CC BY
23
■ etsI ИНЖЕНЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И СИСТЕМЫ http://vestnik.mrsu.ru
УЧ
Том 29, № 2. 2019
ISSN Print 2658-4123 ISSN Online 2658-6525
ТЕХНОЛОГИИ И СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО
ХОЗЯЙСТВА / TECHNOLOGIES AND MEANS OF AGRICULTURAL MECHANIZATION
УДК 631.362.3
DOI: 10.15507/2658-4123.029.201902.248-264
Ш Исследование параметров движения зерна в жидкости устройства для удаления спорыньи
В. А. Сысуев1, В. Е. Сайтов1*, В. Г. Фарафонов2, А. В. Сайтов2
ФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н. В. Рудницкого» (г. Киров, Россия) 2ФГБОУ ВО «Вятская государственная сельскохозяйственная академия» (г. Киров, Россия)
\^аи^аШа@е-Ыго^ ги
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 рл = 1,0 • 103 кг/м3) и водные растворы хлористого натрия (№С1) 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 р2 от 1,2 • 103 кг/м3 до 1,5 • 103 кг/м3, длине 4 от 5,0 • 10-3 м до 10,0 • 10-3 м, ширине Ь от 1,4 • 10-3 м до 3,6 • 10-3 м и толщине ё от 1,2 • 10-3 м до 3,5 • 10-3 м. Для проведения практических опытов использовано зерно озимой ржи сорта Фаленская 4 плотностью р2 от 1,1 • 103 кг/м3 до 1,3 • 103 кг/м3, длиной 4 от 5,0 • 10-3 м до 8,0 • 10-3 м, шириной Ь от 1,4 • 10-3 м до 3,6 • 10-3 м и толщиной ё от 1,2 • 10-3 м до 3,5 • 10-3 м. Результаты исследования. Скорость иг и длительность 1п 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., Сайтов В. Е., Фарафонов В. Г., Сайтов А. В., 2019
© I Контент доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 License. ■З^Н This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.
с малой 2cz = S, средней 2bz = b и большой 2az = lz осями. Из основного закона динамики движения зерновки в жидкостях различной плотности (ph) 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.
Ключевые слова очистка зерна, мокрый способ очистки зерна, эллипсоидальная зерновка, водный раствор соли, скорость погружения зерновки в жидкость
Для цитирования: Исследование параметров движения зерна в жидкости устройства для удаления спорыньи / В. А. Сысуев [и др.] // Инженерные технологии и системы. 2019. Т. 29, № 2. С. 248-264. DOI: https://doi.org/10.15507/2658-4123.029.201902.248-264
Investigation of Grain Movement Parameters in the Liquid of the Device for Removing Ergot
V. A. Sysuev1, V. E. Saitov1*, V. G. Farafonov2, A. V. Saitov2
1 Federal Agricultural Research Center of the North-East named
N. V Rudnitsky (Kirov, Russia)
2Vyatka State Agricultural Academy (Kirov, Russia)
*vicsait-valita@e-kirov. ru
Introduction. When harvesting grain crops, various trash and harmful impurities come to the combine bunker together with grains. These harmful impurities include egot scle-rotia, which are poisonous. Various modern grain cleaning machines do not provide for complete separation of ergot sclerotia from grains, because of the closeness of their linear dimensions (width, thickness and length) and speed of soaring. Cleaning seeds from ergot sclerotia having the density less than density of grain, is possible in an aqueous solution of salt. For the mechanization of the allocation of sclerotium ergot from rye seeds by a wet method, the urgent issue is the development of a device for cleaning grain material. Materials and Methods. The immersion of separately taken rye grains in water (pzh = 1,0 • 103 kg/m3) and aqueous solutions of sodium chloride (NaCl) with density ph = 1,09 • 103 kg/m3 and ph = 1,15 • 103 kg/m3. The ellipsoid is taken as the geometric model of the grains. Theoretical studies were performed for the grain density p from 1.2 -103 kg/m3 to 1.5 • 103 kg/m3, lengths lz from 5.0 ■ 10-3 m to 10.010-3 m, widths b from 1.4 ■ 10-3 m to 3.6 ■ 10-3 m and thickness S from 1.2 ■ 10-3 m to 3.5 ■ 10-3 m based on the methods of mathematical modelling using the laws of hydrodynamics. For practical experiments, there was chosen the gains of the winter rye variety Falenskaya 4 having the gain density p from 1.1 ■ 103 kg/m3 to 1.3 ■ 103 kg/m3, length l from 3 ■ 10-3 m to 8.0 ■ 10-3 m, width b from 1.4 ■ 10-3 m to 3.6 ■ 10-3 m, and thicknessz S from 1.2 ■ 10-3 m to 3.5 ■ 10-3 m.
Results. The speed v and duration tn of grain immersion in liquids are main parameters taken into account when developing" a machine for cleaning the grain material from ergot sclerotia with a wet method. The values of these quantities determine the structural and technological parameters of the machine under developing. To determine these parameters, it is necessary to take into account the geometric shapes of the grains, which have a large variety. An ellipsoid with a small 2cz = S, an average 2bz = b and a large 2az= lz axes is proposed as the closest to the shape of the grain. From the basic law of the dynamics of the grain movement in liquids of various densities ph a formula was obtained for determining its velocity, the calculated values for which are consistent with the experimental data obtained.
Discussion and Conclusion. It is established that the calculated values of the speed of grain immersion in liquids of different density are comparable with the experimental values of the same order. They are close and differ by no more than 10 %. This approach to determining the speed of grain immersion in a liquid can be used in developing a machine for cleaning a grain material with the wet method to substantiate its structural and technological parameters.
Keywords: grain cleaning, wet method of cleaning grains, ellipsoidal caryopsis, aqueous solution of salt, speed of grain immersion in liquid
For citation: Sysuev V.A., Saitov V.E., Farafonov V.G., Saitov A.V. Investigation of Grain Movement Parameters in the Liquid of the Device for Removing Ergot. Inzhenernyye tekh-nologii i sistemy = Engineering Technologies and Systems. 2019; 29(2):248-264. DOI: https://doi.org/10.15507/2658-4123.029.201902.248-264
Введение
С древнейших времен зерно использовалось людьми для приготовления пищи. Впоследствии с увеличением урожайности зерновых культур за счет применения агротехники и, следовательно, с ростом производства зерно стало применяться также в качестве необходимого корма для сельскохозяйственных животных с целью повышения их продуктивности1.
В настоящее время технология производства зерна в достаточной степени механизирована и предусматривает применение различных сельскохозяйственных машин. Поступающая с полей от зерноуборочных комбайнов на пункты и комплексы послеуборочной обработки бункерная зерновая масса кроме полновесного зерна содержит зерновую примесь, а также различные сорные и вредные примеси, что обусловлено невозможностью полной очистки обмолачиваемой хлебной массы молотилкой комбайна [1].
