Научная статья на тему 'Методика определения длины полета частиц различных массе зерна в комбинированном сепараторе'

Методика определения длины полета частиц различных массе зерна в комбинированном сепараторе Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
192
37
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
GRAINS / GRAIN MIX / PURIFICATION OF GRAIN / SORTING OF GRAIN / GRAIN FRACTIONATION / THE DIRECTING TRAY / ЗЕРНА / ЗЕРНОВОЙ СМЕСИ / ОЧИСТКИ ЗЕРНА / СОРТИРОВАНИЯ ЗЕРНА / ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ ЗЕРНА / НАПРАВЛЯЮЩИЙ ЛАТОК

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Баракаев Нусратилла Раджабович, Бахадиров Гайрат Атаханович, Ражабов Алишержон Нусратиллаевич

Рассматривается процесс очистки и фракционирования зерна. Составлено уравнение движения частицы зерновой смеси и выведены математические выражения для определения расстояния от начала координат до точки, когда произвольная частица зерновой смеси поднимется на максимальную высоту и длина полета L зерновой смеси от начала координат до точки падения в зависимости от массы m и скорости зерна V0.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Баракаев Нусратилла Раджабович, Бахадиров Гайрат Атаханович, Ражабов Алишержон Нусратиллаевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Technique of determination of length of flight of particles various to the mass of grain in the combined separator

Process of cleaning and fractionation of grain is considered. The equation of the movement of a particle of grain mix is worked out and mathematical expressions for determination of distance from the beginning of coordinates to a point when any particle of grain mix rises by the maximum height and length of flight of the L grain mix from the beginning of coordinates to a falling point depending on the mass of m and speed of V0 grain are removed.

Текст научной работы на тему «Методика определения длины полета частиц различных массе зерна в комбинированном сепараторе»

4. Баракаев Н. Р., Ризаев А. А., Бахадиров Г. А. и др. Питающее устройство сепаратора зерна. Патент РУз №БАР 00820, Государственное патентное ведомство Республики Узбекистан, Официальный бюллетень, № 6 (123), 2013 г.

5. Баракаев Н. Р. Повышение эффективности зерноочистительных механизмов и машин. Доклады Академии наук Республики Узбекистан № 3, 2012 г. 32-35 с.

Barakaev Nusratilla Radjabovich, Tashkent Chemical Technological Institute, associate professor

E-mail: bnr-1967@mail.ru Bakhadirov Gayrat Atakhanovich, Tashkent Chemical Technological Institute, professor Rajabov Alisherjon Nusratillayevich, Tashkent State Technical University, master

Technique of determination of length of flight of particles various to the mass of grain in the combined separator

Abstract: Process of cleaning and fractionation of grain is considered. The equation of the movement of a particle of grain mix is worked out and mathematical expressions for determination of distance from the beginning of coordinates to a point when any particle of grain mix rises by the maximum height and length of flight of the L grain mix from the beginning of coordinates to a falling point depending on the mass of m and speed of V0 grain are removed.

Keywords: grains, grain mix, purification of grain, sorting of grain, grain fractionation, the directing tray.

Баракаев Нусратилла Раджабович, Ташкентский химико-технологический институт, доцент

E-mail: bnr-1967@mail.ru Бахадиров Гайрат Атаханович, Ташкентский химико-технологический институт, профессор Ражабов Алишержон Нусратиллаевич, Ташкентский государственной технический университет, магистр

Методика определения длины полета частиц различных массе зерна в комбинированном сепараторе

Аннотация: Рассматривается процесс очистки и фракционирования зерна. Составлено уравнение движения частицы зерновой смеси и выведены математические выражения для определения расстояния от начала координат до точки, когда произвольная частица зерновой смеси поднимется на максимальную высоту и длина полета L зерновой смеси от начала координат до точки падения в зависимости от массы m и скорости зерна V0

Ключевые слова: зерна, зерновой смеси, очистки зерна, сортирования зерна, фракционирования зерна, направляющий латок.

В настоящее время используются различные тех- Некоторые из этих машин отличаются сложной кон-нологические оборудования для очистки и фракци- струкцией большим расходом энергии и что самое онирования зерен по аэродинамическим и металло- главное, не обеспечивают полностью очистку и сепа-магнитным свойством. Известны новые конструкции рирование сыпучего материала по фракциям в соот-зерноочистительных машин [1-4] и оборудований ветствии с требованиями стандарта. Проблематичной для фракционной обработки зернового материала. до сих пор остается полная очистка зерновой массы

Методика определения длины полета частиц различных массе зерна в комбинированном сепараторе

от трудноотделимых примесей. Разделение зерен в сортировочной машине не дает возможность фракционирования зерна по массам.

