Определение рационального избыточного давления воздуха в перфорирующих барабанах при предпосадочной обработке картофеля

Рис. 4. Траектория движения точки края решета после удара: 1 - решето, 2 - расклинившаяся зерновка, в - освобождающий зазор, 5 - послеударное смещение решета относительно зерновки а) х0=-А, ф0=0; б) х0=А, ф0=та; в) х0=0, Ф0=п/2; г) х0=0, ф0=3та/2

освобождающий зазор s между зерновкой и кромкой отверстия из-за близости защемлённого края решета уменьшается, по сравнению с центром решета (см. рис. 3), до 10 раз. Оптимальные условия для нанесения удара также складываются при крайнем положении по направлению движения сепарируемого материала, в этом случае послеударное смещение решета относительно зерновки максимально - 5=0,15 мм (см. рис. 4, б).

Выводы. Таким образом, для уменьшения ударного воздействия на решето необходимо использовать силу инерции, возникающую при горизонтальных колебаниях, при этом оптимальные условия для нанесения удара складываются при крайнем положении решета по направлению движения сепарируемого материала. Анализ полученных траекторий движения точки поверхности решета после воздействия ударного импульса подтвердил, что для исключения повторного заклинивания зерновки в отверстии удар целесообразнее наносить при таком положении решета (х0=А, ф0=п). В этом случае послеударное смещение решета относительно зерновки максимально и составляет для точки в центре выделенной части решета 5=0,4 мм, на краю решета - 5=0,15 мм, при этом возникает выталкивающая сила, действующая на расклинившуюся зерновку со стороны кромки отверстия решета.

Литература.

1. Амосов Г. И. Обоснование параметров процесса ударной очистки плоских решёт с круговыми колебаниями в зерноочистительных машинах. Дис. канд. техн. наук. - Курган, 2003. - 167с.

2. Дроздецкий Ю. А. Повышение эффективности процесса сепарации на решётах с продольными колебаниями применением ударной очистки их отверстий. Дис. канд. техн. наук. - Курган, 2003. - 167 с.

3. Шмигель В. В. Сепарация и стимуляция семян в электрическом поле. - Кострома: изд. КГСХА, 2003. - 234с.

4. Бушуев И.В., Шмигель В.В., Моделирование поверхности решета и определение ускорений после ударного импульса // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. - 2008. - №5. - С.16-18.

perfection of shock clearing of apertures of flat sieves

M.S. Volkhonov, I.V.Bushuev

Summary. In article optimum position of a sieve at its horizontal fluctuations for drawing of shock influence for the purpose of creation of the best clearing of a sieve from the jammed particles of a separated material is defined.

At its definition the forces operating on the jammed particle of the separated material at unjamming, and for a finding of trajectories of movement of a point of a surface of a sieve, concerning the jammed particle were considered, used the known equations of movement of a fluctuating sieve and results of mathematical modeling of shock influence on the center of a segment of the sieve executed in program complex Ansys. Model is the sieve with rectangular apertures 2,6x20 mm in the thickness of 1 mm and the sizes 990x790 mm, is jammed on a contour and broken into two segments 480x760 mm, sieve density set taking into account factor of live section 0,46-4212 of kg/ m3. Shock impulses in size 0,32 H-c were put in the center of segments of a sieve.

It is established that for reduction of shock influence by a sieve it is necessary to use the force of inertia arising at horizontal fluctuations, thus optimum position of a sieve, for striking, extreme position in a direction of movement of a separated material is established. In this position after shocking sieve displacement rather unjamming particles as much as possible for a point in the center of a segment of a sieve 8 =0,4 mm, on the brink of a sieve 8 =0,15 mm, thus on a particle pushing out force also makes from an edge of an aperture of a sieve. On the brink rigidly fixed sieve the releasing backlash decreases to 10 times in comparison with a place of the appendix of shock loading. Dependence for definition of a corner of an advancing of giving of an impulse on a control mean the shock worker is resulted.