К зерновой примеси относятся мелкие, щуплые или битые и поврежденные молотилкой комбайна зерна основной культуры, а также зерна других сельскохозяйственных культур. Зерновая примесь после соответствующей переработки является ценным продук-
том для вскармливания сельскохозяйственных животных [Там же].
В бункерной зерновой массе могут также содержаться песок, комки земли, галька и камешки, которые попадают туда в основном при подборе хлебной массы из валков, лежащих на поверхности поля, и подаче ее на платформу жатки комбайна. Подобные компоненты бункерной зерновой массы относятся к минеральным примесям и могут оказывать болезненное влияние на желудочно-кишечный тракт людей и животных. Полова, частицы листьев, стержней, стеблей, колоса и соцветий различных растений и трав также не могут быть полностью удалены из бункерной зерновой массы в процессе очистки комбайном. Данные органические примеси также ухудшают качество зерна и изменяют цвет, вкус и запах продуктов его переработки [1].
К вредной примеси относятся ядовитые семена вязеля, горчака, мышатника, плевела, куколя и других ядовитых растений, а также паразитические грибки, в том числе склероции (рожки) спорыньи, мешочки и споры головни [2-6].
Спорами спорыньи часто заражаются основные злаковые культуры (рожь, пшеница, овес и ячмень). Степень пора-
1 Послеуборочная обработка и хранение зерна / Е. М. Вобликов [и др.]. Ростов н/Д : МарТ, 2001. 229 с.; Энергия ржи для здоровья человека / В. А. Сысуев [и др.]. Киров : НИИСХ Северо-Востока, 2010. 103 с.
Vol. 29, no. 2. 2019
жения особенно возрастает во влажные годы. В период созревания колосьев данных культур вместо зерен образуются склероции (рожки), по форме схожие с зерном. Склероции спорыньи достаточно ядовиты даже при небольшой их концентрации в готовом продукте. При употреблении такого продукта происходит отравление, признаками которого являются головокружение, слабость, судороги и наркотические галлюцинации. Результатом постоянного употребления хлеба, зараженного спорыньей, является развитие гангрены конечностей у человека и животных. Попадание значительной дозы яда спорыньи в организм может привести к летальному исходу в результате паралича дыхательного центра [2; 4].
Таким образом, очистка бункерной зерновой массы от всех примесей, в особенности вредных, является первоочередной задачей сельскохозяйственного производителя для получения элитного посевного материала, экологически чистого продовольственного и фуражного зерна.
Для очистки бункерной зерновой массы от примесей в технологической линии зерноочистительного пункта или комплекса применяют сложные по конструкции и технологическим регулировкам воздушно-решетные машины предварительной и первичной очистки, на конечной стадии - воздушно-решет-но-триерные машины, а для извлечения трудноотделимых сорных примесей -специальные машины. Существующие зерноочистительные устройства в ходе одного технологического процесса не обеспечивают полного выделения всех зерновых и сорных примесей, в том числе и склероциев спорыньи2 [1; 7].
Целью статьи является создание несложного по конструкции устройства для удаления склероциев спорыньи из зерна в ходе одного технологического
процесса при снижении энергоемкости работы.
Обзор литературы
Анализ научно-технической литературы показал, что существующие конструкции машин для послеуборочной очистки не обеспечивают полного выделения из зерна различных примесей, в том числе ядовитых склероциев спорыньи, поскольку линейные размеры (ширина, толщина и длина) и аэродинамические свойства (скорость витания) данных примесей вследствие мутаций приблизились к параметрам зерен основной культуры или сравнялись с ними. Так, зерна ржи, пшеницы, ячменя, овса имеют скорость витания vvií от 7,0 м/с до 11,5 м/с, толщину 3 от 1,2 • 10-3 м до 4,5 • 10-3 м, ширину Ь от 1,4 • 10-3 м до 5,0 • 10-3 м и длину ¡^ от 4,2 • 10-3 м до 18,6 • 10-3 м. У склероциев спорыньи скорость витания составляет от 4,5 м/с до 9,6 м/с, толщина 3 - от 0,8 • 10-3 м до 1,8 • 10-3 м, ширина Ь -от 1,0 • 10-3 м до 3,0- 10-3 м, длина I - от 3,4 • 10-3 м до 14,6 • 10-3 м [7-11]. г
Для очистки различных сыпучих материалов (в том числе зерна) от примесей разработаны фотоэлектронные сепараторы на основе инновационных технологий. Процесс очистки в них заключается в скоростном фотосканировании зернового потока, ускоренно движущегося по наклонному лотку, и удалении некондиционных компонентов, цвет которых не соответствует цвету очищаемого зерна, воздушным импульсом узкого сжатого воздуха. Однако при получении в ходе одного технологического процесса очистки зерна, соответствующего агротехническим требованиям, в отходы отправляется значительное количество полновесного зерна. Для снижения подобных потерь фракция отходов должна направляться на очистку вторично. Это обусловливает снижение производительности, возрастание энер-
2 Послеуборочная обработка и хранение зерна / Е. М. Вобликов [и др.]. Ростов н/Д : МарТ, 2001. 229 с.
гоемкости рабочего процесса фотосепаратора и увеличение количества зерна, травмированного необходимыми транспортирующими органами. Также следует отметить, что склероции (рожки) спорыньи зачастую мутируют и подстраиваются под цвет зерна основной культуры. Поэтому современные фотоэлектронные сепараторы, очищающие зерновой материал по способу разности цветов примесей и зерна, не способны выделять ядовитые склероции спорыньи, схожие по цвету с зерном основной культуры. К тому же фотосепаратор является достаточно сложным оборудованием, его стоимость достигает нескольких миллионов рублей, а время эксплуатации производитель ограничивает лишь пятью годами. При этом эксплуатация таких машин должна осуществляться в беспыльном помещении с температурой воздуха 25 °С. Следовательно, большинство сельскохозяйственных предприятий не имеет финансовых возможностей для приобретения и эксплуатации фотосепараторов, поэтому требуется дальнейший поиск способа отделения склероциев спорыньи от зерна основной культуры [12; 13].
Зерна основных зерновых культур (ржи, пшеницы, ячменя, овса) имеют большую плотность р^ (от 1,2 • 103 кг/м3 до 1,5 • 103 кг/м3), чем склероции (рожки) спорыньи (р составляет от 0,9 • 103 кг/м3 до 1,15 • 103 кг/м3). Поэтому практически 100-процентная очистка зерна, предназначенного для пищевых и семенных целей, от ядовитых склероциев спорыньи в ходе одного технологического процесса возможна в водных растворах различных неорганических солей (например, в растворе поваренной или калийной соли). Пребывание семян ржи в вод-
Том 29, № 2. 2019
ном растворе калийной соли обогащает их калием и очищает от вредных микроорганизмов, что повышает процент и скорость всхожести, улучшает соло-мистость зерновой культуры, снижает ее полеглость и, следовательно, увеличивает урожайность при работе зерноуборочных комбайнов3.
