CC BY
13
4. Berdyshev V.E., Lomakin S.G., Soldatenkov V.V. Dvizhenie hlebnoj massy v molotil'nom prostranstve aksial'no-rotornogo molotil'no-separiruyushchego ustrojstva // Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo agroinzhenernogo universiteta im. V.P. Goryachkina. - 2016. -№ 2 (72). - S. 7-11.
5. Aldoshin N.V., Zolotov A.A., Alad'ev N.A., Lylin N.A. Issledovanie povrezhdaemosti i vskhozhesti belogo lyupina v laboratornyh usloviyah // Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo agroinzhenernogo universiteta im. V.P. Goryachkina. - 2016. - № 4. - S. 21-28.
6. Lomakin S.G., Berdyshev V.E. Analiz tekhnicheskogo urovnya zernouborochnyh kombajnov "ROSTSEL'MASH" // Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo agroinzhenernogo universiteta im. V.P. Goryachkina. - 2017. - № 6 (82). - S. 34-42.
7. Aldoshin N.V. Methods of harvesting of mixed crops (Web of Science) // Proceeding of 6th International Conference on Trends in Agricultural Engineering. - 2016. - Part 1. - P. 26-32.
8. Lomakin S.G., Berdyshev V.E., SHevcov A.V. Sravnitel'naya ocenka aksial'no-rotornyh MSS s razlichnymi tipami dek molotil'noj chasti // Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa. Nauka i vysshee professional'noe obrazovanie. - 2015. - № 1 (37). - S. 199-202.
9. Berdyshev V.E., Lomakin S.G., SHevcov A.V. Vliyanie tipa dek na kachestvo raboty aksial'no-rotornoj molotil'no-separiruyushchej sistemy // Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo agroinzhenernogo universiteta im. V.P. Goryachkina. -2015. - № 1(65). - S. 20-24.
10.Aldoshin N.V., Zolotov A.A., Cygutkin A.S., Lylin N.A. Uborka binarnyh posevov zernovyh kul'tur // Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo agroinzhenernogo universiteta im. V.P. Goryachkina. - 2016. - № 3. - S. 11-17.
11. Aldoshin N.V., Zolotov A.A., Cygutkin A.S., Lylin N.A., Malla Bahaa. Uborka smeshannyh posevov zernovyh kul'tur metodom ochyosa // Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo agroinzhenernogo universiteta im. V.P. Goryachkina. - 2016. - №1. - S. 7-13.
12.Ozherel'ev V.N., ZHalnin E.V., Nikitin V.V. Perspektivy razvitiya konstrukcii zernouborochnogo kombajna // Energoeffektivnost' i energosberezhenie v sovremennom proizvodstve i obshchestve: materialy mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii / pod red. V.A. Gulevskogo. - 2018. - S. 137-143.
13.Aldoshin N.V. Sravnitel'naya ocenka kombajnov na uborke belogo lyupina // Sel'skij mekhanizator. - 2015. - № 11. - S. 10-13.
14.ZHalnin E.V., Cench YU.S., P'yanov V.S. Metodika analiza tekhnicheskogo urovnya zernouborochnyh kombajnov po funkcional'nym i konstruktivnym parametram // Sel'skohozyajstvennye mashiny i tekhnologii. - 2018. - T. 12.- №2. - S. 4-8.
15.Ozherel'ev V.N., ZHalnin E.V., Nikitin V.V. Perspektivy razvitiya konstrukcii zernouborochnogo kombajna // Energoeffektivnost' i energosberezhenie v sovremennom proizvodstve i obshchestve: materialy mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii / pod red. V.A. Gulevskogo. - 2018. - S. 137-143.
