Научная статья на тему 'ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СЛУЧАЙНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ И КАПЕЛЬ СУСПЕНЗИИ В КАМЕРЕ ОБРАБОТКИ СЕМЯН БИОПРЕПАРАТАМИ'

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СЛУЧАЙНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ И КАПЕЛЬ СУСПЕНЗИИ В КАМЕРЕ ОБРАБОТКИ СЕМЯН БИОПРЕПАРАТАМИ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
41
7
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПНЕВМОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРОТРАВЛИВАТЕЛЬ / БИОПРЕПАРАТ / МИКРООРГАНИЗМЫ / ПСЕВДООЖИЖЕНИЕ / ВИТАНИЕ СЕМЯН / ЗАЩИТА РАСТЕНИЙ

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Сабиров Раис Фаритович

В статье рассмотрен новый пневмомеханический протравливатель семян, адаптированный для работы с биологическими препаратами, основными узлами которого являются камера протравливания и распылитель рабочего состава. Описана конструкция и принцип работы камеры протравливания, распылителя рабочего состава биопрепарата, гидравлической и пневматической систем устройства. Широкий диапазон регулировки давления распыления, а также щадящий пневматический способ нанесения рабочего препарата на семена позволяют использовать биологические препараты для проведения работ по подготовке семян к посеву. Приведены исследования по определению равномерности распределения капель жидкости на семенах при первичном контакте в зависимости от угла установки форсунки, степени заполнения камеры обработки и её геометрических параметров. Обоснована вероятность поглощения капли зерновкой с учетом того, что капля по размеру существенно меньше семени. Предложен алгоритм численного расчета количества смоченных семян, а также вариационного ряда распределения (полигона частот), среднего значения, среднеквадратического отклонения и коэффициента вариации капель на зерновке. По изложенному алгоритму на языке C# в среде VisualStudio разработано приложение для Windows - программа, реализующая численный эксперимент и его статистическую обработку. Определены рациональный угол установки форсунки у = 0° и высота псевдоожиженного слоя hz1= 0,07 м.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Сабиров Раис Фаритович

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

SPECIFICATION OF PARAMETERS OF RANDOM INTERACTION OF SOLID PARTICLES AND SUSPENSION DROPS IN A CHAMBER FOR SEED PROCESSING WITH BIOLOGICAL PRODUCTS

The article observes a new pneumomechanical seed treating machine, adapted to work with biological products, the main components of which are the treatment chamber and the sprayer of working composition. The design and operation principle of the treatment chamber, the sprayer of the working composition of the biological product, the hydraulic and pneumatic systems of the device are described. A wide range of spraying pressure adjustment, as well as a gentle pneumatic method of applying the working preparation onto seeds allows the use of biological products for preparing seeds for sowing. Theoretical studies are given to determine the distribution uniformity of liquid droplets on seeds at first contact, depending on the porosity of the fluidized bed, the angle of the nozzle, the infill degree of the treatment chamber and its geometric parameters. The probability of a drop absorption by a caryopsis is substantiated, taking into account the fact that the drop is much smaller in size than the seed. An algorithm for numerical computation of wetted seeds is proposed, as well as variational distribution range (frequency polygon), average value, mean-square deviation and variation coefficient of drops on a caryopsis. According to the above algorithm, an application for Windows was developed in the C# language and in VisualStudio environment - a program that implements a numerical experiment and its statistical processing. Appropriate nozzle installation angle y=0° and the height of the fluidized bed hz1=0.07 m were determined.

Текст научной работы на тему «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СЛУЧАЙНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ И КАПЕЛЬ СУСПЕНЗИИ В КАМЕРЕ ОБРАБОТКИ СЕМЯН БИОПРЕПАРАТАМИ»

УДК 633.313; 631.461.52

DOI 10.18286/1816-4501-2022-1-25-32

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СЛУЧАЙНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ И КАПЕЛЬ СУСПЕНЗИИ В КАМЕРЕ ОБРАБОТКИ СЕМЯН

БИОПРЕПАРАТАМИ

Сабиров Раис Фаритович, старший преподаватель кафедры «Эксплуатация и ремонт машин»

ФГБОУ ВО «Казанский государственный аграрный университет»

420015, г. Казань, ул. Карла Маркса, 65; тел.: 8(843)567-45-00;

e-mail: [email protected]

Ключевые слова: пневмомеханический протравливатель, биопрепарат, микроорганизмы, псевдоожижение, витание семян, защита растений.