Мокрый способ очистки зерна от ядовитых примесей также может использоваться для протравливания семян перед посевом. Способ мокрого протравливания по сравнению с сухим и мелкодисперсным способами обеспечивает более глубокое и полное обеззараживание семян, при этом не происходит загрязнения воздуха. Преимущества данного метода заключаются в его высокой биологической эффективности против широкого спектра заболеваний за счет обработки всей поверхности семян и активации их прорастания путем увеличения влажности семени [3; 5].
При закладке на хранение семян, очищенных мокрым способом, удаление лишней влаги с поверхности зерен, побывавших в водном растворе соли не более минуты, происходит за 10 секунд с помощью продувки воздухом наружной температуры, что исключает применение сложных и энергоемких сушильных агрегатов4 [1].
Поэтому для механизации выделения ядовитых склероциев спорыньи из семян зерновых культур мокрым способом актуальной задачей является разработка несложного по конструкции устройства для очистки зернового материала при малой энергоемкости технологического процесса (в сравнении с существующими зерноочистительными машинами). Следовательно, при разработке такой машины очистки зернового материала по плотности мокрым
3 Волков А. И., Жарский И. М. Большой химический справочник. Минск : Современная школа, 2005. 608 с.; Павловский Г. Т., Птицын С. Д. Очистка, сушка и активное вентилирование зерна. -2-е изд., испр. и доп. М. : Высшая школа, 1972. 256 с.
4 Послеуборочная обработка и хранение зерна / Е. М. Вобликов [и др.]. Ростов н/Д : МарТ, 2001. 229 с.; Павловский Г. Т., Птицын С. Д. Очистка, сушка и активное вентилирование зерна. - 2-е изд., испр. и доп. М. : Высшая школа, 1972. 256 с.
способом и выполнении ею процесса выделения ядовитых склероциев спорыньи с надлежащей эффективностью требуется обоснование ее конструктивно-технологических параметров, для чего необходимо исследование показателей движения зерновок в жидкостях различной плотности.
Материалы и методы
Рассматривается движение отдельно взятых зерен ржи в жидкостях различной плотности устройства для отделения спорыньи от зерна мокрым способом. Теоретические исследования проведены на основе методов математического моделирования с использованием законов гидродинамики.
При проведении практических экспериментов5 исследовалось движение в воде (плотность рН = 1,0 • 103 кг/м3) и водных растворах хлористого натрия №С1 (плотность рН = 1,09 • 103 кг/м3 и рН = 1,15 • 103 кг/м3) зерен озимой ржи сорта Фаленская 4 плотностью р2 от 1,1 • 103 кг/м3 до 1,3 • 103 кг/м3, длиной 12 от 5,0 • 10-3 м до 8,0 • 10-3 м, шириной Ь
от 1,4 • 10 3 м до 3,6 • 10 3 м и толщиной 5 от 1,2 • 10-3 м до 3,5 • 10-3 м [1; 14].
Для этого использован прозрачный стеклянный сосуд, имеющий длину 0,35 м, ширину 0,20 м и высоту 0,15 м. Объем налитой в него воды составлял 9,6 л. За высоту Нп1 столба воды или водного раствора соли в нем принято значение 0,135 м между метками. Метки располагались на расстоянии 0,01 м от верхней кромки жидкости и от дна сосуда (рис. 1).
Высота Н падения зерновок в воду или водные растворы соли обеспечивалась при помощи набора металлических пластин, устанавливаемых над сосудом. Каждая пластина имела толщину 1,5 • 10-3 м, длину 0,28 м и ширину 0,04 м. Зерновки в количестве 20 штук устанавливались на пластинку и сбрасывались в воду или в водный раствор соли с высоты Н = 0,050 м, при которой происходило 100-процентное преодоление поверхностного натяжения жидкости зерновками без захвата пузырьков воздуха и погружение их в жидкость6 [15].
о Cpkuhqompp ft = ------ U
00:00:01.850 c
а)
b)
Р и с. 1. Экспериментальная установка для исследования погружения зерна в жидкость: а) стеклянный сосуд с установленными на нем металлическими пластинами; b) компьютерный секундомер
F i g. 1. The experimental unit for studying grain immersion in liquid: a) glass vessel with metal plates mounted on it; b) computer stopwatch
5 Павловский Г. Т., Птицын С. Д. Очистка, сушка и активное вентилирование зерна. - 2-е изд., испр. и доп. М. : Высшая школа, 1972. 256 с.
6 Саитов В. Е., Фарафонов В. Г., Саитов А. В. Оценка высоты расположения выхода бункера с питателем относительно уровня раствора соли в ванне машины для очистки зернового материала по удельному весу // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Мосоловские чтения : мат-лы междунар. науч.-практ. конф. Йошкар-Ола : Мар. гос. ун-т, 2016. Вып. XVIII. С. 241-244. URL: https://www.marsu.ru/units/ati/doc/ mosolovskie_chteniya/18_mosolovskie_chteniya_2016.pdf
Геометрические параметры прозрачного стеклянного сосуда, высоту И столба воды или водного раствора соли между метками, а также высоту h сбрасывания зерновок в воду или в водный раствор соли измеряли при помощи линейки с миллиметровым делением. Время ^ движения зерновки в воде или водном растворе соли между метками определяли при помощи компьютерного секундомера; оно отображалось на экране до тысячных долей секунды. Процесс движения зерновки в жидкости и показания секундомера фиксировались с помощью видеосъемки телефоном ОпеР1ш 3Т с частотой 120 кадров в секунду и просматривались покадрово. В результате время падения зерновки между метками столба жидкости определялось с точностью до 0,02 с с учетом фиксации двух кадров, соответствующих касанию зерновкой двух меток.
Относительную погрешность д^ скорости погружения зерновки в жидкость в опытах оценивали из соотношения7:
At, Ah,
ni
h
n1
Тогда относительная погрешность д^ определения скорости погружения зерновки в жидкость в опытах, согласно выражению (1), составляет 0,02.
Оценка сверху абсолютной погрешности Дог скорости погружения зерновки в жидкость, определяемая по формуле
^z Uz srexper.,
(2)
(1)
где Дог - абсолютная погрешность определения скорости погружения зерновки в жидкость, м/с; 5Гехрег. - средняя скорость погружения зерновки в жидкость (по результатам предварительных экспериментов и 1Гехре1. <0,10 м/с); Д^ -абсолютная погрешность определения времени падения зерновки в жидкости (Д^ = 0,02 с); г - среднее время падения зерновки в жидкости в опытах (^^ > 1,0 с); Дкп1 - абсолютная погрешность определения высоты столба жидкости (половина цены деления линейки; ДИ . = 0,5 • 103 м).
согласно вышеприведенным данным, равна 0,002 м/с. Поэтому результаты по скорости падения зерновки в жидкость были в последующих расчетах выполнены в соответствии с данной точностью.