УДК 631.365.32 Б01 10.24411/2078-1318-2019-12173
Доктор техн. наук В.В. МОРОЗОВ (ФГБОУ ВО Великолукская ГСХА, [email protected]) Канд. техн. наук М.Б. ТЕЛЬПУК (ФГБОУ ВО Великолукская гСхА, [email protected])
ОСОБЕННОСТИ ПОСЛЕУБОРОЧНОЙ ОБРАБОТКИ СОРТООБРАЗЦА ПОЛБЫ «НАГАЯ»
Одним из приоритетных направлений социально-экономического развития Псковской области является развитие агропромышленного комплекса. На протяжении трех последних лет регион выступает лидером по росту производства продукции сельского хозяйства по СЗФО и в среднем по России. Указанный результат стал следствием реализации программы развития животноводства, в том числе потребовавшей значительного увеличения объема
выращиваемого зерна. Так, по сведениям службы государственной статистики Псковской области за последние 5 лет доля зерновых в структуре посевных площадей постепенно увеличивается и по последним представленным данным составила 18,6%, а в натуральном выражении - 45,4 тыс. га. Валовые сборы зерна ожидаемо увеличиваются, отчасти и за счет возрастающей урожайности. В 2016 г. валовый сбор зерна в хозяйствах всех категорий составил 116,8 тыс. т. [1]. Однако, несмотря на положительную динамику, в отраслях животноводства и птицеводства сохраняется дефицит зерна. Так, например, птицефабрика «Назия», реализующая второй этап «Зернового проекта», в рамках которого она засевает возрожденные поля зерновыми культурами для производства комбикормов, при годовом валовом сборе в 5000 т. зерна удовлетворяет собственную потребность лишь на 17% [2]. Схожая ситуация и у крупнейшего предприятия области - Великолукского агропромышленного холдинга, после ввода всех объектов которого производственная мощность составит более 2 млн. свиней в год.
Цель исследования. В то же время одним из важных направлений Государственной программы развития сельского хозяйства Российской Федерации в части растениеводства является расширение ассортимента возделываемых крупяных культур. В рамках решения приоритетных задач, учеными Псковского НИИСХ и Великолукской ГСХА, во главе с доктором с.-х. наук В.Д. Кобылянским проводится работа по селекции полбы, на данный момент ведутся комплексные исследования сортообразца «Нагая» [3]. Авторами отмечаются перспективы данной разновидности пшеницы в Нечерноземной зоне. Полба обладает невысокими требованиями к условиям выращивания, большой экологической пластичностью, исследуемый сортообразец очень скороспелый, отличается засухоустойчивостью, холодоустойчивостью и другими ценными признаками. Помимо прочего, полба устойчива к болезням и отличается высоким содержанием белка в зерне, доходящим до 23,0 % [3]. Исследуемый сортообразец полбы обладает характеристиками, отличными от прочих разновидностей пшеницы, это влечет необходимость обоснования параметров машин как при уборке, так и послеуборочной обработке.
Материалы, методы и объекты исследования. Имеющийся опыт Псковского НИИСХ указывает на влажность полбы, поступающей на сушку, в пределах 15-33%. На этапе послеуборочной обработки может происходить до 40% потерь урожая, а в структуре энергозатрат этот этап достигает до 60%. Наряду с изучением отличительных биологических свойств полбы, ее крупяных достоинств, необходимо изучение параметров зернового вороха, как объекта послеуборочной обработки, что позволит обосновать параметры машин и технологические режимы обработки при получении семян и фуражного материала.
Нами проведены исследования по определению геометрических размеров единичных семян и зерен, массы 1000 семян, плотности зерен, зернового слоя. Указанные параметры определялись в соответствии с требованиями ГОСТ 10842-89. Средние значения влажности проб зерна на нижнем уровне определялись в соответствии с ГОСТ 10839-64.
Исследования проводились для зерна влажностью от 8 до 35%. Обработка полученных результатов производилась с применением инструментов программного продукта STATISTICA. Результаты экспериментальных исследований, а также их основные статистики представлены в таблице 1.
Результаты исследования. Из результатов, представленных в табл. 1, видно, что влажное зерно имеет более крупные размеры, в среднем уменьшение размеров при сушке происходит на 7,3%. Основные изменения касаются ширины зерна, это 10,8%. Выявленные изменения наиболее выражены при снижении влажности с 22% до 13%, вероятно, это связано с характером содержания влаги в зерне. При проектировании машин для послеуборочной обработки изменения зерна, в случае значительного переувлажнения свыше 22%, не существенны.