Key words: a flat sieve, separation, shock cleaning holes, shock workers.

УДК 631.331.9.631.53.17

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛьНОГО ИЗБЫТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ ВОЗДУхА В ПЕРФОРИРУЮЩИх БАРАБАНАх ПРИ ПРЕДПОСАДОЧНОй ОБРАБОТКЕ КАРТОФЕЛЯ

A.Ф. ТРИАНДАФИЛОВ, кандидат технических наук, директор

B.В. ФЕДЮК, младший научный сотрудник НИИСХ республики Коми Россельхозакадемии E-mail: nipti@bk.ru

Резюме. В результате исследований по предпосадочной обработке клубней картофеля путем выдерживания в течение

3...5 минут в электрогидравлически обработанном торфе (ЭГ-торф) установлено, что урожайность увеличилась на 32.38 %, сохранность - на 13.15 %, при этом накалывание поверхности клубней (перфорации) мелкими иглами обеспечивает улучшение фиксации препарата и увеличение количественных и качественных показателей урожая на 6.7 %.

В результате обоснована конструктивно-технологическая схема и изготовлен экспериментальный образец устройства, позволяющего осуществлять предпосадочную обработку

картофеля с перфорацией поверхности клубней. Устройство состоит из бункера, заполненного ЭГ-торфом, установленных в нем перфорирующих барабанов, транспортеров выгрузки обработанных клубней. Перфорирующие барабаны изготовлены из эластичного материала, на котором закреплены иглы длиной до 5 мм с шагом 15.20 мм. Внутрь барабанов для создания оптимальных условий перфорации и улучшения качества обработки закачивается воздух. На экспериментальном образце устройства проведены однофакторные эксперименты по определению рационального значения избыточного давления воздуха внутри перфорирующих барабанов. В пределах значений избыточного давления воздуха 15.20 кПа фиксация биостимулятора достигает наибольшего значения (67. 69 г/кг) при максимально допустимой повреждаемости клубней (4.5 %). Ключевые слова: картофель, предпосадочная обработка, устройство, перфорирующие барабаны, избыточное давление.

В результате исследований по разработке элементов технологии предпосадочной обработки картофеля с применением в качестве дражирующего раствора электрогидравлически обработанного торфа (ЭГ-торф), обладающего клеящей способностью и биостимулирующими свойствами [1], установлено, что выдерживание клубней картофеля в ЭГ-торфе в течение 3.. .5 минут с дополнительной сушкой в контейнерах повышает урожайность на 32.38 %, сохранность за 8 месяцев - на 13.15 %, уменьшает расход органических удобрений в 2 раза. Причем при перфорации поверхности клубней мелкими иглами возрастает масса фиксируемого биостимулятора, в результате чего качественные показатели урожая увеличиваются на 6.7 %.

Недостатки современных протравливателей и устройств для обработки защитно-стимулирующими веществами корнеплодов и клубней - неравномерность нанесения препаратов на их поверхность, недостаточная универсальность при работе с различными препаратами, возможность применения только совместно с транспортерами-загрузчиками.

В НИИСХ республики Коми Россельхозакадемии в 2006-2009 гг. разработано устройство для предпосадочной обработки клубней картофеля электрогидравлически обработанным торфом. Оно позволяет зафиксировать дражирующий раствор на поверхности клубней в количестве, обеспечивающем необходимый уровень стартового питания растений.

Устройство (рис. 1) включает бункер 1, заполненный ЭГ-торфом; установленный в бункере рабочий орган в виде перфорирующих барабанов 2, на эластичной поверхности которых закреплены иглы длиной до 5 мм; выгрузные транспортеры 3 и 4, причем первый из них расположен в бункере, а второй - над контейнером 5 и выполнен с возможностью установки под углом к первому; систему создания и регулирования избыточного давления во внутренней полости перфорирующих барабанов 2, подающую воздух через полые валы, на которых они установлены.