Обработка полученных теоретических и экспериментальных данных проведена на персональном компьютере при помощи пакета программ офисной документации по статистической обработке информации Microsoft Excel 2013 и специальной программы по статистической обработке данных Sigma Plot 8.08.
Результаты исследования
Скорость vz и длительность tn погружения зерна в жидкость являются одними из основных параметров, учитываемых при разработке машины для очистки зернового материала от скле-роциев спорыньи мокрым способом. Значения данных величин определяют конструктивно-технологические параметры разрабатываемого устройства.
Для определения данных параметров необходимо учесть геометрические формы зерновок, которые весьма разнообразны. Наиболее близок к зерновке по форме эллипсоид с малой 2cz = S, средней 2bz = b и большой 2az = lz осями.
Результаты наблюдений свидетельствуют о том, что при падении зернов-
7 Румшиский Л. З. Математическая обработка результатов измерений. М. : Глав. ред. физ.-мат. лит. изд-ва «Наука», 1971. 192 с.; Зайдель А. Н. Погрешности измерений физических величин / Под ред. Ж. И. Алферова. Л. : Наука, 1985. 112 с.
8 Леонов В. Большая энциклопедия компьютера. М. : Эксмо, 2015. 400 с.; Лебедев А. Н. Понятный самоучитель Excel 2013. СПб. : Питер, 2014. 128 с.; SigmaPlot - Scientific Data Analysis and Graphing Software. URL: http://www.sigmaplot.co.uk/products/sigmaplot/sigmaplot-details.php
ки на поверхность жидкости и преодолении силы поверхностного натяжения она двигается в жидкости, ориентируясь в основном плашмя вследствие асимметричности расположения в ней центра тяжести. Поэтому движение в жидкости эллипсоидальной зерновки рассматриваем вдоль малой оси 2сг (плашмя).
Общий вид навески зерен озимой ржи сорта Фаленская 4 и схема сил, действующих на зерновку при движении в жидкости, приведены на рис. 2.
После падения зерновки на поверхность жидкости и преодоления поверхностного натяжения на нее будут действовать сила тяжести т^, сила Архимеда ВА и сила гидродинамического сопротивления .
Основной закон динамики движения зерновки вдоль оси у имеет вид9:
те - FA - Fc = та, (3)
где тг - масса зерновки, кг; g - ускорение свободного падения ^ = 9,81 м/с2); а - ускорение зерновки при ее движении в жидкости, м/с2.
Масса эллипсоидальной зерновки будет равна10:
mz = Vz Pz = 3 nazbzCz Pz ' (4)
где V \ - объем зерновки, м3; р ^ - плотность массы зерновки, кг/м3.
Сила Архимеда FА, выталкивающая зерновку из жидкости, выражается следующим образом:
F A = mzhg = 4nazbzCzPzhg' (5)
где тл - масса жидкости, вытесняемая зерновкой, кг; р А - плотность жидкости, кг/м3.
F i g
а) b)
Р и с. 2. Озимая рожь сорта Фаленская 4: а) общий вид навески зерен; b) схема сил, действующих на зерновку при погружении ее в жидкость
2. The variety of the winter rye Falenskaya 4: a) the general view of the weighed portion of grains; b) the diagram of the forces acting on grains when immersing in liquid
9 Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика : учеб. пособ. для вузов. В 10 т. Т. VI. Гидродинамика. - 5-е изд., стер. М. : Физматлит, 2001. 736 с.; Седов Л. И. Механика сплошной среды : учеб. для вузов : в 2 т. Т. 2. - 6-е изд., стер. СПб. : Лань, 2004. 560 с.
10 Бронштейн И. Н., Семендяев К. А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. М. : Наука, 1980. 976 с.
Сила гидродинамического сопротивления F действующая со стороны жидкости на зерновку, определяется по формуле11:
^ =
2
S=яаЬ.
С учетом обозначений (10) получим выражение для определения ускорения зерновки при ее движении в жидкости после преодоления поверхностного натяжения:
(6)
йи ,2
а = — = Ь
й V,
(11)
где с - коэффициент гидродинамического сопротивления, зависящий от геометрической формы зерновки, скорости ее движения в жидкости и вязкости жидкости; - площадь проекции зерновки на плоскость, перпендикулярную направлению ее движения (миделевое сечение), м2.
При движении зерновки в жидкости вдоль малой оси 2с^ эллипсоида (плашмя) площадь миделевого сечения (эллипса) равна12:
где V - скорость движения зерновки в жидкости как функция времени I, м/с; ^ - текущее время, с.
Скорость и движения зерновки в жидкости находим интегрированием дифференциального уравнения (11):
dv
1 ^ =' = 1 Ь - dV
(7)
2bd
1п
Тогда уравнение (3) с учетом (4-7) примет вид:
4 4
3 п агКСг- 3 П агКСг-
спаЬ р и1 4
—. 2 * . = 3ра (8)
Выразим ускорение а зерновки из уравнения (8):
й = ¿(р^Р^-Зср^ (9)
Введем следующие обозначения:
Ь = ё-Р), = . (10) Р? Рг
d
d
--I
+ С1, (12)
где С1 - постоянная интегрирования.
Полагаем, что после падения зерновки и преодоления ею поверхностного натяжения жидкости ее скорость будет нулевой (и(0) = 0), что предотвращает захват зерновкой пузырька воздуха. Тогда постоянная интегрирования С1 = 0. После введения обозначений
1
т = -
2сг Р
2
Ш pcgРф Р -РгН)
(13)
Ц = £ = , ) (14)
и преобразований уравнения (12) получим:
Ь
1
Ь
11 Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика : учеб. пособ. для вузов : в 10 т. Т. VI. Гидродинамика. - 5-е изд., стер. М. : Физматлит, 2001. 736 с.; Курс физики : учеб. пособ. Т. 1. Механика. Акустика. Теплота и молекулярная физика / Сост. Н. Н. Андреев, С. Н. Ржевкин, Г. С. Горелик ; ред. Н. Д. Папалекси. М. : Гостехиздат, 1948. 600 с.
12 Бронштейн И. Н., Семендяев К. А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. М. : Наука, 1980. 976 с.
ln
U0 +u
(15)
где и0 - скорость зерновки, к которой после преодоления поверхностного натяжения жидкости стремится скорость и (с ней в дальнейшем зерновка будет двигаться в жидкости), м/с; т - параметр, определяющий время движения зерновки с момента преодоления поверхностного натяжения жидкости до установления постоянной скорости и0, с.
Время т является характерным временем для ускоренного или замедленного (если скорость зерновки после преодоления поверхностного натяжения жидкости будет больше и0) движения каждой зерновки и определяется геометрической формой и физико-механическими свойствами зерновки (р, с) плотностью жидкости рл, коэффициентом с гидродинамического сопротивления жидкости.