При проектировании и настройке семяочистительных и сортировальных машин необходимо учесть среднее варьирование зерен по длине; для ширины и толщины выявлены значительные различия значений в отобранных пробах.
Помимо размеров существенное влияние на параметры зерновой массы оказывает форма зерна, проведенные исследования указывают, что зерно полбы имеет выраженную продолговатую форму, при сушке характер формы сохраняется. Исследуемая зерновая масса имеет невысокую сыпучесть наряду с высокой порозностью. Высокое значение порозности обеспечивает возможность снижения энергоемкости процесса сушки, пневмотранспорта зерновой массы. Порозность слоя оказывает значительное влияние на теплоемкость обрабатываемого материала [4], разница может составлять более 2-3 раз. Одним из направлений, снижающих выявленные проблемы, является использование обработки в псевдоожиженном слое, теплоемкость которого практически равна теплоемкости отдельного зерна.
Таблица 1. Результаты исследования параметров зерна сортообразца
Показатель Основные статистики
N набл. Среднее Минимум Максим. Ст.от кл. Коэф.вар.
Влажность 8%
Длина, мм 500,00 7,23 2,00 9,30 1,07 14,489
Ширина, мм 500,00 3,00 0,50 11,50 1,19 41,139
Толщина, мм 500,00 2,58 0,50 4,00 0,70 26,897
Масса 1000, г 3,00 22,88 22,86 22,90 0,02 0,088
Плотность зерна, г/см3 3,00 1,25 1,22 1,28 0,03 2,470
Влажность 13%
Длина, мм 500,00 7,38 2,06 9,58 1,09 15,261
Ширина, мм 500,00 3,09 0,52 11,85 1,22 39,598
Толщина, мм 500,00 2,63 0,51 4,08 0,71 27,428
Масса 1000, г 3,00 24,02 24,00 24,05 0,02 0,094
Плотность зерна, г/см3 3,00 1,19 1,16 1,22 0,03 2,327
Влажность 22%
Длина, мм 500,00 7,59 2,08 9,86 1,12 15,059
Ширина, мм 500,00 3,32 0,55 12,88 1,31 37,574
Толщина, мм 500,00 2,73 0,53 4,28 0,74 28,538
Масса 1000, г 3,00 26,08 26,06 26,11 0,02 0,087
Плотность зерна, г/см3 3,00 1,30 1,26 1,33 0,03 2,305
Влажность 26%
Длина, мм 500,00 7,59 2,12 9,86 1,12 14,952
Ширина, мм 500,00 3,30 0,55 12,77 1,31 39,954
Толщина, мм 500,00 2,73 0,53 4,28 0,74 27,660
Масса 1000, г 3,00 26,99 26,97 27,02 0,02 0,092
Плотность зерна, г/см3 3,00 1,34 1,31 1,37 0,03 2,400
Влажность 35%
Длина, мм 500,00 7,59 2,10 9,86 1,12 14,483
Ширина, мм 500,00 3,32 0,56 12,65 1,31 37,933
Толщина, мм 500,00 2,73 0,53 4,28 0,74 26,096
Масса 1000, г 3,00 29,05 29,03 29,08 0,03 0,094
Плотность зерна, г/см3 3,00 1,44 1,41 1,48 0,03 2,521
Применение аэродинамических устройств для сушки и охлаждения зерна позволяет использовать указанные преимущества обработки, совмещения на одном рабочем органе сразу нескольких технологических операций: транспортирования, охлаждения, подсушки зерна и т.д.
Основной задачей при расчете процесса охлаждения зерна после сушки является вывод уравнения температурной кривой, показывающей изменение во времени температуры охлаждаемого зерна, в зависимости от других параметров процесса.