Рис. 1. Схема экспериментального устройства для предпосадочной обработки клубней картофеля ЭГ-торфом: 1 -бункер; 2 - перфорирующие барабаны; 3, 4 - транспортеры выгрузки; 5 - контейнер.

Технологический процесс осуществляется следующим образом. Клубни семенного картофеля подаются в бункер и захватываются вращающимися навстречу один другому перфорирующими барабанами. При прохождении клубня между барабанами иглы длиной 5 мм, находящиеся на расстоянии 10.15 мм одна от другой, наносят на его поверхность сетку углублений, которая создает каркас для крепления оболочки из жидкого биостимулятора, в результате чего улучшается его фиксация на клубне. Перфорированные клубни самостоятельно отделяются от барабанов и падают на дно бункера под действием сил тяжести и инерции. При обработке клубней вращающиеся барабаны одновременно перемешивают биостимулятор, оседающий на дне, и обеспечивают его равномерную концентрацию по всему объему бункера.

Отделившиеся клубни выдерживают в бункере 3.5 мин, затем при помощи транспортеров выгрузки подают в контейнер для просушки. Экспериментально установлено, что оптимальная для загрузки в контейнер высота падения, при которой не происходит чрезмерного удаления биостимулятора с поверхности клубней, составляет 0,3...0,5 м.

Цель наших исследований - определить рациональное избыточное давление воздуха внутри перфорирующих барабанов устройства для предпосадочной обработки картофеля ЭГ-торфом, обеспечивающего максимально возможную фиксацию биостимулятора на поверхности клубней при допустимом их повреждении.

Условия, материалы и методы. Опыт проводили по следующему алгоритму: измеряли массу 50 клубней семенного картофеля до обработки;

клубни подавали в бункер устройства вручную с высоты загрузки 0,3 м;

проводили перфорацию клубней между барабанами устройства;

обработанные клубни после выдерживания в бункере подавали по транспортеру в тару с высотой падения при выгрузке 0,3..0,5 м;

визуально определяли число клубней (с трещинами, глубокими порезами), поврежденных в результате прохождения между перфорирующими барабанами (накалывания иглами) и измеряли массу клубней после обработки.

Исследования проводили на картофеле сорта Невский в трехкратной повторности при постоянной частоте вращения перфорирующих барабанов 100 мин-1. Избыточное давление изменяли с помощью компрессора и контролировали по манометру.

Повреждаемость выражали в процентах поврежденных клубней к общему количеству обработанных. Фиксацию определяли по количеству зафиксированного на поверхности клубней картофеля биостимулятора, отнесенного к массе обрабатываемого картофеля: m=W00-

где М1 - масса клубней картофеля до обработки, кг; М2 - масса клубней картофеля после обработки, кг Оценку результатов исследований проводили с использованием дисперсионного анализа и определения коэффициента детерминации линии тренда при помощи программы Excel.

Результаты и обсуждение. Анализ графиков зависимостей повреждаемости клубней и фиксации биостимулятора на поверхности клубней показывает, что при росте избыточного давления они увеличиваются по параболической функции (рис. 2). В пределах значений избыточного давления воздуха от 0 до 20 кПа повреждаемость клубней находится в зоне допустимых

5,3.10 %, что находится вне зоны допустимых значений. При этом фиксация биостимулятора увеличивается незначительно и составляет 69.71 г/кг.

Выводы. Таким образом, при избыточном давлении воздуха 15.20 кПа отмечается наибольшая фиксация

биостимулятора в количестве Рис. 2. Зависимость от избыточного давления в перфорирующих барабанах: а) поврежда-67 69 г/кг. Это самое вы-емости клубней картофеля; б) фиксации биостимулятора на поверхности клубней картофеля.

сокое в опыте значение при максимально допустимой повреждаемости клубней

(4.5 %). Такую величину избыточного давления воздуха внутри перфорирующих барабанов устройства для предпосадочной обработки картофеля можно считать наиболее рациональной.