В статье рассмотрен новый пневмомеханический протравливатель семян, адаптированный для работы с биологическими препаратами, основными узлами которого являются камера протравливания и распылитель рабочего состава. Описана конструкция и принцип работы камеры протравливания, распылителя рабочего состава биопрепарата, гидравлической и пневматической систем устройства. Широкий диапазон регулировки давления распыления, а также щадящий пневматический способ нанесения рабочего препарата на семена позволяют использовать биологические препараты для проведения работ по подготовке семян к посеву. Приведены исследования по определению равномерности распределения капель жидкости на семенах при первичном контакте в зависимости от угла установки форсунки, степени заполнения камеры обработки и её геометрических параметров. Обоснована вероятность поглощения капли зерновкой с учетом того, что капля по размеру существенно меньше семени. Предложен алгоритм численного расчета количества смоченных семян, а также вариационного ряда распределения (полигона частот), среднего значения, средне-квадратического отклонения и коэффициента вариации капель на зерновке. По изложенному алгоритму на языке С# в среде VisualStudio разработано приложение для Windows - программа, реализующая численный эксперимент и его статистическую обработку. Определены рациональный угол установки форсунки у = 0° и высота псевдоожиженного слоя hzl = 0,07 м.

Введение

Отечественный и мировой опыт показывает, что применение техники для защиты растений обеспечивает 50...70 % прироста урожая. Повышение производительности этой техники и экономия дорогостоящих препаратов при малообъемном адаптированном внесении средств защиты растений позволяют не только увеличить объем выращиваемой сельскохозяйственной продукции, но и значительно сократить затраты и загрязнение окружающей среды [1, 2, 3, 4].

В условиях острого дефицита средств механизации для защиты растений в регионах Российской Федерации идут спонтанные процессы роста производства и модернизации существующей техники [3, 5, 6].

Этот, казалось бы, положительный фактор промышленного роста на практике приводит к отрицательным результатам. Разработка и производство новой техники для защиты растений в регионах России зачастую осуществляется без учета современных достижений отечественной и зарубежной науки, требований государственных и отраслевых стандартов, технологических

и экологических требований. При росте номенклатуры технических средств в регионах появляется множество однотипных конструкций. При этом в условиях жесткой конкуренции идет борьба не за качество и высокий технический и технологический уровень машин для защиты растений, а за уменьшение цены путем использования комплектующих низкого качества и недопустимого упрощения конструкции в ущерб требованиям экологической безопасности и безопасности труда.

Также остро стоит вопрос снижения химической нагрузки на растениеводство в целом и постепенный переход на биологизацию производства продукции растениеводства [7, 8, 9].

Значительное влияние физико-механических характеристик рабочих процессов машин для защиты растений на динамику численности полезных микроорганизмов биопрепаратов ставит перед нами цель разработать технологию и технические средства для обработки семян защитно-стимулирующими препаратами биологического типа.

До настоящего времени в нашей стране проведено недостаточно исследований по раз-

И

1 - шнек; 2 - корпус шнека (3 части); 3 - загрузочный лоток; 4 - шкив шнека; 5 - ремень; 6 -шкив электродвигателя; 7 - электродвигатель; 8 - рама; 9 - заслонка регулировки подачи семян; 10 - блок управления; 11 - нагревательный элемент. 12 - датчик температуры нагревательного элемента; 13 - датчик температуры жидкости; 14 - насос мембранный; 15 - бак рабочей жидкости; 16 - трубопровод; 17 - регулятор давления жидкости; 18 - манометр; 19 - труба; 20 - форсунка с распылителем; 21 - кожух для подачи воздуха; 22 - заслонка регулировки подачи воздуха; 23 - вентилятор; 24 - регулятор температуры; 25 - указатель температуры жидкости; 26 - мешок; 27 - корзина для мешка; 28 - колесо

Рис.1 - Схема экспериментального образца устройства для обработки семян биопрепаратами

Рис. 2 - Схема камеры обработки семян

1 - камера протравливания; 2 - распылитель; 3 - диффузор

работке рациональной технологии нанесения биологических препаратов на поверхность семян с целью повышения их всхожести и урожайности.