При обработке зерна важным фактором является скорость витания зерна, находящегося в псевдоожиженном слое. Его значение зависит от множества параметров, таких как форма зерна, его плотность, геометрические размеры и состояние поверхности. Теоретически скорость витания для частиц продолговатой, неправильной формы возможно определить, используя зависимость, предложенную Успенским [5].
|4-1Г-йэквСр3-/>в)
(1)
где ёэкв - эквивалентный диаметр зерна, м; рв - плотность воздуха, кг/м3;
С - коэффициент сопротивления частицы, зависящий от числа Рейнольдса. Эквивалентный диаметр характеризует лобовое сопротивление зерна потоку агента охлаждения и может быть определен по следующей формуле
а | Э'Ш|
4'ЗТ'рз'ЮОО'
(2)
где тюоо - масса тысячи зерен, кг; рз - плотность зерна, кг/м3.
1з, °С
40
35
30
25
20
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140
- — Полба, сортообразец "Нагая"
1:, с
— —Пшеница "Московская38" -Агротехнические требования
Рис. 1. Температура зерна в зависимости от времени перемещения в аэродинамическом охладителе
Используя для расчета данные, представленные в табл. 1, значение эквивалентного диаметра сухого зерна влажностью 13% составит 3,27 мм. Размеры зерна существенно влияют на режимы и конструктивные особенности используемых машин, в частности, при сушке и последующем охлаждении зерна в псевдоожиженном слое также важна однородность обрабатываемого материала, потому что даже незначительные изменения
размеров, влияющие на сопротивление слоя, влекут существенное увеличение энергоёмкости процесса [6].
Для определенного значения эквивалентного диаметра, используя приведенную зависимость (2), средняя скорость витания для высушенного зерна влажностью 13% составит порядка 3,8 м/с.
С целью получения на ЭВМ графических интерпретаций предложенной зависимости температуры охлаждаемого зерна нами были приняты рекомендованные исходные данные для охлаждения зерна на предложенном аэродинамическом охладителе [7].
После обработки на ЭВМ были получены графики, характеризующие процесс охлаждения пшеницы «Московская 38» и сортообразца полбы после сушки до кондиционной влажности 13%, при использовании в качестве агента охлаждения наружного воздуха температурой 20°С. Результаты представлены на рисунке.
Выводы.
Анализируя представленные данные, можно сделать вывод о меньшей интенсивности охлаждения зерна полбы в сравнении с пшеницей. Это говорит о необходимости увеличения количества используемого агента охлаждения, что ограничено параметрами, обеспечивающими качественное псевдоожижение зернового слоя, либо о снижении температуры агента охлаждения, что так же требует применения дополнительных охлаждающих устройств. Наиболее приемлемым является увеличение длины газораспределительной решетки аэродинамического охладителя.
Установленная разница в динамике охлаждения показывает, что требуется больше времени, разница составляет порядка 15 сек. Исходя из сведений о средней скорости перемещения зернового слоя в представленных условиях потребуется увеличение длины газораспределительной решетки до 1,5 м.
Вввиду сложности теоретического обоснования свойств зернового слоя при его псевдоожижении в дальнейшем будут проведены экспериментальные исследования определяющего фактора при проектировании аэродинамических устройств - скорости витания частиц, что позволит более точно определить требуемые параметры технологического оборудования при послеуборочной обработке зерна новых разновидностей пшеницы.
Литература
1. Сельское хозяйство, охота и лесное хозяйство: Псковстат [Электронный ресурс].- URL: http://pskovstat.gks.ru/wps/wcm/connect/rosstat_ts/pskovstat/ru/statistics/enterprises/agriculture/, свободный. - Загл. с экрана. - Яз.рус.
2. Сергей Перников высоко оценил «Зерновой проект» птицефабрики «Назия» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://businesspskov.ru/rbusiness/bapk/113413.html, свободный. - Загл. с экрана. - Яз.рус.
3. Федорова И.В., Федорова Ю.Н., Ярошевич Г.С. Оценка образцов полбы голозерной в условиях Северо-Западного региона // Проблемы инновационного развития АПК: материалы международной научно-практической конференции (13-14 апреля 2017 г., г. Великие луки). - Великие Луки: РИО ВГСХА, 2017. - С. 31-34.
