Обгрунтування параметрів процесу і розробка пневмосепаруючого пристрою вібровідцентрових зернових сепараторів : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук : 05.05.11 - Машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва

Abstract

У дисертації вирішене наукове завдання, яке направлене на підвищення ефективності процесу очищення ЗС від легких домішок, шляхом обґрунтування параметрів процесу та розробки нового ПСП. Побудовані математичні моделі нелінійної динаміки процесу очищення ЗС в основній кільцевій зоні і на конуснокаскадній поверхні ПСП. Отриманими залежностями визначені траєкторії та швидкості частинок зерна та домішок, встановлено ефективність процесу очищення. Обґрунтовані конструктивно-технологічні параметри розробленого ПСП. Відносну ефективність процесу очищення ЗС від легких домішок розробленим ПСП збільшено на 30-40 %, яка при продуктивності сепаратора-ворохоочисника СВС-25 25-28 т/год складає до 70 %. Розроблений ПСП впроваджено в серійне виробництво вібровідцентрових сепараторів ВАТ «Вібросепаратор».

В диссертации решено научное задание, которое направлено на повышение эффективности процесса очистки ЗС от легких примесей, путем обоснования параметров процесса и разработки нового ПСУ. В разработанном ПСУ созданы три дополнительные зоны очистки на воздухопроницаемой конусно-каскадной поверхности, что, вместе с увеличением основной кольцевой зоны и при сохранении габаритных размеров конструкции, позволило увеличить качество очистки ЗС от легких примесей. Объектом исследования является процесс очистки ЗС от частиц легких примесей, связь процесса с конструктивно-технологичными параметрами ПСУ, физико-механическими свойствами ЗС. Созданы математические модели нелинейной динамики сплошной трехфазной среды «зерно - легкие примеси - воздушный поток», учитывающие взаимодействие фаз как сплошных сред с реологическими законами, определяющими влияние вязких, гидродинамических, инерционных сил, неоднородности поля скоростей подвижных взаимопроникающих континуумов. Решением моделей определены: закономерности устойчивости продуваемого слоя, траекторий и скоростей легких примесей разных размеров и плотности. Для оценки влияния разработанного ПСУ на эффективность очистки ЗС от легких примесей выполнено комплексное обоснование его конструктивно-технологических параметров. Для определения коэффициента динамического вязкости запыленного ВП использован экспериментальный метод. Применением методики планирования факторного эксперимента установлены оптимальные конструктивно-технологические параметры ПСУ: количество каскадов n* 3 ; расход воздуха (определяет скорость ВП в разных сечениях) q*B=1,68-1,82 м3/с; расстояние от основания нижнего конуса каскадной поверхности до воздухозаборных окон z* = 0,06-0,08м; суммарная площадь продувки кольцевых канало* S =0,19-0,21 м2 ; ширина кольцевого канала основной зоны очистки* B =0,13-0,14 м. Производственными испытаниями, проведенными на поле "Центральное" ХНТУСХ совместно со специалистами ОАО "Вибросепаратор", установлено, что производительность сепаратора повысилась на 12-15%, а относительная эффективность очистки разработанным ПСП - на 30-40%, и при производительности 25-28 т/ч составляет до 70%. Удельные энерго- и металлоемкость процесса очистки ЗС разработанным ПСУ снижены с 0,17 кВт·ч/т до 0,15 кВт·ч/т - на 11,8%, с 4,4 кг/т·ч до 3,96 кг/т·ч - на 10%, соответственно. Ежегодный экономический эффект от применения сепаратора СВС-25 с разработанным ПСУ в условиях опытного поля "Центральное" ХНТУСХ составляет около 32 тыс. грн. С 2009 г. разработанное веерно-кольцевое конусно-каскадное ПСУ внедрено в серийное производство ОАО "Вибросепаратор" с годовым экономическим эффектом 935 тыс. грн при программе выпуска виброцентробежных сепараторов-ворохоочистителей СВС-25 - 50 шт.

A scientific task is sent to increase quality of grain mixture cleaning process from light impurities through investigation of the process parameters and the development of new pneumoseparating device. The mathematical model of the nonlinear dynamics of the solid-phase medium "grain - light impurities- air flow", taking into account the interaction between the phases as a continuum with rheological law, which determinate the effect of viscous, hydrodynamics, inertial forces, moving interpenetrating continua are got. Production tests revealed that the performance of the separator has increased to 12-15%, and relative efficiency of treatment by developed pneumoseparating device – to 30-40%, and with productivity of 25-28 t/h increase up to 70%. Pneumoseparating device introduced in series production of "Vibroseparator" with an annual savings.