Скорость и зерновки в жидкости будет возрастать от нуля до и0, поэтому модуль в уравнении (15) при его преобразовании можно отбросить; тогда
dy e
и = — = и dt
1
0 t_ eT +1
\dy = v0 J dt,
0 0 1
где
за которое зерновка проходит расстояние Н1, с.
Получим зависимость расстояния Н пройденного зерновкой в жидкости, от затраченного на это времени t1:
( '-1 Л
h1 =и0 2т1п(е т+1) - '1 . (18)
Заменяя в уравнении (18) расстояние Н1 на высоту столба жидкости Нп в ванне машины выделения склероциев спорыньи, а ^ - на время погружения зерновки в жидкость от момента преодоления поверхностного натяжения до дна ванны, получим выражение:
r tn
2т ln
+1
- tn = \ (19)
(16)
Интегрируем дифференциальное уравнение (16):
(17)
Уравнение (19) дает зависимость времени погружения зерновки до дна от высоты столба жидкости Нп в ванне.
Найдем значение времени т из выражения (13) для промежуточных значений физико-механических свойств зерновки (с_ = 1,17 • 10-3 м, ргя. = 1,3 • 103 кг/м3) и жидкости (р л = 1,0 • 103 кг/м3), а также от коэффициента с = 0,9 гидродинамического сопротивления13 [15], которое составит 0,02 с.
Результаты проведенных экспериментов свидетельствуют, что если время погружения зерновки в жидкость до дна ванны машины для выделения склероциев спорыньи составляет боль-
Л
ше одной секунды, то — >> 1 и, следо-
т
текущее расстояние, пройден-
ное зерновкой в жидкости, м; t1 - время,
вательно, eт >> 1; тогда уравнение (19) примет вид:
13 Кутателадзе С. С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление : справ. пособ. М. : Энергоатомиздат, 1990. 367 с.; Идельчик И. Е. Аэрогидродинамика технологических аппаратов. (Подвод, отвод и распределение потока по сечению аппаратов). М. : Машиностроение, 1983. 351 с.; Справочник по гидравлическим расчетам. - 5-е изд., перераб. и доп. / П. Г. Киселев [и др.] ; под ред. П. Г. Киселева. М. : Энергия, 1974. 312 с. URL: http://books.totalarch.com/handbook_of_hydraulic_ calculations
2т- ^ - 1п = или т и0
г = О
п
ио
(20)
С точки зрения проектирования и создания машины для выделения склероци-ев спорыньи из зерна ржи важно знать время t (время переходного процесса), за которое зерновка достигнет постоянного значения скорости и Как принято в исследованиях по физике14, это время ^ достижения скоростью V зерновки
(1 - —) части скорости и0 в формуле (16): е
е т -1 _ . - 1
- Г е •
ет +1
(21)
После преобразования выражения (21) получим:
t0 = 1п (2е -1)т = 1,49с. (22)
Найдем значение времени t0 переходного процесса по формуле (22) и расстояние h на котором происходит этот процесс, из выражения (18). Для т = 0,02 с и скорости и0 = 0,1 м/с, определенной в ходе предварительных опытов, получим следующие значения: ^ = 0,03 с; \ = 4,0 • 103 м.
При других возможных значениях с р^ и рл время t0 достижения постоянной скорости будет иметь тот же малый порядок; то же можно сказать и о расстоянии h пройденном зерновкой в переходном процессе.
Из приведенных выше результатов следует, что время ^ и расстояние на котором происходит достижение
постоянной скорости и0, малы в сравнении со временем tп погружения зерновки в жидкость до дна ванны машины выделения склероциев спорыньи (оно составляет больше секунды), а высота hп столба жидкости в ванне может достигать десятков сантиметров. Тогда скорость зерновки можно считать постоянной (и0 = и) а ускорение а в уравнении (3) - равным нулю. Следовательно, в течение всего времени tп движения зерновки от начала погружения до падения на дно ванны ее скорость и 2 можно определять по формуле (14).
Соответствующие формуле (14) зависимости скорости V г погружения эллипсоидальной зерновки в жидкость плотностью 1,0 • 103 кг/м3, 1,09 • 103 кг/м3 и Р л = 1,15 • 103 кг/м3 от величины малой полуоси с и плотности рг зерна представлены в виде поверхностей на рис. 3.
Из рис. 3 следует, что для зерновки при возрастании величины малой полуоси с2 и ее плотности р2 значение скорости vz повышается. При увеличении плотности жидкости р л значения скорости погружения зерновок V г уменьшаются. Это объясняется тем, что противодействующие падению зерновки сила Архимеда FA (5) и сила гидродинамического сопротивления Рс (6) растут с ростом плотности жидкости р .
Минимальные скорости V 2 тП погружения зерновок в жидкость определяются при значениях параметров зерна ржи сг = 0,6 • 103 м и рг = 1,2 • 103 кг/м3. При данных параметрах V 2 тП составляет 0,059 м/с, 0,042 м/с и 0,028 м/с для жидкостей плотностью р ^ 1,0 • 103 кг/м3, 1,09 • 103 кг/м3 и 1,15 • 103 кг/м3 соответственно.
Максимальные скорости погружения зерновок V в жидкость определя-
14 Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика : учеб. пособ. для вузов : в 10 т. Т. VI. Гидродинамика. - 5-е изд., стер. М. : Физматлит, 2001. 736 с.; Седов Л. И. Механика сплошной среды : учеб. для вузов : в 2 т. Т. 2. 6-е изд., стер. СПб. : Лань, 2004. 560 с.; Курс физики : учеб. пособ. Т. 1. Механика. Акустика. Теплота и молекулярная физика / Сост. Н. Н. Андреев, С. Н. Ржевкин, Г. С. Горелик ; ред. Н. Д. Папалекси. М. : Гостехиздат, 1948. 600 с.
Cz, 103м / Cz, 10"3m
Р и с. 3. Зависимости скорости vz погружения эллипсоидальной зерновки в жидкости плотностью pzh = 1,0 • 103 кг/м3, pzh = 1,09 • 103 кг/м3 и pzh = 1,15 • 103 кг/м3 от величины малой полуоси cz
и плотности pz зерна
F i g. 3. The dependence of the speed v of immersing ellipsoidal grains in the liquids with a density of ph = 1,0 • 103 kg/m3, ph = 1,09 • 103 kg/m3 and ph = 1,15 • 103 kg/m3 on the value of the minor semiaxis cz and density of grains pz
ются при значениях параметров зерна ржи с = 1,75 • 10-3 м ирг = 1,5 • 103 кг/м3. При дранных параметрах тах составляет 0,159 м/с, 0,138 м/с и 0,124 м/с для жидкостей плотностью р гк 1,0 • 103 кг/м3, 1,09 • 103 кг/м3 и 1,15 • 103 кг/м3 соответственно.
