Математическое описание процесса очистки зерна на экспериментальной установке
Автор: Аскаров А.Д., Медведков Е.Б., Кайрбаева А.Е., Насруллин Г.Ш.
Журнал: Вестник Алматинского технологического университета @vestnik-atu
Рубрика: Технология пищевой и перерабатывающей промышленности
Статья в выпуске: 1 (135), 2022 года.
Бесплатный доступ
Для очистки зерна от легких примесей и пыли используют машины с пневматическими системами. Современные зерноочистительные машины для предварительной очистки от легких примесей и пыли с пневматической системой по своим эксплуатационным качествам не в полной мере отвечают возрастающим требованиям современного сельскохозяйственного производства. В статье представлены принцип работы и математическое описание, которые позволяют определить основные параметры установки. В данной работе был использован аналитический метод исследования на основе анализа дифференциальных уравнений, описывающих процессы очистки зерна от легких примесей и пыли. Для разработки математической модели применен метод построения математических моделей Лагранжа. На основе этой модели была построен ряд уравнений, которые характеризуют: переход потенциальной энергии массы зерна в кинетическую энергию зернового потока; динамическое уравнение равновесного падения зернового потока; объемный расход потока воздуха в межзерновом пространстве, а также уравнение, позволяющее определить потери давления в воздушном потоке, проходящем через жалюзи и среднюю скорость падения зерен. Учитывая выше-названные уравнения, построена математическая модель в виде системы уравнении. Данная матема-тическая модель позволяет определить основные конструктивные параметры новой установки: геометрические размеры рабочей зоны, а также энергетические затраты на процесс очистки зерна. Внедрение разработанной установки в приемных пунктах элеваторов позволяет повысить эффективность очистки зерна от легких примесей и пыли при небольших удельных затратах.
Очистка, зерно, легкие примеси, математическая модель, пневмосепарирующий канал
Короткий адрес: https://sciup.org/140293857
IDR: 140293857 | УДК: 664.72
Mathematical description of the grain cleaning process on the experimental facility
Machines with pneumatic systems are used to clean grain from light impurities and dust. Modern grain cleaning machines for preliminary cleaning from light impurities and dust with a pneumatic system do not fully meet the increasing requirements of modern agricultural production in terms of their performance. The article presents the principle of operation and a mathematical description that allows you to determine the main parameters of the installation. In this work, an analytical research method was used based on the analysis of differential equations describing the processes of cleaning grain from light impurities and dust. To develop a mathematical model, the method of constructing Lagrange mathematical models was applied. On the basis of this model, a number of equations were constructed that characterize: the transition of the potential energy of the grain mass into the kinetic energy of the grain flow; dynamic equation of the equilibrium fall of the grain flow; the volume flow rate of the air flow in the intergranular space, as well as an equation that makes it possible to determine the pressure loss in the air flow passing through the blinds and the average speed of the grains falling. Taking into account the above equations, a mathematical model is built in the form of a system of equations. This mathematical model makes it possible to determine the main design parameters of the new installation: the geometric dimensions of the working area, as well as energy costs for the grain cleaning process. The introduction of the developed installation at the receiving points of the elevators makes it possible to increase the efficiency of grain cleaning from light impurities and dust at low unit costs.
Список литературы Математическое описание процесса очистки зерна на экспериментальной установке
- Saitov, V.E., Kurbanov, R.F., Suvorov, A.N. (2016). Assessing the Adequacy of Mathematical Models of Light Impurity Fractionation in Sedimentary Chambers of Grain Cleaning Machines. ProcediaEngineering, vol. 150, PP.107-110.
- Savinyh, P., Sychugov, Y., Kazakov, V., Ivanovs, S. (2018). Development and Theoretical Studies of Grain Cleaning Machine for Fractional Technology of Flattening Forage Grain. Engineering for Rural Development, PP.124-130.
- Xu, L., Wei, C., Liang, Z., Chai, X., Li, Y., & Liu, Q. (2019). Development of rapeseed cleaning loss monitoring system and experiments in a combine harvester. Biosystemsengineering, vol. 178, PP.118-130.
- Giyevskiy, A. M., Orobinsky, V. I., Tarasenko, A. P., Chernyshov, A. V., Kurilov, D. O. (2018). Substantiation of basic scheme of grain cleaning machine for preparation of agricultural crops seeds. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, vol. 327, DOI:10.1088/1757-899X/327/4/042035.
- Saitov, V. E., Farafonov, V. G., Gataullin, R. G., Saitov, A.V. (2018). Research of a diametrical fan with suction channel. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, vol. 457, DOI:10.1088/1757-899X/457/1/012009.
- Dal-Pastro, E., Facco, P., Bezzo, E., Zamprogna, E., Barolo, M. (2016). Data-driven modelling of milling and sieving operations in wheat milling process. Food and Bioproducts Processing, vol. 99, PP.99-108.
- Mudarisov, S., Khasanov, E., Rakhimov, Z., Gabitov, I., Badretdinov, I., Farchutdinov, I., Gallyamov, F., Davletshin, M., Aipov, R., Jarullin, R. (2017). Specifying Two-Phase Flow in Modeling Pneumatic Systems Performance of Farm Machines. Journal of Mechanical Engineering Research and Developments, vol. 40, no. 4, PP.706-715, 2017.
- Kharchenko, S.; Borshch, Y.; Kovalyshyn, S.; Piven, M.; Abduev, M.; Miernik, A.; Popardowski, E.; Kiełbasa, P. Modeling of Aerodynamic Separation of Preliminarily Stratified Grain Mixture in Vertical Pneumatic Separation Duct. Appl. Sci. 2021, 11, 4383. https://doi.org/10.3390/app11104383
- Aliev, E.; Gavrilchenko, A.; Tesliuk, H.; Tolstenko, A.; Koshulko, V. Improvement of the sunflower seed separation process efficiency on the vibrating surface. Acta Period. Technol. 2019, 50, PP.12–22. [CrossRef]
- Badretdinov, I.; Mudarisov, S.; Lukmanov, R.; Permyakov, V.; Ibragimov, R.; Nasyrov, R. Mathematical modeling and research of the work of the grain combine harvester cleaning system. Comput. Electr. Agric. 2019, 165, 104966. [CrossRef]
- Cie´sla, A.; Skowron, M. Analysis process of the extraction of the particles in the High Gradient Magnetic Separator. Przeglad Elektrotechniczny 2020, 96, PP.98–101. (In Polish)
- Патент на полезную модель №6021. Республика Казахстан. Устройство для очистки зерна от пыли/Аскаров А.Д.; Заявитель Аскаров Ардак Дахарбекович. – заявка 2020/0671.2, дата подачи заявки 21.07.2020; дата публикации 30.04.2021.
