Степаненко Сергій Петрович. Підвищення ефективності вібропневматичних сепараторів зерна

brief description

Степаненко Сергій Петрович. Підвищення ефективності вібропневматичних сепараторів зерна : Дис... канд. наук: 05.05.11 - 2008.

Степаненко С.П. Підвищення ефективності вібропневматичних сепараторів зерна. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.11 машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва. Національний науковий центр ”Інститут механізації та електрифікації сільського господарства”, Глеваха, 2008.
Дисертація присвячена підвищенню ефективності процесу вібропневматичної сепарації зерна і насіння шляхом інтенсифікації процесу сепарації під додатковим впливом на зерновий шар спрямовуючих сил на частку.
За допомогою розроблених механіко-математичних та імітаційних моделей руху частки в зерновому шарі та на поверхні решета з урахуванням розпушувачів зернового матеріалу досліджено динаміку шару суміші, а також окремої частки, яка рухається в шарі, та їх зв'язок з конструктивно-кінематичними та режимними параметрами процесу вібропневмосепарації.
За результатами отриманих досліджень розроблено та виготовлено експериментальний зразок вібропневмосепаратора, виробничі випробування якого підтвердили перспективність вибраного напрямку наукових досліджень.

1. Встановлено, що віброрешітні сепаратори традиційної схеми розділення зерносумішей решетами практично досягли межі вдосконалення і подальше підвищення продуктивності реалізується збільшенням робочої площі решіт. Перспективним напрямком подальшого підвищення продуктивності, при нормованій якості очищення зерна, є інтенсифікація розпушування зернового шару гальмуючими елементами-розпушувачами, при збільшенні питомого навантаження на решето.
2. Інтенсифікація розпушування шару зерна зануреними розпушувачами, які створюють різний опір переміщенню зерна при коливальних рухах решета з одночасною подачею повітря в шар, дозволяє підвищити ефективну просіюваність при збільшенні питомого навантаження на решето до 40-60 кг/(дм2год).
3. Розроблені механіко-математичні моделі процесів переміщення часток у вібропневмозрідженому шарі зерна та на поверхні решета, які враховують стан зернового шару, що характеризується пористістю і впливом на нього конструктивних параметрів розпушувачів. Адекватність моделей оцінена відхиленням теоретично отриманих даних від експериментальних, що знаходиться в межах 6-12%.
4. Теоретичними і експериментальними дослідженнями доведена доцільність зменшення ефективної вібров’язкості шару зерна з одночасним зниженням швидкості переміщення зерна вздовж решета при застосуванні пасивних розпушувачів, що дає можливість інтенсифікувати кінематичний режим збільшенням частоти коливань до 52-57 с-1. При цьому швидкість занурення частки збільшується до 6 мм/с, а швидкість переміщення зерна можна знизити до 60 мм/с.
5. Отримано аналітичні залежності швидкості переміщення зерна від кінематичних режимів, питомого навантаження, швидкості подачі повітря, розмірів і щільності розміщення розпушувачів, за допомогою яких визначено ефективну вібров’язкість і ідентифіковано стан зернового шару (пористість, густина середовища, опір переміщенню). Встановлено, що найбільша інтенсивність розпушування досягається при наступних параметрах: частоті коливань решета= 52-57 с-1; амплітуді коливаньА= 5 мм; швидкості повітря, що подається під решетоVП= 1,2-1,5 м/с; щільності розміщення розпушувачівnш= 9-11 шт/дм2.
6. Експериментально встановлено межі раціональних значень режимних і конструктивних параметрів робочих органів, які забезпечують підвищення технологічних показників роботи сепаратора: ефективність розділення до 94% при питомому навантаженні до 60 кг/(дм2год), частота коливань 55 с-1, амплітуді 5 мм, швидкості повітря над решетом 0,9-1 м/с та куті нахилу решета 6, щільність розміщення розпушувачів 9-11 шт/дм2.
7. Аналізом проведених багатофакторних експериментів визначені раціональні значення конструктивних параметрів штифтових розпушувачів: діаметр розпушувачамм; відносна глибина занурення в зерновий шарhp/hШ= 0,9-0,95; щільність розміщення штифтівnш= 9-11 шт/дм2; встановлюються під прямим кутом до поверхні решета, при цьому забезпечується 90% очищення при збільшенні продуктивності на 25%.
8. Лабораторно-виробничими випробуваннями модернізованого сепаратора (елементна база зерносепаратора ВПС-5) встановлено, що питома продуктивність сепаратора зросла на 22-25%. Механічні пошкодження зерен не перевищують 0,23-0,31% в залежності від виду культури. Ефективність розділення 83-94%, при продуктивності 2,5-3,5 т/год.
9. За даними виробничої перевірки річний економічний ефект при експлуатації модернізованого вібропневморешітного сепаратора складає 1742 грн. Результати досліджень передано на завод ЗАТ «Вібросепаратор» (м. Житомир) для модернізації зерносепараторів ВПС-5М.