С целью совмещения процесса очистка и фракционирования зерна нами разработан новый комбинированный сепаратор для полной очистки и фракционирования местных сортов зерна от примесей в зависимости от его массы. Пыль и легкие частицы (соломистые и другие примеси), которые меньше массы зерна удаляются из камеры сепарации аспирационными каналами путем всасывания. Оставшаяся зерновая примесь, попадая на поверхность наклонной перфорированной полки просеивается. Из-за того, что размеры отверстия перфораций больше, чем размеры зерен, то зерна проходят через отверстия и подаются к питающему валику. При этом другие крупные примеси (соломы, камни и др.), перемещаясь по поверхности наклонной перфорированной полки, через выходное окно поступает в емкость для сбора крупных тяжелых примесей.

Одним из основных механизмов новой двух этапной комбинированной машины для сепарации и фракционирования зерна являются питающий валик и направляющей лоток, которые в свою очередь предопределяют дальнейший технологический про-

цесс работы машины, то есть очистки и фракционированная зерна по массам.

Для обоснования параметров аппарата по критерию фракционирования сыпучего материала по массе исследуем движение зерен или частиц примесей вылетающих из распределителя сепаратора со скоростью У0 (рис. 1).

Обозначим массу частиц, содержашихся в зерновой смеси через (I = 1...п). Все частицы в момент вылета из распределителя будут иметь одинаковую начальную скорость У0, вектор которой направлен под углом в к оси ОХ. Угол наклона установливается с помощью специального механизма регулирования на-правляюшего лотка. При полете частицы зерновой смеси на нее действуют сила тяжести ( g - ускорение свободного падения) и сила сопротивления воздуха, которая пропорциональна первой степени скорости кх [1], где к - коэффициент сопротивления воздуха; х - скорость полёта частицы. Следует отметить, что коэффициент сопротивления воздуха зависит от многих факторов, составлящих геометрические, физико-механические, кинематические параметры частицы, а также от свойств воздушной среды камеры сеперации.

Рис. 1. Схема полета зерновой смеси в камере сепарации

Составим уравнение движение i - ой частицы на ось OX:

k

x(t) = S = V2 sin 2в I —(V0 • sin в + ) (3) m. k

(i)

mx = -kx или x =--x.

m{

С учетом начальных условий t = 0, x = 0 и x = V0 ■ cos в получим

x (t) = e - i + c

k

(2)

m.

где постоянная интегрирования равна C 2 = ~k~V0cos в из условия t = 0; x (t) = 0.

Используя последнее выражение, можно найти расстояние от начала координат до точки в момент, когда частица массой m{ поднимется на максимальную высоту h:

Результаты экпериментальных исследований зависимости расстояния 5 от массы частицы зерна при достижении им максимальной высоты h для различных скоростей при в = 450 представлены на рис. 2. При линейной зависимости расстояния Б зерновой смеси от массы частицы влияние скорости полёта зерна однозначно: с увеличением скорости У0 возрастает расстояние 5 зерновой смеси от начала координат для данной массы частицы (рис. 2).

Рис. 2. График зависимости расстояния S зерновой смеси от массы частицы т{ при максимальной

высоте для различных скоростей зерна

После достижения частицы массой т{ максималь-

ной высоты Н начнется ее снижение и вектор силы сопротивления ку будет направлен вверх паралельно оси OY. При решении дифференциального уравнения в проекции на оси OY для упрощения функциональных зависимостей удобно отсчет времени начинать опять с t = 0 . С учетом начальных условий t = 0, у = 0 получено выражение

которой дает выражение для расстояния как функции от времени t:

2к (V ■ Sm|} + М) • (5)

s2 = V2 ■ Sin2в

т{ к Таким образом, суммарная длина полета L с учетом зависимостей (3) и (5) составит: L = £

S = m.V

у (t) = h-

mg mg k k

(1 - ),

(4)

тл

VLsin2ß+^(1 -e m")sinß

(6)

из которого при у = 0 можно найти время t = t*, которое соответсвует максимальной длине полета частицы массой т{ вдоль оси ОХ.

Из закона движения частицы массой т{ в проекции на ось ОХ трс = —кх, можно получить дифференциальную зависимость для скорости, интегрирование

k(V0 sin в + m¡g) k

Экспериментальные значения длины полета L расстояния (зерновой смеси) в зависимости от массы при различных скоростях представленны на рис. 3.

