Влияние скважности сыпучего тела на расходную характеристику дозатора устройства для обработки семян защитно-стимулирующими веществами

УДК 631.53.027

ВЛИЯНИЕ СКВАЖНОСТИ СЫПУЧЕГО ТЕЛА НА РАСХОДНУЮ ХАРАКТЕРИСТИКУ ДОЗАТОРА УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЗАЩИТНО-СТИМУЛИРУЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ

© 2010 г. В.А. Богомягких, А.А. Серёгин, О.И. Опиев

Представлен теоретический анализ влияния скважности сыпучего зернового материала на производительность дозатора устройства для обработки семян защитно-стимулирующими веществами. Установлено, что скважностью потока можно управлять с помощью изменения площади выпускного отверстия дозатора.

Ключевые слова: скважность, дозатор, поток сыпучего материала, неразрывность потока, время истечения, скорость истечения.

The theoretical analysis of influence of porosity of a loose grain material on productivity of a dozer of devices for processing of seeds by protectively-stimulating substances is presented. It is established, that porosity of a stream can be operated by means of change of the area of a final aperture of a dozer.

Keywords: porosity, batcher, stream of a loose material, indissolubility of a stream, expiration time, speed of the expiration.

Формулы в [1], определяющие объёмный предельный расход сыпучего тела из дозатора протравителя, не раскрывают, как следует из их структур, влияние скважности сыпучего тела на производительность (расходную характеристику) дозатора. Расход ^ в этих формулах - это,

по существу, сумма объёмного предельного расхода самого сыпучего тела и суммарного предельного объёмного расхода скважностей, имеющих место в сыпучем теле между его частицами. Рассмотрим это аналитически.

Масса сыпучего тела, находящегося в дозаторе, может быть определена, с одной стороны, как

т = Удоз • р,

где Удоз - объём ёмкости дозатора;

р - плотность сыпучего тела; и, с другой стороны, как

7 • йуТ* • Пч.д.

т =----------------л,

6

где Пч.д. - действительное количество

частиц, находящихся в ёмкости дозатора; dу - условный диаметр частицы.

Приравняв эти массы, получим

6 • Удоз • р

Пч.д. =------------------------------т-.

7 • dу •л

Возможное же количество частиц сыпучего тела, которое могло бы поместиться в ёмкости дозатора, определится из выражения

6 • Удоз

Пч.в. =---------.

7 • dу

Тогда дефицит частиц сыпучего тела в ёмкости дозатора

П = Пч.в. — Пч.д. =

6 • Удоз

Ґ

7 • dy

3

Л

1—р

V Л;

Выясним физический смысл сомножителя 1 — Р в выражении (3).

л

Относительная скважность сыпучего тела в ёмкости бункера или дозатора может быть определена из известного соотношения

„ Пч.в. — Пч.д

С =--------------.

Пч.в.

Подставив в (4) вместо Пч.в. и Пч.д. их значения из (2) и (1), получим

Р

С = 1 —

л

тель

То есть, в выражении (3) сомножи-

1 Р

1----есть не что иное, как относи-

л

тельная скважность сыпучего тела в ёмкости дозатора, выраженная в долях единицы. Тогда незаполненный частицами объём ёмкости дозатора определится так:

Ун.доз = Пч.д.

7 • dу~ 6

Удоз •

Г \

1—Р

л

V

.

Условие неразрывности потока сыпучего тела без учёта его скважности предполагает, что

Уз. доз Удоз — Ун. доз

-,

где Уз.доз - заполненный частицами сыпучего тела объём ёмкости дозатора;

^ - время истечения сыпучего тела из ёмкости дозатора (время опорожнения ёмкости дозатора).

Уз.доз

В общем случае --------- есть предель-

Ьи

ный объёмный расход сыпучего тела из выпускного отверстия ёмкости дозатора (Я ). Подставляя в (7) значение Ун.доз из

(6), получим

Я

1пр.з

Ун.доз

Но а =-------------.

пр 1и

Следовательно,

Ун.доз • Р

_________л

Ы

а =7 •

1пр.з

V

2^&Р1

У

•I Яв2’5 — Янсв2’* )р,

' л

где Р - коэффициент относительной дозатора без наличия в ней скважности

л

между частицами (условие сплошности по-

плотности сыпучего тела, выраженный в тока сыпучего тела).

долях единицы.

Массовый предельный расход сыпу-

В формуле (8) Я - предельный чего тела определится из (8) умножением

его на л.

объёмный расход сыпучего тела из ёмкости

Я =7

1пр.з

Г

&

Из выражения (5) следует, что

л =

•у.