Анализ используемых для защиты растений технических средств и литературных источников показал, что специально разработанных для работы с биопрепаратами машин крайне мало. Поэтому в настоящее время актуальными являются исследования, направленные на совершенствование технических средств для защиты растений, приспособленных к работе с

биологическими препаратами, учитывающими их особенности и обеспечивающих высокую эффективность их применения [4, 10, 11, 12, 13, 14].

Целью данного исследования является определение равномерности распределения капель рабочего состава биопрепарата по семенам при первичном контакте в зависимости от угла установки форсунки, степени заполнения камеры обработки и её геометрических параметров.

Материалы и методы исследований

На основе вышеизложенного нами разработано техническое средство (рис. 1) для предпосевной обработки поверхности семян сельскохозяйственных культур биологическими препаратами [15, 16]. Основными рабочими органами разработанного устройства являются камера обработки (рис. 2) и распылитель рабочего состава биопрепарата, которые должны обеспечивать:

- снижение энергоемкости процесса предпосевной подготовки семян;

- полноту и равномерность протравливания семян;

- повышение эффективности применения

биологических препаратов за счет снижения негативного влияния различных физико-механических факторов на жизнеспособность микроорганизмов.

Принцип работы разработанной установки для нанесения биологических препаратов заключается в следующем (рис. 2). Семенной материал подаётся шнеком в камеру обработки 1, где на него действует воздушный поток через диффузор 3, давление которого регулируется для достижения семенами скорости витания. Тем самым создается псевдоожиженный поток семян, навстречу которому распыляется рабочая жидкость распылителями 2. Рабочий состав в распылители 2 подается из бака рабочей жидкости под давлением, создаваемым насосом. В результате происходит нанесение распыленного препарата на семена. Принцип работы распылителя 2, который обеспечивает снижение негативного влияния различных физико-механических факторов на жизнеспособность микроорганизмов, приведен в [17, 18].

Результаты исследований

Взаимодействие капель суспензии и твердых частиц можно разделить на этапы:

- первичный контакт - это столкновение потока капель с частицами, распределенными в псевдоожиженном слое, которые в данный момент времени находятся под факелом форсунки;

- вторичное смачивание частиц - при перемешивании в процессе кипения псевдоожи-женного слоя и при перемещении шнеком к выгрузному патрубку.

Построим модель случайного взаимодействия капель и частиц, полагая равномерную пористость псевдоожиженного слоя в камере обработки и нормальное Гауссово распределение капель жидкости в поперечном сечении факела форсунки.

Высоту объема, занимаемого частицами в камере 1ъг1, выберем в качестве одного из варьируемых факторов. Её связь со скоростью воздушного потока является отдельной задачей и подлежит экспериментальному уточнению.

Степень заполнения шнека Дд^ также выберем в качестве варьируемого фактора. Ее определяет количество частиц в камере обработки, так как:

= 7, (1)

где

V« - объем слоя частиц при отсутствии воздушного потока, м3, где V = пК21 - объем камеры обработки, м3, й - радиус камеры, м,

Рис. 3 - Схема заполнения камеры обработки семенами

^ - длина камеры, м, (рис. 3).

После несложных, но достаточно громоздких вычислений получим объем семян в камере обработки:

V = LRz(a± — sino^ caseF^ (2)

где - половина центрального угла, определяющего высоту «кипящего» слоя семян

h-zl в камере.

Разобьем объем V, м3, по высоте м, на слои толщиной в один эквивалентный диаметр семени d.