L.M

4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0

- ♦- ____4

. - " __А

♦ ■ — А--- _ - Лг- ---' . —ir

А— - . —А- Ш ' ~ —

* ~

« —--•- - -«

•- -•- -щ-

0,026 0,028 0,03 0,032 0,034 0,036 0,038 0,039 0,04 m,rp

—•- ^V(o)=3,93 -я- ■ V(o)=4,73 —А- ■ V(o)=5,49 - V(o)=6,28

Рис. 3. График зависимости длина полета L зерновой смеси от начала координат до точки падения в зависимости от массы m и скорости зерна

Physiological effect and safety of the use of vegetative additives in the bread production technology

Из графика (рис. 2 и 3) видно, что с увеличением скорости У0, высота Ь подъема частиц зерновой смеси растет. Также из графика видно, что высота подъема частиц зерновой смеси увеличивается пропорционально увеличению массы частиц зерновой смеси. Соответственно частицы, имеющие наибольшую массу поднимаются на наибольшую высоту и пролетают на максимальное расстояние по ОХ. Таким образом, зерновая смесь (семенные, продовольственные, фуражные зерна, семена других растений и разные возможные примеси...) в зависимости от массы разделяются по всей длине камеры сепарации на фракции и входят в соответствующие отсеки, где специальные приспособления обеспечивают разделение зерен от всевозможных при-

месей. Пыль и легкие частицы (соломистые и другие примеси) удаляются из камеры сепарации аспираци-онными каналами путем всасывания.

Таким образом, разработана современная конструкция сепаратора для сыпучих материалов, в котором осуществляется одновременная очистка зернового материала от различных примесей и его фракционирование в зависимости от массы и скорости полета зерна. Теоретико-экспериментальные исследования процесса полета и разделения зерен различной массы является обоснованием для рациональной конструкции комбинированного сепаратора, подтверждают высокую эффективность качества очистки зернового материала.

Список литературы:

1. Фоминых А. В. Повышение эффективности сепарирования зерна и сои на основе совершенствования фракционных технологий и машин: Автореф. дисс. ... докт. техн. наук. Челябинск, 2006. - 26 с.

2. Лапшин И. П. Расчет и конструирование зерноочистительных машин/И. П. Лапшин, Н. И. Косилов. Курган: ГИПП «Зауралье», 2002. 168 с.

3. Стрикунов Н. И. Очистка зерна и семян. Машины и технологии: учебное пособие/Н. И. Стрикунов, В. И. Беляев, Б. Т. Тарасов. Барнаул: Изд-во АГАУ, 2007. 131 с.

4. Васильев Н. Ф. Совершенствование технологии фракционной обработки зернового материала в условиях Забайкалья: Автореф. дисс. ... канд. техн. наук. - Улан-Уде, 2006. - 24 с.

5. Баракаев Н. Р., Ризаев А. А., Бахадиров Г. А. и др. Сепаратор. Патент РУз №БАР 00631, Государственное патентное ведомство Республики Узбекистан, Официальный бюллетень, № 7 (123), 2011 г.

6. Баракаев Н. Р., Ризаев А. А., Бахадиров Г. А. и др. Питающее устройство сепаратора зерна. Патент РУз №БАР 00820, Государственное патентное ведомство Республики Узбекистан, Официальный бюллетень, № 6 (123), 2013 г.

Djahangirova Gulnoza Zinatullaevna, Tashkent chemical-technological institute, The senior researcher of the department«Technology of foodstuffs»

E-mail: djaxangirova77@mail.ru Tursunkhodjaev Pulat Muhamedovich, Tashkent chemical-technological institute, Dr.Tech.Sci., the professor of the department «Technology of foodstuffs»

Physiological effect and safety of the use of vegetative additives in the bread production technology

Abstract: In the paper the safety issue of application of vegetative additives in the preparation technology ofbread has been studied. It has been determined that the introduction in the diet of the experimental animal flour products containing fruit and vegetable additives, positively influences on the clinical picture and behavioural reactions of rodents.

Keywords: safety, bread, vegetative additives, physiological effect.

Plant products dominate the evolutionary diet of (as separate products or in dishes) daily. These include man as the total number — about 1300 ... 1400 g/a grains, legumes, vegetables, fruits, berries, herbs, nuts, day, and on the range — not less than 10 ... 15 names vegetable oils, which are the only natural sources of car-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.