При движении в жидкости зернового материала потоком вследствие столкновения зерновок между собой их скорости будут усредняться. Для 28 пар значений малой полуоси с и плотности рг (рис. 3) расчетное среднее арифметическое значение скорости погружения зерновок 8ГЛеог (14) в воду плотностью 1,0 • 103 кг/м3 составляет 0,106 м/с; в водный раствор соли плотностью 1,09 • 103 кг/м3 и 1,15 • 103 кг/м3 - 0,087 и 0,072 м/с соответственно.
Результаты проведенных практических экспериментов представлены в виде зависимости скорости погружения зерновок ю г озимой ржи Фаленская 4 в воду и водн ые растворы хлористого натрия (№С1) на глубину кпХ = 0,135 м между метками от номера проведенного опыта х№ (рис. 4).
Зависимость скорости погружения зерна ю озимой ржи сорта Фаленская 4 в воду (р ^ = 1,0 • 103 кг/м3) от номера проведенного опыта х№ показывает, что минимальная скорость погружения зерна и2т.й 1000 равна 0,074 м/с, а максимальная скорость ю тах1000 составляет 0,121 м/с. Среднее арифметическое значение скорости зерновок vz ^ехрегЛ000, согласно экспериментальным данным, составляет 0,091 м/с.
Пределы варьирования скорости vz в опытах при погружении зерен в водный раствор хлористого натрия (№С1) плотностью р л = 1,09 • 103 кг/м3 составляют 0,061-0,096 м/с. Среднее арифметическое значение скорости зерновок vz 5Гехрег 1090 при данной плотности равно 0,078 м/с.
В ходе практических опытов при погружении зерен в водный раствор хлористого натрия (№С1) плотностью р л = 1,15 • 103 кг/м3 выявлено, что минимальная скорость погружения зерна и?тт.то равна 0,053 м/с, а максимальная скорость V 2 тах1150 составляет 0,083 м/с. Среднее арифметическое значение скорости зерновок и^ 5Гехрег 1150 из полученных опытных данных равно 0,067 м/с.
Сопоставление значений скорости погружения зерновок в жидкости различной плотности, полученных в экспериментах и рассчитанных для эллипсоидальной модели зерновки, показало,
что они относятся к одному порядку. Относительное отличие данных скоростей в процентах, определяемое по формуле
S„ =
и Z srtheor. Uz srexper.
UZ srtheor.
•100, (23)
показывает, что при погружении зерновки в воду (р л = 1,0 • 103 кг/м3) оно составляет не более 14 %; при погружении в водные растворы хлористого натрия (NaQ) плотностью 1,09 • 103 кг/м3 и 1,15 • 103 кг/м3 - 10 % и 7 % соответственно. Относительное отличие скорости погружения зерновок в жидкости различной плотности, полученной экспериментально и теоретически, уменьшается с увеличением плотности жидкости р л. Это связано с тем, что зерновки имеют неосесимметричную геометрическую форму, поэтому многие зерновки погружаются по волнистой
м/с m's
0.12
0,10
0,08
0.06
0,04
1
/
i \ ■>1 Г И \ У / \ ^ ч А t f< \ \\
< i 0 1 у \ J L | < i V г" г ►-J с "j Г А п L К 1 > ! i Г L., v i
j t
8
10
12
14
16
18
20 X.Y9. шт, / pes.
ф вода плотностью ph = 1,0 • 103 кг/м3 / water with a density of ph = 1,0103 kg/m3; — — водный раствор хлористого натрия (NaCl) плотностью ph = 1,09 • 103 кг/м3 / water with a density of p h = 1,0 • 103 kg/m3
.....Д......водный раствор хлористого натрия (NaCl) плотностью ph = 1,15 • 103 кг/м3 /
aqueous solution of sodium chloride (NaCl) with a density of ph = 1,09 • 103 kg/m3
Р и с. 4. Зависимость скорости v z погружения зерновок озимой ржи сорта Фаленская 4 в воду и водные растворы хлористого натрия (NaCl) от номера х№ проведенного опыта F i g. 4. The dependence of the speed v z of immersing the grains of the variety of the winter rye Falenskaya 4 in water and in an aqueous solution of sodium chloride (NaCl) on the number х№
of the experiment
Vol. 29, no. 2. 2019
траектории. Скорость зерновки при волнистой траектории имеет вертикальную и горизонтальную составляющие. В горизонтальном направлении движению зерновки противодействует только сила гидродинамического сопротивления FC (6), которая возрастает с увеличением плотности жидкости pzh. Это приводит к уменьшению амплитуды волнистой траектории и приближению ее длины к длине теоретической прямолинейной траектории и, следовательно, к приближению скорости падения зерновки в эксперименте к теоретически рассчитанной скорости и уменьшению относительного отличия данных скоростей в процентах при увеличении плотности жидкости pzh.
В устройствах для удаления спорыньи из ржи должно осуществляться погружение зерна в водные растворы неорганических солей. Как показано в статье, в таком случае относительное отличие скоростей составляет не более 10 %. Это свидетельствует о том, что проведенные эксперименты по погружению зерен в жидкости различной плотности согласуются с теоретическими исследованиями для эллипсоидальных зерновок. Относительное отличие объясняется принятой моделью и погрешностями эксперимента15.
Обсуждение и заключение
В результате проведенных исследований получены выражения (формулы), по которым можно определить одни из основных параметров движения зерна в жидкости устройства очистки ржи от спорыньи. Это скорость падения зерна
ржи и = I—^^-в жидкости
* V 3Р
устройства, время достижения зерновкой постоянного значения скоро-
сти ю ^ после падения и преодоления ею поверхностного натяжения жидкости, а также расстояние h0, на котором данный переходный процесс происходит.
Для устройств удаления спорыньи из ржи теоретически показано, что в воде время (0 = 0,03 с и расстояние ^ = 4,0 • 10-3 м переходного процесса малы. В данных устройствах в качестве жидкости применяются водные растворы солей, плотность которых больше плотности воды. Для них, как показано в статье, параметры переходного процесса будут иметь тот же порядок малости. При разработке машины для очистки ржи от спорыньи значения величин скорости юг падения зерна необходимы для расчета угла наклона днища ванны и конструктивно-технологических параметров устройства вывода очищенных семян. Полученные значения величин переходного процесса позволяют определить места расположения устройства для разрушения слипшихся в жидкости зерен и склероциев спорыньи; для отделения пузырьков воздуха, прилипших к зернам; для транспортера удаления спорыньи из ванны с водным солевым раствором [16; 17].
Параметры движения зависят от геометрической формы, физико-механических свойств зерновок с, р , плотности жидкостей рл, коэффициента с гидродинамического сопротивления жидкостей. Данные показатели присущи всем зерновым культурам и жидкостям, поэтому предложенный подход и полученные формулы можно применять при разработке устройств для очистки любого зернового материала по плотности мокрым способом с целью обоснования их конструктивно-технологических параметров, если геометрическая форма зерновок будет близка к форме эллипсоида.