Форсунка для распыления жидкости установлена в верхней части камеры обработки под

углом Y к вертикали. Угол У, град., является фактором для совместного исследования вместе со степенью заполнения шнека и высотой псевдоожиженного слоя м. Прочие параметры форсунки (угол раскрытия факела и расположение по горизонтальной оси камеры) устанавливаем на значениях, обеспечивающих ширину горизонтального сечения конуса факела плоскостью Uy), равную 2R (малая ось эллипса), а длину - в пределах длины камеры обработки L.

Все капли факела форсунки распределены по нормальному закону в двух направлениях: по осям Х2 и Уз (рис. 4) с одинаковой дисперсией. Ось ^з является осью форсунки и отклонена от

вертикали на угол У. Угол который соответствует максимальному отклонению капель от оси форсунки Zg, определяется из условия попадания всех капель в эллипс с малой полуосью

на плоскости

Рис. 4 - Схема установки форсунки

Уравнение траектории капли можно пред-

г-Я

(3)

1енно ко-У, г)

ставить в виде: х у-b

х 2 У2 2 2. где х, у, z и х2, у2, z2 - соответст

ординаты капли в системе координат связанной с осью шнека и в системе С^Уг^г);

Ь - смещение форсунки по оси У, обеспечивающее нахождение сечения факела форсунки плоскостью (X у) внутри камеры обработки.

Определим расстояние от траектории капли до центра семени 1^1^11 (рис. 5). Направляющий единичный вектор траектории

капли Ч имеет проекции на оси координат

(.ХцУгз 2г)1 определяемые соотношениями (3) (141 = !)• Произвольная точка М, в которой находится центр семени, имеет координаты М{х,у- Ь,г — Я).

Для вероятного поглощения капли семенем, с учетом того, что капля существенно меньше семени, необходимо выполнение условия \НгМ\ < (4)

Кроме данного условия, требуется, чтобы капля не была поглощена ранее другими частицами. Для проверки условия (4) организуем двойной цикл - внешний - по всем каплям, а внутренний - по семенам, начиная с верхних слоев. Если для очередной частицы выполняется условие (4), то капля суммируется в ячейку

Рис. 5 - К определению расстояния от траектории капли до семени

массива данной частицы, и происходит выход из внутреннего цикла, чтобы для других частиц условие не проверялось.

В результате численного эксперимента получаем массив Л из ячеек Ait размером по числу зерен в камере i = 1 ...п, содержимое каждой ячейки которого равно числу капель на каждом семени после распределения (il^ " ^step) капель.

Обсуждение

По изложенному алгоритму на языке C# в среде VisualStudio разработано приложение для Windows - программа, реализующая численный эксперимент и его статистическую обработку.

В таблице 1 представлен результат численного эксперимента взаимодействия 179734 семян на 1000 шагах по оси У с 1000 каплями на каждом из них. Для определения зависимости количества смоченных зерен от угла установки форсунки и высоты слоя зерна примем степень заполнения камеры обработки семенным материалом ОД.

Зависимость количества смоченных зерен от угла установки форсунки у и высоты слоя зерна h представлена на рисунке 6.

Вертикальная установка форсунки с углом у от 00 до 100 позволяет получить максимальное количество смоченных частиц - от 6675 шт. до 6734 шт. Отклонение от этих углов, как и уменьшение высоты псевдоожиженного слоя семян

Таблица 1

Количество смоченных зерен в зависимости от угла установки форсунки и высоты слоя зерна

Высота слоя семян И , м Угол у, град.

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

0,05 6384 6294 6347 6292 6144 6021 5695 5266 4089 887

0,06 6525 6618 6504 6375 6349 6166 5855 5259 4138 899

0,07 6621 6649 6605 6494 6302 6194 5872 5257 4074 964

0,08 6734 6705 6675 6457 6204 6080 5760 5029 3825 954

0,09 6649 6529 6493 6418 6226 5911 5576 4975 3643 984

0,1 6506 6417 6353 6111 6067 5707 5295 4618 3297 936

0,11 6207 6161 6098 5901 5725 5435 4939 4274 3137 851

0,12 5993 5958 5920 5721 5526 5151 4676 4019 2804 837

0,13 5640 5573 5513 5341 5082 4762 4324 3505 2489 818

0,14 5164 5167 5019 4857 4580 4298 3778 3127 2117 703

0,15 4795 4796 4694 4586 4255 3909 3459 2783 1890 671

Высота слоя семян, м

■О -5 —10-15-20

, (| _, - Угол установки форсунки.

Рис. 6 - Зависимости количества смоченных зерен от угла установки форсунки и высоты слоя зерна

Количество смоченных зерен в зависимости ры обработки семенным материалом

Рис. 7 - Зависимость количества смоченных зерен от высоты слоя зерна и степени заполнения камеры обработки семенным материалом Dsh

Таблица 2

от высоты слоя зерна и степени заполнения каме-

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Высота слоя зерна Иг1 Степень заполнения камеры ^зЪ

0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4

0,05 6356 6395 6346 6409 6308 6299 6339 6384

0,06 6588 6559 6596 6589 6568 6591 6549 6525

0,07 6641 6720 6715 6735 6642 6751 6727 6621

0,08 6582 6700 6622 6680 6595 6666 6698 6734

0,09 6624 6595 6541 6578 6607 6577 6638 6649

0,1 6442 6401 6425 6503 6450 6434 6510 6506

0,11 6176 6227 6238 6282 6229 6126 6122 6207

0,12 6013 5963 5987 5999 5978 5997 6032 5993

0,13 5615 5646 5666 5654 5594 5673 5674 5640

0,14 5306 5214 5165 5197 5154 5187 5162 5164

0,15 4799 4806 4800 4844 4837 4784 4869 4795

И приводит к значительному снижению количества смоченных зерен.

Для расчета количества смоченных зерен в зависимости от высоты слоя зерна Иг1 и степе-

ни заполнения Dsh камеры обработки семенным материалом примем угол установки форсунки в камере обработки у = 0°. Результаты численных расчетов представлены в таблице 2.

Зависимость количества смоченных зерен от высоты слоя зерна h и степени заполнения Dsh камеры обработки семенным материалом представлена на рисунке 7.

Снижение высоты псевдоожиженного слоя семян h до 0,07 м приводит значительному увеличению количества смоченных зерен до 6751 вследствие увеличения площади контакта распыленного рабочего раствора биопрепарата. Степень заполнения Dsh камеры обработки семенным материалом незначительно влияет на процесс смачивания.

Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что основное влияние на смачивание зерен оказывают угол установки форсунки у и высота псевдоожиженого слоя h , м.

Заключение

1. Равномерность распределения капель жидкости по семенам при первичном контакте зависит от пористости псевдоожиженного слоя, угла установки форсунки, степени заполнения камеры обработки и её геометрических параметров.

2. Разработанная программа для ЭВМ, реализующая численный эксперимент и его статистическую обработку, позволяет на основе предложенного алгоритма рассчитать количество смоченных семян, вариационный ряд распределения (полигон частот), среднее значение, среднеквадратическое отклонение и коэффициент вариации капель на зерновке.

3. Качественная обработка семян биопрепаратом обеспечивается при рациональных значениях следующих параметров: угол установки форсунки у = 0°; высота псевдоожиженного слоя hz1 = 0,07 м.

Библиографический список

1. Нежметдинова, Ф. Т. Экологическая безопасность и гуманитарная экспертиза рисков внедрения современных биотехнологий в контексте формирования биоэкономики / Ф. Т. Нежметдинова, А. Р. Валиев // Современные проблемы безопасности жизнедеятельности: настоящее и будущее : материалы III Международной научно-практической конференции. - Казань : ГБУ Научный центр безопасности жизнедеятельности, 2014. - Ч. II. - С. 802-809.

