Концепція інтенсифікації процесів віброрешітного просіювання зернових сумішей : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня д-ра техн. наук : 05.05.11 - Машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.05.11 – машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва. – Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка, Міністерство освіти і науки України, Харків, 2018. У дисертації вирішено науково-технічну проблему – підвищення продуктивності віброрешітного просіювання зерна при їх післязбиральній обробці. Запропоновано концепцію інтенсифікації процесів просіювання на віброрешетах, яка ґрунтується на гідродинамічній аналогії руху зернових сумішей з динамікою бульбашкового псевдозрідженого середовища і використанні активаторів. Розроблено математичні моделі динамічних процесів на плоских і циліндричних віброрешетах, в яких, за модульним принципом, враховано вплив параметрів отворів і активаторів, властивостей зернових сумішей. Розроблені решета з епіциклоїдними та об’ємними активаторами пройшли виробничу апробацію, впроваджені в серійне виробництво та комплектування вібраційних зернових сепараторів. Продуктивність вібраційних сепараторів збільшена на 23,8…95 %

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.05.11 – машины и средства механизации сельскохозяйственного производства. – Харьковский национальный технический университет сельского хозяйства имени Петра Василенко, Министерство образования и науки Украины, Харьков, 2018. В диссертации решена научно-техническая проблема – повышения производительности виброрешетного просеивания зерновых смесей при их послеуборочной обработке. Предложена концепция интенсификации процессов просеивания на виброрешетах, основанная на гидродинамической аналогии движения зерновых смесей с динамикой пузырьковой псевдоожиженной среды и применении активаторов. Разработаны математические модели динамических процессов на плоских и цилиндрических виброрешетах, в которых, по модульному принципу, учтены параметры отверстий и активаторов, свойств зерновых смесей. Разработанные решета с эпициклоидными, объемными активаторами прошли производственную апробацию, внедрены в серийное производство и комплектацию вибрационных зерновых сепараторов. Производительность вибрационных сепараторов увеличена на 23,8…95%.

The thesis for the degree of doctor of technical sciences, specialty 05.05.11 – Machines and means of mechanization of agricultural production. – Kharkiv Petro Vasylenko National Technical University of Agriculture, Ministry of Education and Science of Ukraine, Kharkiv, 2018. The thesis is devoted to solution of current scientific and practical problem of increase in productivity of vibrosieve sifting of grain mixes which is defining for its postharvest processing efficiency. On the basis of complex assessment and system analysis of existing approaches perspective direction of increase in efficiency of vibrosieve sifting grain mixes by use of activators is reasonable. The offered concept of intensification of sifting processes on vibrosieves from different geometry of openings based on hydrodynamic analogy of movement grain mixes to movement of vesiculate fluidized medium. The created two and threedimensional mathematical models of nonlinear dynamics of vesiculate fluidized medium by means of which fields of speed of grain mixes at its sifting on flat and cylindrical vibrosieves are established. In models are considered grain mixes properties, its heterogeneity, constructive and kinematic parameters of vibrosieves, including parameters of activators of sifting of three- and five-petal epicycloid, volume types. Dynamic models of processes of sifting of grain mixes on plane vibrosieves are developed by modular principle. Models are based on creation of solutions of non-linear Navier-Stockes equations by method of successive approximations. It is set that speed components of grain mixes are periodic functions of space variables in plane of plane vibrosieve and its values depend on relative positioning and geometrical parameters of openings of vibrosieve. Use of activators on plane vibrosieves increases its productivity on 25...92,3 % in comparison with basic sieves that confirms intensification of process of grain mixes sifting. The speeds components of vesiculate fluidized medium as functions from constructive and kinematic parameters of sieves with activators, grain mixes properties for the first time are determined by developed three-dimensional dynamic model of annular layer of grain mixes at its sifting on cylindrical vibrosieves. The received ranges of variation of speeds components of grain mixes and productivities depending on significant parameters of sifting processes of: vibrosieves concentration of bubbles in mix and speed of its passing through openings. Dependences of radial speed components of grain mixes on speed of its passing through openings are established vibrosieves also coefficient of concentration of bubbles which define intensity of sifting processes. Use of developed cylindrical vibrosieves with activators increases its productivity on 38,5...95 % in comparison with basic. Functional dependences of speed components of grain mixes with periodic and structural, kinematic parameters of flat and cylindrical vibrosieves with activators which determine productivity and quality of sifting processes on grain separators are received. The offered method of calculation of effective coefficient of dynamic viscosity of grain mixes which is basis of developed hydrodynamic models of process of its sifting on flat and cylindrical vibrosieves and in difference from existing methods objectively considers vesiculate fluidized medium properties. On determined by regularities of change of effective coefficient of dynamic viscosity of mix corresponding ranges of values on vibrosieves with activators at division of peas grain mixes, buckwheat and corn are established. The developed vibrosieves with activators have passed fail-safe tests. By means of finite element method on basis of Pro/ENGINEER software product and these experimental researches dependences of equivalent tension and durability are established vibrosieve, considering parameters of activators, loadings and grain mixes properties. It is established that use of activators, at expense of reasonable innovative forms, increase durability vibrosieve on 8...24% in comparison with basic. Recommendations about determination of programmable efficiency of sifting processes on vibrosieves with activators which consider coefficients of grain mixes forms and parameters of developed sieves are developed. Coefficients of seeds forms of peas grain mixes, chick-pea and corn are defined. The received functional dependences of completeness of division of grain mixes on coefficients of form of its seeds allow predicting and operating efficiency of sifting processes on vibrosieves. The system analysis of dependences of criteria of optimization of sifting processes on constructive and kinematic parameters vibrosieves also physic-mechanical characteristics of grain mixes, certain rational parameters of activators of various types. Use of developed vibrosieves with activators in certain parameters increases productivity of separators on 23,8...95% at division of buckwheat grain mixes, leguminous cultures and corn. Experimental researches production approbation at agroenterprises of Ukraine and Europe has confirmed reliability of concept of intensification of vibrosieve sifting processes of grain mixes and adequacy of developed mathematical models. By results of researches standard documentation on sieves with activators which is introduced is developed and it is used in mass production at machine-building enterprises of Ukraine.