CC BY
13
ISSN 0131-5226. Теоретический и научно-практический журнал. _ИАЭП. 2017. Вып. 91._
8. Джабборов П.Н. Повышение эффективности технологического процесса посева зерновых культур на гребнях путём обоснования параметров и режимов работы универсальной комбинированной сеялки с трактором класса 1,4.Дис. ... канд. техн. наук. -СПб., 2013. - 125 с.
УДК 631.348.4
ОПТИМИЗАЦИЯ ПЛОТНОСТИ МАССОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИИ ПРИ ОБРАБОТКЕ КЛУБНЕЙ КАРТОФЕЛЯ
Г А. ЛОГИНОВ1'; А.В. МАРТЫНОВ2
Федеральное Государственное бюджетное научное учреждение «Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства» (ИАЭП), Санкт-Петербург, Россия
Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет», Санкт-Петербург, Россия
Для создания благоприятных условий по требованиям охраны труда и экологической безопасности и для снижения расхода протравливающих материалов обработку семенного картофеля необходимо проводить в камерах. В статье представлена конструкция камеры, которая оборудована наклонным транспортёром с обратным движением ленты клубней для обеспечения вращательного движения клубней, распылителями и вентиляционным блоком. Был выполнен расчёт количества выбранных распылителей и их расположения в камере протравливания; разработан стенд для определения показателей равномерности распыла суспензии по поверхности транспортёрной горки. В результате эксперимента получены следующие показатели: коэффициент вариации плотности массового распределения суспензии по длине транспортёрной горки составил 18,23-25,67%, а по ширине транспортёрной горки - 11,19-21,18%.
Ключевые слова, протравливание картофеля, камера, экологическая эффективность, равномерность распыла суспензии.
OPTIMIZATION OF MASS DISTRIBUTION DENSITY OF SUSPENSION DURING POTATO TUBER TREATMENT
G.A. LOGINOV1; A.V. MARTYNOV2
federal State Budget Scientific Institution "Institute for Engineering and Environmental Problems in Agriculture - IEEP", Saint Petersburg
2Federal State Budget Educational Institution "Saint Petersburg State Agrarian University", Saint Petersburg
To create favourable conditions, which are required by labour and environmental safety standards, and to reduce the consumption of disinfecting agents, the seed potato must be treated in chambers. The article describes the design of the chamber, which is equipped with sprayers, ventilation unit and an inclined
Технологии и технические средства механизированного производства продукции
растениеводства и животноводства_
conveyor with the reverse movement of the tuber belt to make the tubers rotate. In the experiment, the required number of selected sprayers and their location in the chamber was calculated; a stand was designed to determine the spraying uniformity of suspension over the surface of the conveyor slide; the following indicators were obtained: coefficient of density variation of the mass distribution of suspension along the length of the conveyor slide was 18.23-25.67%, and across the width of the conveyor slide - 11.19-21.18%.
Keywords: potato disinfection; chamber; eco-efficiency; suspension spraying uniformity. ВВЕДЕНИЕ
Цель эксперемента : провести расчёт расхода суспензии в соответствии с расходом по картофелю и нормой препарата, подобрать распылители и определить их расположение в камере, определить показатели равномерности распределение суспензии по поверхности транспортёрной горки.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Для проведения экспериментальных исследований была изготовлена экспериментальная установка (рис.1), состоящая из рамы, подающего транспортёра, протравливающей камеры, привода и бака с насосом - дозатором для приготовления суспензии.
Рис. 1. Схема лабораторной установки 1 - подающий транспортер; 2 - протравливающая камера; 3 - транспортерная горка; 4 - привод транспортера; 5 - вентиляционная камера; 6 -распылители; 7 - шиберная заслонка;
8 - влагоотделитель; 9 - аэрозольный фильтр; 10 - вентилятор; 11 - бак с насосом-дозатором для приготовления суспензии; 12 - ящик для протравленного картофеля.
На протравливающую камеру получен патент Российской Федерации № 2530991 [1]. Экспериментальные исследования проводились на опытной базе Института агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства отделом растениеводства ИАЭП совместно с кафедрой «Безопасность технологических процессов и производств» СПбГАУ [2].