2. Безопасность продуктов питания в условиях ВТО / Д. И. Файзрахманов, Ф. Т. Нежметдинова, Б. Г. Зиганшин, А. Р. Валиев // Сельский механизатор. - 2013. - № 11. - С. 4-6.

3. Современное состояние зернового производства в Российской Федерации / Д. И.

Файзрахманов, А. Р. Валиев, Б. Г. Зиганшин [и др.] // Вестник Казанского ГАУ. - 2021. - Т. 16, № 2(62). - С. 138-142.

4. Продуктивность сельскохозяйственных культур при примене-нии биопрепаратов на основе ризосферных бактерий (PGPR) / Л. З. Каримова, Л. С. Нижегородцева, В. А. Колесар [и др.] // Вестник Казанского ГАУ. - 2019. - Т. 14, № S4-1(55). - С. 52-58.

5. Сабиров, Р. Ф. Технические средства для обработки поверхности семян и их протравливания перед посевом средствами защиты растений / Р. Ф. Сабиров, А. Р. Валиев, Н. И. Семушкин // Агроинженерная наука XXI века : научные труды региональной научно-практической конференции, Казань, 18 января 2018 года. - Казань : Казанский ГАУ, 2018. - С. 201-204.

6. Теория распыливания жидкости форсунками / Б. Л. Иванов, Б. Г. Зиганшин, Р. Ф. Ша-рафеев, И. Р. Сагбиев // Вестник Казанского ГАУ.

- 2019. - Т. 14, № 2(53). - С. 95-99.

7. Приемы повышения эффективности применения биологических препаратов в растениеводстве / Г. Н. Агиева, Л. С. Нижегородцева, Р. Ж. К. Диабанкана [и др.] // Вестник Казанского ГАУ. - 2020. - Т. 15, № 4(60). - С. 5-9.

8. Influence of physical factors on viability of microorganisms for plant protection / R. Sabirov, A. R. Valiev, L. Karimova [et al.] // Engineering for Rural Development, Jelgava, 22-24 мая 2019 года.

- Jelgava, 2019. - P. 555-562.

9. Особенности движения зерна по спиральному диску сушилки / В. И. Курдюмов, Ю. М. Исаев, А. А. Павлушин [и др.] // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. - 2019. - № 1(45). - С. 12-17.

10. Теоретические исследования процесса дозирования сыпучего материала / Н. М. Семашкин, Ю. М. Исаев, Н. П. Крючин [и др.] // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. - 2019. - № 1(45). - С. 6-11.11.Влияние давления при опрыскивании растений микробиологическими препаратами на сохранение жизнеспособности микроорганизмов и их численность / В. В. Котляров, Н. В. Сединина, Д. Ю. Донченко, Д. В. Котляров // Научный журнал КубГАУ. - 2016. - № 115(01). - С. 1219-1232.

12. Calegari, F. Economic and environmental benefits of using a spray control system for the distribution of pesticides / F. Calegari, D. Tassi, M. Vincini // Journal of Agricultural Engineering. -2013. - Vol. 44(2s). - Р. 163-165.

13. WenJun, Z. Global pesticide consumption

and pol-lution: with China as a focus / Z. WenJun, J. FuBin, O. JianFeng// Proceedings ofthelnternational Academy of Ecology and Environmental Sciences. -2011. - 1(2). - Р. 125-144.

14. Pergher, G. Influence of canopy development in the vine-yard on spray deposition from a tunnel sprayer / G. Pergher, N. Zucchiatti // Journal of Agricultural Engineering. - 2018. - Vol. 49(3). - Р. 164-173.

15. Патент № 183231 U1 Российская Федерация, МПК A01C 1/06. Пневмомеханический протравливатель, адаптированный для работы с биопрепаратами: № 2018111370 : за-явл. 29.03.2018 : опубл. 14.09.2018 / Сабиров Р. Ф., Валиев А. Р., Сафин Р. И. [и др.] ; заявитель ФГБОУ ВО Казанский ГАУ.

