР, кут нахилу б, амплітуда А і частота коливань решета щ: і = / (АА, ®)> м / с (1)

    Вихідними даними для розрахунку просеваемості решета є: еквівалентний діаметр частинки <^ Ч, розміри отвору решета йот, кількість отворів на метр квадрат-

    Мал. 2. Схема системи стану частинки на решеті

    - становище еліпсоїда в момент відриву від перемички;

    - еліпсоїд в стані польоту Рис. 3. Розрахункова схема ковзання по ближньому краю і відриву еліпсоїда від ближнього краю отвору

    ний решета потв, швидкість руху частинки в момент підходу до краю отвору хч, коефіцієнт тертя матеріалу по решето ГТР, кут нахилу б, амплітуда А, частота коливань решета щ і маса тисячі зерен т:

    Ш = / (< > (, (І > і а А т, т), кг / г | м2 (2)

    У блок-схемі програми розрахунку

    руху частинки по решето і її проходження в отвір решета перехід частки з одного стану в інший відбивається операторами порівняння. Рішення диференціальних рівнянь руху частинки з урахуванням випадкових чинників, що діють на частку, і використання ме-

    Розміри отворів решета Розміри частки Кут нахилу, амплітуда, частота - Швидкість руху частинки

    Фаза періоду коливань решета (1/72)

    1 Випадкові величини на кожному кроці інтегрування 1

    Відстань від центра ваги частинки до решета

    Сторона частки, якої вона підійшла до краю отвору

    Сторона, якій частка рушить (летить) вперед

    Точка прикладання результуючої сили

    Величина результуючої сили

    Напрямок вектора сили

    Просеваемость

    Ш = 3,6 лслотвт, кг / нм2

    Мал. 4. укрупнені блок-схема алгоритму розрахунку сепарації купи на

    решеті

    технології

    тода статистичного моделювання (метод Монте-Карло) дозволяють розрахувати траєкторії кожного компонента купи на кожному конструктивно-кінематичному параметрі роботи машини. При цьому кожен раз виходить траєкторія, відмінна від інших. Так як таких траєкторій кожного компонента купи на кожному конструктивно-кінематичному параметрі роботи машини виходить багато (більше 100000), то накопичена статистика, яка обробляється в спеціальному блоці розрахункової програми ЕОМ, в значній мірі наближається до статистики дійсного процесу сепарації купи.

    Ідея методу статистичного моделювання зводиться до того, що проводиться «розіграш» випадкового явища за спеціально розробленою процедурою. Одна з можливих процедур (найпростіша) - при рівній ймовірності всіх рівнів кожного випадкового фактора. Якщо все враховуються положення частинки і впливу сусідніх частинок прийняти рівноімовірними, то проводиться повнофакторного детермінований розрахунковий експеримент. Після розрахунку більш 100000 траєкторій частинок сферичної або еліптичної форми визначається просівають-ність решета:

    Ш = 3,6 п з п оте т, кг / ч | м 2, (3)

    де пс - кількість частинок, які пройшли через один отвір в секунду;

    потв - число отворів на 1 м2 решета;

    т - маса тисячі частинок, кг.

    Висновки. рекомендації

    Сто тисяч зерен пшениці важать 3-4 кг. Математична модель дозволяє розрахувати траєкторію руху кожного компонента купи, в тому числі і домішок. Розрахувавши траєкторію руху кожного компонента від 5 до 20 кг і більше зернової суміші і провівши обробку цих результатів в спеціальному блоці розрахункової програми з метою отримання характеристик процесу сепарації, можна стверджувати, що запропонована методика розрахунку описує сепарацію зернового купи і руху потоку інших сипучих матеріалів, а не окремої частки.

    Представлений алгоритм розрахунку дозволяє проводити чисельні дослідження впливу параметрів купи і конструктивно-технологічних параметрів решіт на просеваемость колосового решета.

    література

    1. Блехман І. І. Вибрационная механіка. М.: Фізматліт, 1994. 400 с.

    2. Гортинський В. В., Демський А. В., Борискин М. А. Процеси сепарації на зернопереробних підприємствах. М.: Колос, 1980. 304 с.

    3. Фоміних А. В. Розрахунок просеваемості решітний сепараторів // Механізація та електрифікація сільського господарства. 2006. № 9. С. 35-36 .


    Ключові слова: системний підхід / вібраційне переміщення / решето / просеваемость / systematic method / vibration transference / Sieve / Winnowing

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити