Исследование параметров движения зерна в жидкости устройства для удаления спорыньи

Введение. При уборке зерновых культур в бункер комбайна кроме зерна поступают также различные сорные и вредные примеси. К вредным примесям относятся ядовитые склероции спорыньи. Различные современные зерноочистительные машины не обеспечивают полного отделения склероциев спорыньи от зерен вследствие близости линейных размеров (ширины, толщины и длины) и скорости витания склероциев и зерен. Очистка семян от склероциев спорыньи, имеющих меньшую плотность, чем у зерна, возможна в водном растворе соли. Для механизации выделения склероциев спорыньи из семян ржи мокрым способом актуальным вопросом является разработка устройства очистки зернового материала. Материалы и методы. Исследуется погружение отдельно взятых зерен ржи в воду (плотность pzh = 1,0 • 103 кг/м3) и водные растворы хлористого натрия (NaCl) плотностью 1,09 • 103 кг/м3 и 1,15 • 103 кг/м3. За геометрическую модель зерновки принимается эллипсоид. Теоретические исследования проведены на основе методов математического моделирования с использованием законов гидродинамики при плотности зерна pz от 1,2 • 103 кг/м3 до 1,5 • 103 кг/м3, длине lz от 5,0 • 10-3 м до 10,0 • 10-3 м, ширине b от 1,4 • 10-3 м до 3,6 • 10-3 м и толщине S от 1,2 • 10-3 м до 3,5 • 10-3 м. Для проведения практических опытов использовано зерно озимой ржи сорта Фаленская 4 плотностью pz от 1,1 • 103 кг/м3 до 1,3 • 103 кг/м3, длиной lz от 5,0 • 10-3 м до 8,0 • 10-3 м, шириной b от 1,4 • 10-3 м до 3,6 • 10-3 м и толщиной S от 1,2 • 10-3 м до 3,5 • 10-3 м. Результаты исследования. Скорость vz и длительность tn погружения зерна в жидкость являются одними из основных параметров, учитываемых при разработке машины очистки зернового материала мокрым способом от склероциев спорыньи. Значения данных величин определяют конструктивно-технологические параметры разрабатываемой машины. Для определения данных параметров необходимо учесть геометрические формы зерновок, которые обладают значительным многообразием. В качестве формы, наиболее близкой к форме зерновки, предлагается эллипсоид © Сысуев В. А., Саитов В. Е., Фара с малой 2cz = S, средней 2bz = b и большой 2az = lz осями. Из основного закона динамики движения зерновки в жидкостях различной плотности (pzh) получена формула для определения скорости, расчетные значения которой согласуются с полученными экспериментальными данными. Обсуждение и заключение. Установлено, что расчетные значения скоростей погружения зерна в жидкости различной плотности имеют один порядок с экспериментальными значениями: они отличаются не более чем на 10 %. Данный подход к определению скорости погружения зерна в жидкость можно использовать при разработке машины очистки зернового материала по плотности мокрым способом для обоснования ее конструктивно-технологических параметров.