16. Патент № 2675302 C1 Российская Фе-

дерация, МПК А01С 1/00. Модульный пневмомеханический протравливатель семян : № 2018111383 : заявл. 29.03.2018: опубл. 18.12.2018 / Сабиров Р. Ф., Валиев А. Р., Сафин Р. И. [и др.] ; заявитель ФГБОУ ВО Казанский ГАУ

17. Патент № 181323 и1 Российская Федерация, МПК В05В 1/34, В05В 7/10. Форсунка для распыления рабочего состава биопрепарата : № 2018113240 : заявл. 11.04.2018 : опубл. 10.07.2018 / Сабиров Р. Ф., Валиев А. Р., Сафин Р. И. [и др.] ; заявитель ФГБОУ ВО Казанский ГАУ.

18. Патент № 2681640 С1 Российская Фе-дераця, МПК В05В 7/10. Распылитель рабочего состава биопрепарата : № 2018113215 : за-явл. 11.04.2018 : опубл. 11.03.2019 / Сабиров Р. Ф., Валиев А. Р., Сафин Р. И. [и др.] ; заявитель ФГБОУ ВО Казанский ГАУ.

SPECIFICATION OF PARAMETERS OF RANDOM INTERACTION OF SOLID PARTICLES AND SUSPENSION DROPS IN A CHAMBER FOR SEED PROCESSING WITH BIOLOGICAL PRODUCTS

Sabirov R. F.

FSBEI HE "Kazan State Agrarian University" 420015, Kazan, Karl Marx st., 65; tel.: 8(843)567-45-00; e-mail: [email protected]

Key words: pneumomechanical treating machine, biological product, microorganisms, fluidization, seed soaring, plant protection.

The article observes a new pneumomechanical seed treating machine, adapted to work with biological products, the main components of which are the treatment chamber and the sprayer of working composition. The design and operation principle of the treatment chamber, the sprayer of the working composition of the biological product, the hydraulic and pneumatic systems of the device are described. A wide range of spraying pressure adjustment, as well as a gentle pneumatic method of applying the working preparation onto seeds allows the use of biological products for preparing seeds for sowing. Theoretical studies are given to determine the distribution uniformity of liquid droplets on seeds at first contact, depending on the porosity of the fluidized bed, the angle of the nozzle, the infill degree of the treatment chamber and its geometric parameters. The probability of a drop absorption by a caryopsis is substantiated, taking into account the fact that the drop is much smaller in size than the seed. An algorithm for numerical computation of wetted seeds is proposed, as well as variational distribution range (frequency polygon), average value, mean-square deviation and variation coefficient of drops on a caryopsis. According to the above algorithm, an application for Windows was developed in the C# language and in VisualStudio environment - a program that implements a numerical experiment and its statistical processing. Appropriate nozzle installation angle y=0° and the height of the fluidized bed hn=0.07 m were determined.

Bibliography:

1. Nezhmetdinova, F. T. Ecological safety and humanitarian expertise of the risks of introducing modern biotechnologies in the context of bioeconomy formation / F. T. Nezhmetdinova, A. R. Valiev // Current problems of life safety: present and future: materials of the III International scientific and practical conference. - Kazan: SBI Scientific Center of Life Safety, 2014. - Part II. - P. 802-809.

2. Safety of food products under WTO conditions / D.I. Fayzrakhmanov, F.T. Nezhmetdinova, B.G. Ziganshin, A.R. Valiev/Farm machinery operator. - 2013. - No. 11. - P. 4-6.

3. Current state of grain production in the Russian Federation / D. I. Fayzrakhmanov, A. R. Valiev, B. G. Ziganshin [and others] // Vestnik of Kazan State Agrarian University. - 2021. - 16, No. 2 (62). - P. 138-142.

4. Productivity of agricultural crops in case of application of biopreparations based on rhizosphere bacteria / L. Z. Karimova, L. S. Nizhegorodtseva, V. A. Kolesar [et al.] // Vestnik of Kazan State Agrarian University. - 2019. - V. 14, No. S4-1 (55). - P. 52-58.

