Теоретические исследования конического воздушного сепаратора
Автор: Черняков А.В., Бегунов М.А., Коваль В.С., Коростелев Д.Н.
Журнал: Вестник Омского государственного аграрного университета @vestnik-omgau
Рубрика: Процессы и машины агроинженерных систем
Статья в выпуске: 4 (48), 2022 года.
Бесплатный доступ
Проведено обоснование актуальности вопроса модернизации машин для фракционного разделения зерновых материалов. На сегодняшний день фракционное разделение рассыпных материалов при помощи пневматического оборудования - перспективная задача, при этом возникают трудности с разработкой подобных устройств. Как правило, большинство зерноочистительных машин, используемых в сельскохозяйственной и элеваторной промышленности, рассчитано на разделение на легкие примеси и основную культуру. Дальнейшее разделение осуществляется на решетах и триерах. Системы пневмоочистки обеспечивают удовлетворительное качество разделения ввиду множества факторов, влияющих на разделения, из которых основные - миделевое сечение, меняющееся при повороте частицы в воздушном потоке, неравномерность воздушного потока по сечению канала и прочие. Предлагается разработать конический пневматический сепаратор, представляющий усеченную поверхность конуса, обращенного вершиной вниз. Коническая поверхность пневмосепаратора включает три сектора. В нижнем секторе тяжелые частицы (зерно основной культуры) практически по самым коротким (радиальным) траекториям скатываются вниз и попадают в соответствующую фракцию. В средней части сепаратора образуется вращающееся кольцо средней фракции, которое не способно скатиться вниз вместе с тяжелыми и подняться вверх вместе с легкими. Визуально это кольцо мешает сепарации, перегружая установку. Это кольцо можно удалить кратковременным отключением вентилятора от источника питания. В результате ворох попадает в тяжелые примеси, что нежелательно. В верхнем секторе выделяется легкая фракция, имея небольшую массу, поднимается и выходит в свой приемник фракции. Изменяя геометрические параметры конуса (конусность), подачу зерна на сепарацию и скорость вращающегося воздушного потока, можно перераспределять исходный зерновой материал по фракциям.
Разделение на фракции, конический пневматический сепаратор, воздушный поток, зерновой ворох
Короткий адрес: https://sciup.org/142235850
IDR: 142235850 | УДК: 631.362.36 | DOI: 10.48136/2222-0364_2022_4_217
Theoretical studies of the conical air separator
This article substantiates the relevance of the issue of modernizing machines for the fractional separation of grain materials. Currently, fractional separation of bulk materials using pneumatic equipment is a promising task, while there are difficulties in developing equipment of this type. Practice has shown that the available pneumoseparation units used in the agricultural and grain elevator industries are designed to separate light impurities and the main crop. Further separation of material with heavy impurities is usually carried out on sieves and sifters. Pneumatic cleaning systems provide a satisfactory quality of separation due to a number of affecting factors, the main of which are the midsection, which changes when the particle turns in the air flow, the unevenness of the air flow over the channel section, and others. The problem lies in the difficulty of providing a stable air flow, as well as the heterogeneity of the material. To improve the existing pneumatic machines, as well as to create fundamentally new ones, it is necessary to carefully study the theoretical issues of the process of fractional separation of bulk materials. The question arises of creating machines capable of separating bulk materials only with the help of air flow. It is proposed to develop a conical pneumatic separator, representing the truncated surface of the cone facing down. The working conical surface of the pneumatic separator includes three sectors. In the lower sector, heavy particles (grain of the main crop) roll down almost along the shortest (radial) trajectories and fall into the corresponding fraction. In the second section of the separator, the main fraction is located, which performs a rotational movement in one horizontal plane. Visually, this ring interferes with separation, overloading the installation. This ring can be removed by briefly disconnecting the fan from the power supply. As a result, the heap gets into heavy impurities, which is undesirable. In the upper sector, a light fraction stands out, having a small mass; it rises and goes into its fraction receiver. A mathematical model has been obtained that makes it possible to calculate the required air flow rate and design parameters based on the material used. The mathematical model also makes it possible to determine the presence and size of separation zones, which mainly depend on the geometric parameters of the cone and the dynamic parameters of the air flow. By changing the geometrical parameters of the cone (taper), the
Список литературы Теоретические исследования конического воздушного сепаратора
- Черняков А.В., Коваль В.С., Бегунов М.А., Евченко А.В. Исследование сепаратора с горизонтальным воздушным потоком // Вестник Омского государственного аграрного университета. 2021. № 3(43). С. 145-154.
- Авдеев А.В. Современный технический уровень машин для послеуборочной обработки зерна // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2002. № 6. С. 20-22.
- Головин А.Ю. Модернизация решетного стана зерноочистительной машины // Перспективы технического сервиса для предприятий АПК: материалы Регион. науч.-практ. конф., посвящ. 95-летию ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина. 2013. С. 4-5.
- Головин А.Ю., Сабиев У.К., Союнов А.С. Траектория движения зерновки по решету, совершающему круговые движения // Вестник Омского государственного аграрного университета. 2017. № 4(28). С. 204-210.
- Ахметов С.Г., Отто А.С., Садбеков Д.Ж., Демчук Е.В. Cравнительный анализ технических характеристик машин для очистки зерна // Роль научно-исследовательской работы обучающихся в развитии АПК: сб. Всерос. (национальной) науч.-практ. конф. 2020. С. 10-15.
- Хололенко А.А. Исследование пневматического сепаратора зерна с Х-образным воздушным каналом // Студенческая наука об актуальных проблемах и перспективах инновационного развития регионального АПК: материалы XVIII науч.-практ. конф. обучающихся. 2019. С. 44-49.
- Тишанинов К.Н. Основные тенденции развития решетных сепараторов // Повышение эффективности использования ресурсов при производстве сельскохозяйственной продукции - новые технологии и техника нового поколения для АПК: сб. науч. докл. XX Междунар. науч.-практ. конф. 2019. С. 91-97.
- Черняков А.В. Бегунов М.А., Коваль В.С., Коростелев Д.Н. Исследование работы пневматической машины для очистки зерна // Вестник Омского государственного аграрного университета. 2022. № 2(46). С. 167-174.
- Мяло В.В., Мяло О.В., Демчук Е.В. и др. Механизация растениеводства. Омск, 2016.
- Golovin A.Y., Chupin P.V., Soyunov A.S., Prokopov S.P., Abdylmanova R.H.Comparative analysis of operation indicators of flat sieve vibrating in horizontal plane. В сборнике: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Сер. "International Conference on Engineering Studies and Cooperation in Global Agricultural Productionˮ. 2021. Р. 012047.