4. Лурье В.М. Исследование процесса охлаждения семенного зерна: автореф. дис. ... канд.техн.наук. - М.,1970. - 27 с.
5. Успенский В.А. Пневматический транспорт. - М.:Металлургиздат, 1952. - 152 с.
6. Волхонов М.С. Обоснование и совершенствование процессов и аэрожелобных устройств для послеуборочной обработки зерна: автореф. дис... доктора техн. наук.- Чебоксары, 2008. - 38 с.
7. Морозов В.В., Тельпук М.Б. Охлаждение зерна в аэродинамическом охладителе // Сельский механизатор. - 2011. - №5. - С. 10-11.
Literatura
1. Sel'skoe hozyajstvo, ohota i lesnoe hozyajstvo: Pskovstat [Elektronnyj resurs].- URL: http://pskovstat.gks.ru/wps/wcm/connect/rosstat_ts/pskovstat/ru/statistics/enterprises/agriculture/, svobodnyj. - Zagl. s ekrana. - YAz.rus.
2. Sergej Pernikov vysoko ocenil «Zernovoj proekt» pticefabriki «Naziya» [Elektronnyj resurs]. -Rezhim dostupa: http://businesspskov.ru/rbusiness/bapk/113413.html, svobodnyj. - Zagl. s ekrana. - YAz.rus.
3. Fedorova I.V., Fedorova YU.N., YAroshevich G.S. Ocenka obrazcov polby golozernoj v usloviyah Severo-Zapadnogo regiona // Problemy innovacionnogo razvitiya APK: materialy mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii (13-14 aprelya 2017 g., g. Velikie luki). -Velikie Luki: RIO VGSKHA, 2017. - S. 31-34.
4. Lur'e V.M. Issledovanie processa ohlazhdeniya semennogo zerna: avtoref. dis. ... kand.tekhn.nauk. - M.,1970. - 27 s.
5. Uspenskij V.A. Pnevmaticheskij transport. - M.:Metallurgizdat, 1952. - 152 s.
6. Volhonov M.S. Obosnovanie i sovershenstvovanie processov i aerozhelobnyh ustrojstv dlya posleuborochnoj obrabotki zerna: avtoref. dis... doktora tekhn. nauk.- CHeboksary, 2008. - 38 s.
7. Morozov V.V., Tel'puk M.B. Ohlazhdenie zerna v aerodinamicheskom ohladitele // Sel'skij mekhanizator. - 2011. - №5. - S. 10-11.
УДК 631.3 Б01 10.24411/2078-1318-2019-12178
Доктор техн. наук Г.П. ЕРОШЕНКО (ФГБОУ ВО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова»,
[email protected]) Доктор техн. наук Д.А. СОЛОВЬЕВ (ФГБОУ ВО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова»,
solovevda@bk. ги) Канд. техн. наук С.М. БАКИРОВ (ФГБОУ ВО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова»,
СНИЖЕНИЕ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА СЕКЦИИ ДОЖДЕВАЛЬНОЙ МАШИНЫ ЗА СЧЕТ ИЗМЕНЕНИЯ ДИАМЕТРА ВОДОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО
ТРУБОПРОВОДА
Дождевальные машины характеризуются различными мелиоративными и техническими параметрами, по которым определяется ее эффективность. К мелиоративным параметрам относят площадь полива, интенсивность дождя, скорость полива. На основе этих данных судят не только об эффективности дождевальной машины (ДМ), но и всего процесса дождевания в целом, включая входные параметры водоподачи и прироста урожая [1].
Технические параметры характеризуют эффективность только ДМ. В первую очередь к ним относят потребляемую мощность, снижая которую при прочих равных условиях является актуальным научно-техническим исследованием. В электрифицированных дождевальных машинах с автоматическим управлением потребляемая мощность складывается из мощностей электропривода и системы управления. Как известно из [2], мощность электродвигателя привода секции дождевальной машины зависит от многих параметров:
„ Рсгюдв
Рдв =, (1)
пер