5. Sabirov, R. F. Technical means for treating the surface of seeds and their dressing with plant protection products before sowing / R. F. Sabirov, A. R. Valiev, N. I. Semushkin // Agroengineering science of the XXI century: scientific works of the regional scientific- practical conference, Kazan, January 18, 2018. - Kazan: Kazan State Agrarian University, 2018. - P. 201-204.

6. The theory of liquid atomization by nozzles / B. L. Ivanov, B. G. Ziganshin, R. F. Sharafeev, I. R. Sagbiev // Vestnik of Kazan State Agrarian University. -2019. - 14, No. 2 (53). - P. 95-99.

7. Methods of efficiency increase of application of biological products in crop production / G. N. Agieva, L. S. Nizhegorodtseva, R. Zh. K. Diabankana [et al.] // Vestnik of Kazan State Agrarian University. - 2020. - V. 15, No. 4 (60). - P. 5-9.

8. Influence of physical factors on viability of microorganisms for plant protection / R. Sabirov, A. R. Valiev, L. Karimova [et al.] // Engineering for Rural Development, Jelgava, May 22-24, 2019. - Jelgava, 2019. - P. 555-562.

9. Features of grain movement along the spiral disc of the dryer / V. I. Kurdyumov, Yu. M. Isaev, A. A. Pavlushin [et al.] // Vestnik of Ulyanovsk State Agricultural Academy. - 2019. - No. 1 (45). - P. 12-17.

10. Theoretical studies of the dosing process of bulk material / N. M. Semashkin, Yu. M. Isaev, N. P. Kryuchin [et al.] // Vestnik of Ulyanovsk State Agricultural Academy. - 2019. - No. 1 (45). - P. 6-11.

11. Influence of pressure when spraying plants with microbiological products on viability of microorganisms and their number / V. V. Kotlyarov, N. V. Sedinina, D. Yu. Donchenko, D. V. Kotlyarov // Scientific journal of KubSAU. - 2016. - No. 115(01). - P. 1219-1232.

12. Calegari, F. Economic and environmental benefits of using a spray control system for the distribution of pesticides / F. Calegari, D. Tassi, M. Vincini // Journal of Agricultural Engineering. - 2013. - Vol. 44(2s). - P. 163-165.

13. WenJun, Z. Global pesticide consumption and pol-lution: with China as a focus /Z. WenJun, J. FuBin, O. JianFeng // Proceedings of the International Academy of Ecology and Environmental Sciences. - 2011. -1(2). - P. 125-144.

14. Pergher, G. Influence of canopy development in the vine-yard on spray deposition from a tunnel sprayer / G. Pergher, N. Zucchiatti // Journal of

Agricultural Engineering. - 2018. - Vol. 49(3). - P. 164-173.

15. Patent No. 183231 U1 Russian Federation, IPC A01C1/06. Pneumatic treating machine adapted to work with biological products : No. 2018111370 : Appl. 29.03.2018: publ. 14.09.2018 Sabirov R. F., Valiev A. R., Safin R. I. [and others]; applicant FSBEI HE Kazan State Agrarian University.

16. Patent No. 2675302 C1 Russian Federation, IPCA01C1/00. Modular pneumomechanicalseed treating machine : No. 2018111383 : Appl. 29.03.2018: publ. 18.12.2018 / Sabirov R. F, Valiev A. R., Safin R. I. [and others]; applicant FSBEI HE Kazan State Agrarian University.

17. Patent No. 181323 U1 Russian Federation, IPC B05B 1/34, B05B 7/10. Nozzle for spraying the working composition of the biological product: No. 2018113240: Appl. 11.04.2018: publ. 10.07.2018/ Sabirov R. F., Valiev A. R., Safin R. I. [and others]; applicant FSBEI HE Kazan State Agrarian University.

18. Patent No. 2681640 C1 Russian Federation, IPC B05B 7/10. Atomizer of the working composition of the biological product: No. 2018113215: Appl. 11.04.2018: publ. 11.03.2019/Sabirov R. F., Valiev A. R., Safin R. I. [and others]; applicant FSBEI HE Kazan State Agrarian University

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.