Обработка клубней осуществляется следующим образом: транспортёром 1. клубни подаются в протравливающею камеру 2. Лента горки 3. движется обратно противотоку клубней, закручивая их. Форсунки 6. наносят на клубни препарат. При проходе клубней по транспортёрной горке клубни совершают 4-5 оборотов вокруг оси вращения, что создаёт
133
ISSN 0131-5226. Теоретический и научно-практический журнал. ИАЭП. 2017. Вып. 91.
условия для равномерного нанесения препарата на поверхность клубня. Вентилятор 10. отсасывает из камеры воздух. Шиберной заслонкой 7. регулируется скорость отсасываемого воздуха из камеры. Влагоотделитель 8. предназначен для понижения влажности отсасываемого воздуха, аэрозольный фильтр 9. позволяет снизить содержание агрохимиката в воздухе рабочей зоны обслуживающего персонала до допустимых санитарных норм.
По рекомендациям заводов производителей агрохимикатов на одну тонну посадочного материала требуется примерно один литр агрохимиката (например, Престиж 290 Б Б®), который разводится один к четырём [2]. При протравливании посадочного картофеля 20 т/час расход суспензии составит 100 л/час.
20 х 5 = 100 л/час
Вполне очевидно, что для равномерного распределения суспензии на плоскость транспортёрной горки одной форсунки недостаточно. Выбираем центробежную форсунку производства Германии ТЯЯТР 80 - 01, факел которой имеет форму полого конуса. Форсунка обеспечивают мелкодисперсный распыл с углом распыла факела - 80° при давлении 1 атм. и расходом рабочей жидкости 0,41 л/мин. [3]. Часовой расход суспензии составит:
Тогда количество форсунок будет:
100:25=4 штуки.
Рис. 2. Эпюры распределения факела центробежных форсунок:
1. - распыл одной форсунки;
2. - распыл двух форсунок;
А - обработанная поверхность горки суспензией Б - не обработанная поверхность горки суспензией
На рис. 2 показаны эпюры распределения факела центробежных распылителей. Из рис. 2 видно, что для равномерного распределения суспензии по плоскости транспортёрной горки распылители необходимо установить по схеме 2 - распыл двух форсунок. Схема установки и размеры расположения форсунок представлена на рис. 3.
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства
длинна транспортерной горки
Рис. 3. Схема установки и размеры расположения форсунок
Для определения равномерности распределения суспензии распылителями изготовлен стенд (рис. 4). Стенд представляет из себя стол, на котором располагаются ванночки площадью 75 см2 ёмкостью 250 мл., и кронштейн на котором крепятся форсунки. Подача суспензии на форсунки осуществлялась насосом-дозатором.
На рис. 4. представлен общий вид стенда и установка форсунок, используемых для определения равномерности распределения суспензии распылителями.
Рис. 4. Стенд для определения равномерности распределения суспензии распылителями
Ванночки и поверхность стола разделены на зоны и пронумерованы. Эксперимент проводился следующим образом:
ISSN 0131-5226. Теоретический и научно-практический журнал. _ПАЭП. 2017. Вып. 91._^_
1. На стол в соответствии с нумерацией раскладывались ванночки.
2. Включался насос и в течение 2- х минут проводилось заполнение ванночек.
3. Из ванночек раствор сливался в мерную колбу и определялся объём в мл. Плотность распределения определялась делением объёма раствора на площадь
мл.мин.
поверхности ванночки в--—; опыты проводились в 5 яти повторениях.
см'
Равномерность распределения суспензии по плоскости характеризуется коэффициентом вариации [4].
$ = — •100;
т
где ТП - среднее арифметическое плотности распределения суспензии в ванночке О" - среднеквадратическое отклонение плотности распределения суспензии в ванночке
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Плотность массового распределения суспензии распылителями по длине горки представлена на рис. 5.
Рис. 5. Плотность массового распределения суспензии распылителями по длине
транспортерной горки
В таблице 1 представлен статистический анализ плотности массового распределения суспензии по длине транспортерной горки. Плотность массового распределения оценивается коэффициентом вариации и составляет 18,232% - 25,678%.