15 Румшиский Л. З. Математическая обработка результатов измерений. М. : Глав. ред. физ.-мат. изд-ва «Наука», 1971. 192 с.; Зайдель А. Н. Погрешности измерений физических величин / Под ред. Ж. И. Алферова. Л. : Наука, 1985. 112 с.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Саитов В. Е. Инновации в послеуборочной обработке зернового материала : монография. Saarbrucken : LAP LAMBERT Academic Publishing, 2012. 152 с.
2. Щеклеина Л. М., Шешегова Т. К. Проблема спорыньи злаков (Claviceps purpurea (Fr.)Tul.): история и современность (обзор) // Теоретическая и прикладная экология. 2013. № 1. С. 5-12. DOI: https://doi.org/10.25750/1995-4301-2013-1-005-012
3. Шешегова Т. К., Щеклеина Л. М. Некоторые приемы и средства защиты озимой ржи от спорыньи // Достижения науки и техники АПК. 2014. № 3. С. 47-50. URL: http://agroapk.ru/28-archive/03-2014/172-03-2014
4. Шешегова Т. К., Щеклеина Л. М. Зависимость вредоносности спорыньи от биометрических показателей склероциев // Защита и карантин растений. 2017. № 11. С. 9-12.
5. Хазиев А. З., Пономарева М. Л. Ущерб от спорыньи на озимой ржи и меры его предупреждения // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2007. Т. 2, № 2 (6). С. 80-82. URL: https://repository.kpfu.ru/?p_id=124462
6. Increasing spread of Claviceps purpurea (Fr). Tul. and it's effect on the quantity and quality of winter rye / M. L. Ponomareva [et al.] // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2016. Vol. 7, issue 3. P. 1865-1871. URL: https://www.rjpbcs.com/pdf/2016_7(3)/%5B227%5D.pdf
7. Astanakulov K D., Karimov Y. Z., Fozilov G. Design of a grain cleaning machine for small farms // AMA, Agricultural Mechanization in Asia, Africa and Latin America. 2011. Vol. 42, no. 4. P. 37-40.
8. Development and theoretical studies of grain cleaning machine for fractional technology of flattening forage grain / P. Savinyh // Proceedings of 17th International Scientific Conference Engineering for Rural Development. 2018. P. 124-130. DOI: https://doi.org/10.22616/ERDev2018.17.N156
9. Saitov V. E., Kurbanov R. F., Suvorov A. N. Assessing the adequacy of mathematical models of light impurity fractionation in sedimentary chambers of grain cleaning machines // Procedia Engineering. 2016. Vol. 150. P. 107-110. DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.06.728
10. Substantiation of basic scheme of grain cleaning machine for preparation of agricultural crops seeds / A. M. Gievsky [et al.] // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 327. P. 042035. DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/327/4/042035
11. Дринча В. М., Борисенко И. Б. Применение и функциональные возможности пнев-мосортировальных столов // Научно-агрономический журнал. 2008. № 2 (83). С. 33-36. URL: http://nvniish.ru/wp-content/uploads/2011/08/nazh5.pdf
12. Шафоростов В. Д., Припоров И. Е. Качественные показатели работы фотосепаратора по фракционной технологии при разделении семян подсолнечника // Международный научно-исследовательский журнал. 2015. № 1 (32), ч. 3. С. 23-25. URL: https://research-journal.org/technical/kachest-vennye-pokazateli-raboty-fotoseparatora-po-frakcionnoj-texnologii-pri-razdelenii-semyan-podsolnechnika
13. Саитов А. В. Особенности функционирования фотосепараторов для очистки зерна и семян от примесей // Методы и технологии в селекции растений и растениеводстве : монография / Под общ. ред.
B. А. Сысуева, Г. А. Баталовой, Е. М. Лисицына. Киров : НИИСХ Северо-Востока, 2016. С. 352-355.
14. Статистическая оценка интервала значений удельной массы зерна озимой ржи Фаленская 4 и склероций спорыньи / В. А. Сысуев [и др.] // Успехи современного естествознания. 2017. № 10.
C. 48-53. URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=36559
15. Theoretical background of calculation of the parameters of the device for grain cleaning from ergot sclerotia / V. A. Sysuev [et al.] // Russian Agricultural Sciences. 2017. Vol. 43, issue 3. P. 273-276. DOI: https://doi.org/10.3103/S1068367417030156
16. Машина для отделения спорыньи от семян ржи : пат. 2616037 Рос. Федерация : МПК В 03 В 5/48, В 02 В 1/04 / Сысуев В. А. [и др.] ; заявитель и патентообладатель ФГБНУ «Зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства Северо-Востока имени Н. В. Рудницкого». № 2015148311 ; заявл. 10.11.2015 ; опубл. 12.04.2017, Бюл. № 11.
17. Машина для отделения спорыньи от семян ржи : пат. 2667066 Рос. Федерация, МПК В 03 В 5/48, В 02 В 1/04 / Сысуев В. А. [и др.] ; заявитель и патентообладатель ФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н. В. Рудницкого». № 2017115170/03 ; заявл. 27.04.2017 ; опубл. 18.09.2018, Бюл. № 26.
Поступила 05.02.2019; принята кпубликации 10.04.2019; опубликована онлайн 28.06.2019
Технологии и средства механизации сельского хозяйства
Об авторах:
Сысуев Василий Алексеевич, научный руководитель, ФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н. В. Рудницкого» (610007, Россия, г Киров, ул. Ленина, д. 166а), академик РАН, доктор технических наук, профессор, ResearcherГО: В-8519-2019, ORCID: https:// orcid.org/0000-0002-1172-005X, sisuev@mail.ru
Саитов Виктор Ефимович, старший научный сотрудник, лаборатория механизации полеводства, ФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н. В. Рудницкого» (610007, Россия, г. Киров, ул. Ленина, д. 166а), доктор технических наук, профессор, ResearcherID: В-6098-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5548-8483, vicsait-valita@e-kirov.ru
Фарафонов Вячеслав Георгиевич, заведующий, кафедра математики и физики, ФГБОУ ВО «Вятская государственная сельскохозяйственная академия» (610017, Россия, г. Киров, Октябрьский пр-т, д. 133), кандидат физико-математических наук, доцент, ResearcherID: В-7341-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5020-3648, farwg@mail.ru
Саитов Алексей Викторович, магистрант, направление подготовки «Агроинженерия», ФГБОУ ВО «Вятская государственная сельскохозяйственная академия» (610017, Россия, г. Киров, Октябрьский пр-т, д. 133), ResearcherID: В-7315-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0266-4727, alexeysaitov@yandex.ru
Заявленный вклад соавторов:
В. А. Сысуев - научное руководство, формулирование основной концепции исследования; В. Е. Саитов - проведение критического анализа исследования, подготовка первоначального варианта текста и формулирование выводов; В. Г. Фарафонов - проведение теоретических исследований погружения зерна в жидкость и доработка текста; А. В. Саитов - анализ литературных данных и проведение экспериментальных работ.
Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
REFERENCES
1. Saitov A.V. Innovations in post-harvest handling of grain material. Saarbrucken: LAP LAMBERT Academic Publ.; 2012. (In Russ.)
2. Shchekleina L.M., Sheshegova T.K. The problem of ergot grains (Claviceps purpurea (Fr.) Tul.): past and present (review). Teoreticheskaya i prikladnaya ekologiya = Theoretical and Applied Ecology. 2013; 1:5-12. DOI: https://doi.org/10.25750/1995-4301-2013-1-005-012 (In Russ.)
3. Sheshegova T.K., Shchekleina L.M. Some ways and means of ergot protection of winter rye. Dostizheniya nauki i tekhniki APK = Achievements of Science and Technology of AIC. 2014; 3:47-50 Available at: http://agroapk.ru/28-archive/03-2014/172-03-2014 (In Russ.)
4. Sheshegova T.K., Shchekleina L.M. The dependence of the harmfulness of ergot on the biometric indicators of sclerotia. Zashchita i karantin rasteniy = Plant Protection and Quarantine. 2017; 11:9-12 (In Russ.)
5. Khaziev A.Z., Ponomareva M.L. [Damage from ergot on winter rye and measures for preventing]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta = Vestnik of Kazan State Agrarian University. 2007; 2(2):80-82. Available at: https://repository.kpfu.ru/?p_id=124462 (In Russ.)
6. Ponomareva M.L., Ponomarev S.N., Mannapova G.S., Gilmullina L.F. Increasing spread of Claviceps purpurea (Fr). Tul. and it's effect on the quantity and quality of winter rye. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2016; 7(3):1865-1871. Available at: https://www.rjpbcs. com/pdf/2016_7(3)/%5B227%5D.pdf
7. Astanakulov K.D., Karimov YZ., Fozilov G. Design of a grain cleaning machine for small farms. AMA, Agricultural Mechanization in Asia, Africa and Latin America. 2011; 42(4):37-40.
8. Savinyh P., Sychugov Y., Kazakov V., Ivanovs S. Development and theoretical studies of grain cleaning machine for fractional technology of flattening forage grain. In: Proceedings of 17th International Scientific Conference Engineering for Rural Development Engineering for Rural Development. 2018. p. 124-130. DOI: https://doi.org/10.22616/ERDev2018.17.N156
9. Saitov V.E., Kurbanov R.F., Suvorov A.N. Assessing the adequacy of mathematical models of light impurity fractionation in sedimentary chambers of grain cleaning machines. Procedia Engineering. 2016; 150:107-110. DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.06.728
10. Gievsky A.M., Orobinsky V.I., Tarasenko A.P., Chernyshov A.V., Kurilov D.O. Substantiation of basic scheme of grain cleaning machine for preparation of agricultural crops seeds. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018; 327:042035. DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/327/4/042035
11. Drincha V.M., Borisenko I.B. Application and functionality of pneumatic sorting tables. Nauch-no-agronomicheskiy zhurnal = Scientific and Agronomical Journal. 2008; 2:33-36. Available at: http:// nvniish.ru/wp-content/uploads/2011/08/nazh5.pdf (In Russ.)
12. Shaforostov V.D. Priporov I.E. Quality indicators of work of the photoseparator on fractional technologies at division of sunflower seed. Mezhdunarodnyy nauchno-issledovatelskiy zhurnal = International Research Journal. 2015; 1(3):23-25. Available at: https://research-journal.org/technical/kachestvennye-pokazateli-raboty-fotoseparatora-po-frakcionnoj-texnologii-pri-razdelenii-semyan-podsolnechnika (In Russ.)
13. Saitov A.V. Features of the operation of photoseparators for cleaning grain and seeds from impurities. In: Methods and Technologies in Plant Breeding and Crop Production. Kirov: Agricultural Research Institute of the North-East Publ.; 2016. p. 352-355. (In Russ.)
14. Sysuev V.A., Saitov V.E., Farafonov V.G., Saitov A.V. Statistical evaluation of value interval of grain specific weight of winter rye Falenskaya 4 and ergot sclerotia. Uspekhi sovremennogo yestestvoznaniya = Advances in Current Natural Sciences. 2017; 10:48-53. Available at: https://natural-sciences.ru/ru/article/ view?id=36559 (In Russ.)
15. Sysuev V.A., Saitov V.E., Farafonov V.G., Suvorov A.N., Saitov A.V Theoretical background of calculation of the parameters of the device for grain cleaning from ergot sclerotia. Russian Agricultural Sciences. 2017; 43(3):273-276. DOI: https://doi.org/10.3103/S1068367417030156
16. Sysuev VA., Saitov VE., Savinykh P.A., Saitov A.V, inventors. Federal Agricultural Research Center of the North-East named N. V Rudnitsky, assignee. Machine for separating ergot from rye seeds. Ru Patent 2616037. 2017 Apr 12. (In Russ.)
17. Sysuev V.A., Saitov V.E., Gataullin R.G., Saitov A.V., Utkina E.I., Sheshegova T.K., inventors. Federal Agricultural Research Center of the North-East named N. V. Rudnitsky, assignee. Machine for separating ergot from rye seeds. Ru Patent 2667066. 2018 Sep 18. (In Russ.)
Received 05.02.2019; revised 10.04.2019; published online 28.06.2019
About authors:
Vasily A. Sysuev, Scientific Director, Federal Agricultural Research Center of the North-East named N. V. Rudnitsky (166a Lenin st., Kirov 610007, Russia), Academician of RAS, D.Sc. (Engineering), Professor, ResearcherID: B-8519-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1172-005X, sisuev@mail.ru
Viktor Е. Saitov, Senior Researcher, Laboratory for Field Agriculture, Federal Agricultural Research Center of the North-East named N. V. Rudnitsky (166a Lenin st., Kirov 610007, Russia,), D.Sc. (Engineering), Professor, ResearcherID: B-6098-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5548-8483, vicsait-valita@e-kirov.ru
Vyacheslav G. Farafonov, Head, Chair of Mathematics and Physics, Vyatka State Agricultural Academy (133 Oktyabrskiy Prospekt, Kirov 610017, Russia), Ph.D. (Physics and Mathematics), Associate Professor, ResearcherID: B-7341-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5020-3648, farwg@mail.ru
Aleksey V. Saitov, Master's Degree Student in Agricultural Engineering, Vyatka State Agricultural Academy (133 Oktyabrskiy Prospekt, Kirov 610017, Russia), ResearcherID: B-7315-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0266-4727, alexeysaitov@yandex.ru
Contribution of the authors:
V. A. Sysuev - scientific leadership, the formulation of the basic concept of the study; V. E. Saitov -the conduction of the study critical analysis, preparation of the initial text and conclusions; V. G. Fara-fonov - the theoretical studies of grain immersion in liquid and the completion of the text; A. V. Saitov -the analysis of literature data and experimental work.
All authors have read and approved the final version of the paper.
Технологии и средства механизации сельского хозяйства