значений и составляет 2.5,3 %. При этом увеличение давления в этих пределах приводит к значительному повышению фиксации биостимулятора с 59 до 69 г/ кг. Дальнейшее повышение избыточного давления воздуха вызывает рост повреждаемости клубней до Литература.

1. Лейкина Г.К. Рекомендации по использованию электрогидравлически обработанного торфа в сельском хозяйстве. - Л: ВНИИТП, 1988. - 41 с.

2. Патент № 2421964 РФ, МПК6 А01С1/00. Устройство для предпосадочной обработки клубней семенного картофеля. / А.Ф. Триандафилов, В.В. Федюк (РФ). - № 2009145262/21; Заявлено 07.12.2009// Бюл.

determination of rational redundant air pressure in perforating drums during PRESowiNG PRocESSING oF PoTATo

A.F. Trianfiladov, V.V. Fedyuk

Summary. The results of the researches on determination of the air rational surplus pressure in perforation drums of device before potato planting by electrohydrolic processed turf are adduced. It is installed, that maximum quality are provided under air surplus pressure inside perforation drums in 15 - 20 kPa under possible damage of potatoes.

Key words: potato, before planting process, device, perforation drums, surplus pressure.

УДК 621.577:664

ИСПОЛьЗОВАНИЕ НИЗКОПОТЕНЦИАЛьНОй ТЕПЛОВОй энергии ПОЛУЧАЕМОй ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ СЕЛьСКОхОЗЯйСТВЕННОй ПРОДУКЦИИ

О.С. ПТАШКИНА-ГИРИНА, кандидат технических наук, доцент

Р.Ж. НИЗАМУТДИНОВ Челябинская ГАА E-mail: DESMOR@yandex.ru

Резюме. В статье рассмотрено одно из направлений энергосбережения - использование работы теплового насоса в рекуперации тепла при переработке сельскохозяйственной продукции. Предложены его схемы для сельскохозяйственных предприятий, производящих молоко, рассчитан экономический эффект от их применения.

Ключевые слова: энергосбережение, тепловой насос, источник низкопотенциального тепла, компрессорно-конденсаторный агрегат, рекуперация тепла, теплообменник.

Освоение энергосберегающих технологий сопряжено с дополнительными капитальными вложениями. Поэтому в первую очередь следует применять способы и средства, при помощи которых достигается экономический эффект.

Возможны два направления развития энергосбережения - рациональное использование существующих энергоресурсов и освоение новых технологий.

Цель наших исследований - оценить возможность использования энергии цикла охлаждения молока для отопления.

Условия, материалы и методы. Исследования проводили в СПК «Коелгинское» Еткульского района Челябинской области. Как источник низкопотенциального тепла, молоко характеризуется следующими свойствами: первичный источник; сток тепла регулярный; размещение доступное; доступность по времени составляет 10 часов в сутки; начальная t = 35°С; изменений температуры нет; технология достаточно освоена; теплоемкость 3,9 Дж/(кг^°С).

Молоко в СПК «Коелгинское» охлаждают с помощью двух компрессорно-конденсаторных агрегатов, работающих на газе R 404 А, потребляемая мощность - Р = 9,15 кВт; холодопроизводительность - Q = 22,2 кВт.

Экономические расчеты работы двух схем рекуперации тепла молока проводили в соответствии с методикой [2], согласно которой сравнительная экономическая эффективность от снижения расхода электроэнергии рассчитывается как разница в эксплуатационных затратах по новой и базовой технологии.

Результаты и обсуждение. При расчете [1] оказалось, что для обогрева одного зала машинного доения достаточно тепла, выделяемого только одним компрессорно-конденсаторным агрегатом.

Холодильная установка охлаждает 20 т молока в сутки, которые обеспечивают получение 65 кВт тепло-------------------------------------------- 83