Плотность массового распределения суспензии распылителями по ширине транспортерной горки представлена на рис. 6. Статистический анализ плотности массового распределения суспензии распылителями по ширине транспортерной горки представлена в таблице 2.
Технологии и технические средства механизированного производства продукции
растениеводства и животноводства_
Таблица 1
Статистический анализ плотности массового распределения суспензии распылителями по
длине транспортерной горки
Опыты в точках Значения плотности распределения жидкости в сочетаниях по мл.мин. длине горки--— см"
2 3 4 5
2 1,17 1,37 1,37 1,17
3 1,56 1,76 1,96 1,56
4 1,76 1,96 2,15 1,86
5 1,17 1,37 1,27 1,17
Средние 1,415 1,615 1,688 1,440
Дисперсия 0,087 0,087 0,188 0,112
ско 0,294 0,294 0,433 0,335
Коэф. вар. 20,809 18,232 25,678 23,261
Рис. 6. Плотность массового распределения суспензии распылителями по ширине
транспортерной горки
Таблица 2
Статистический анализ плотности массового распределения суспензии распылителями по
ширине транспортерной горки
Опыты в точках Значения плотности распределения жидкости в мл.мин. сочетаниях по ширине горки--— см"
2 3 4 5
2 1,17 1,56 1,76 1,17
3 1,37 1,76 1,96 1,17
4 1,37 1,96 2,96 1,27
5 1,11 1,56 1,86 1,17
Средние 1,255 1,710 1,885 1,195
Дисперсия 0,018 0,037 0,009 0,003
СКО 0,135 0,191 0,096 0,050
Коэф. вар. 10,759 18,198 5,079 4,184
ISSN 0131-5226. Теоретический и научно-практический журнал. _ИАЭП. 2017. Вып. 91._
Плотность массового распределения суспензии распылителями по ширине транспортерной горки характеризуется более высокими значениями равномерности распределения и составляет 11,198% - 21,184%, что особенно важно при распределении препарата по поверхности клубня и характеризует высокую равномерность распределения суспензии по поверхности горки, а также обеспечивает равномерное нанесение препарата по поверхности клубней.
ВЫВОДЫ
В результате эксперимента проведён расчёт и выбор распылителей, определено их расположение в протравливающей камере. Получены показатели плотности распределения суспензии по поверхности транспортёрной горки:
Коэффициент вариации плотности массового распределения суспензии по длине горки составляет 18,23 - 25,67 %.
Коэффициент вариации плотности массового распределения суспензии по ширине горки составляет 11,19- %21,18.
ЛИТЕРАТУРА
1. Патент № 2530991 РФ,МПК А01С1/08 Устройство для протравливания корнеклубнеплодов / Шкрабак B.C., Шкрабак Р. В., Мартынов А. В., Логинов Г. А., Демко П.В., опубл. 20. 10. 2014. Бюл № 29.
2. Мартынов A.B., Логинов Г.А. Оптимизация параметров рабочих органов и режимов их работы из условия экологичности процесса обработки семенного картофеля / A.B. Мартынов, Г.А. Логинов // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства «Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства». - 2016. - № 90. - С. 90-96.
3. Agrardüsen und Zubehör / Katalog 2004.
4. Валге A.M. Использования систем EXCEL И MATHCAD при проведении исследований по механизации сельскохозяйственного производства: Методическое пособие / A.M. Валге. - СПб., 2013. - 200 с.
УДК 631.362
МЕТОДИКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ АСПИРАЦИОННО-ВОДЯНОЙ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ПРИ ОБРАБОТКЕ КАРТОФЕЛЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИМ СПОСОБОМ
Н И. ДЖАББОРОВ, д-р техн. наук; A.M. ЗАХАРОВ, канд. техн. наук
ФГБНУ «Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства» (ИАЭП), Санкт-Петербург, Россия
В статье изложены основные принципы предложенного аспирационно -водяного способа очистки воздуха и методика его экологической оценки в процессе предреализационной доработки при аэродинамической очистке картофеля. Предлагаемый аспирационно-водяной способ отличается от применяемых в настоящее время способов тем, что в аспирации воздух является носителем