Заменим в формуле (8) л на его значение из (10). Тогда

Я =7 •

1пр.з

Г \0,5 &

V

2^&РХ

•( Яв25 — Ян.св2’5 )•(! — С ).

У

Из (11) следует, что с увеличением ёмкости дозатора Яи уменьшается ли-

относительной скважности сыпучего тела в пп)'3

нейно.

Эта скважность сыпучего тела в ёмкости дозатора зависит от способа её засыпки сыпучим материалом. Однако, как следует из работы Г. Дересевича [2], среднестатистическая относительная скважность зернистых материалов в граничных их условиях (в ёмкостях) при различных способах укладки частиц (при различных типах укладки частиц в ёмкостях) остаётся примерно постоянной и равной 34,1%. Такая относительная скважность наиболее близка к тетрагональносфеноидальной укладке частиц, получаемой при засыпке ёмкости сыпучим зернистым материалом способом «дождя».

Тем не менее, относительной скважностью потоков зернистых сыпучих материалов, истекающих из выпускных отверстий ёмкостей, можно управлять. Способы управления различны. Самый простой и доступный способ - это изменение площади выпускного отверстия ёмкости дозатора.

Действительно, приведя зависимость

Я

/ил п пр.з

(11) к виду С =-------, устанавливаем, что

Я

пр

С изменяется линейно от Я , которое

1пр.з’ г

зависит от Яв.

Этот анализ справедлив только для зернистого сыпучего тела, проходящего плоскость выпускного отверстия ёмкости дозатора или находящегося в этой плоскости.

Из вышеуказанного следует, что максимальная относительная скважность зернистого сыпучего материала может достигать (теоретически) единицы при

о = 0, минимальная же относительная

1пр.з ’

скважность (теоретически) равна нулю при

о = о .В реальных же условиях 1пр.з 1пр г ’

0 < С < 1, т.е. среднестатистическая относительная скважность зернистого сыпучего тела в плоскости выпускного отверстия ёмкости, как правило, близка ~ 0,5(50%).

Такая относительная скважность зернистого сыпучего тела, поступающего на неподвижный распределительный конус протравителя, вполне приемлема для качественной обработки семян защитно-стимулирующими веществами. При этом скорость истечения зернистого сыпучего тела (семян) из выпускного отверстия ёмкости дозатора на распределительный конус определится зависимостью

V

І

&

2^&рх

пр.з

Литература

1. Гячев, П.В. Движение сыпучих материалов в трубах и бункерах [Текст] / П.В. Гячев - М.: Машиностроение, 1968. - 184 с.

2. Дересевич, Г.М. Механика зернистой среды [Текст] / Г.М. Дересевич // В кн.: Проблемы механики. - М., 1961. - Вып. 3. - С. 91-152.

Сведения об авторах Богомягких Владимир Алексеевич - докт. техн. наук, профессор кафедры «Тракторы и автомобили» Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел. 8(86359) 43-6-51.

Серёгин Александр Анатольевич - канд. техн. наук, профессор кафедры «Теоретическая и прикладная механика», проректор по учебной работе Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел. 8(86359) 42-1-76.

Опиев Олег Иванович - инженер ЗАО «Нефтяная компания «Калмпетрол» (г. Элиста). Тел. 8(84722) 3-55-81.

Information about the authors Bogomyagkih Vladimir Alekseevich - Doctor of Technical Sciences, professor of the department of tractors and cars, Azov-Blacksea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 43-6-51.

Seriogin Alexander Anatolievich - Candidate of Technical Sciences, professor of the department of theoretical and applied mechanics, prorector of study, Azov-Blacksea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8 (86359) 42-1-76.

Opiev Oleg Ivanovitch - engineer of “Oil company “Kalmpetrol” (Elista).

Phone: 8(84722) 35-5-81.

УДК 631.172:633.1

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И ВОДОРОДНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ pH

ЭЛЕКТРОАКТИВИРОВАННОЙ ВОДЫ НА СКОРОСТЬ ЕЁ ПОГЛОЩЕНИЯ

СЕМЕНАМИ

© 2010 г. Н.В. Ксенз, Е.А. Кияшко

Представлен анализ взаимодействия семени зерновых культур с электроактивиро-ванной водой с позиций основополагающих понятий термодинамики, в котором семя выступает в качестве системы, а в роли окружающей среды - электроактивированная вода.

Ключевые слова: электроактивированная вода, градиент, водородный показатель, нормаль, единичный вектор, обобщенный потенциал.

It is presented an analysis of interaction of cereal seeds with electroactive water in position of basic knowledge of thermodynamics, in which a seed is like a system and surroundings is electroactive water.

Key words: electroactive water, gradient, hydrogen showing, normal, single vector, common potential.

Если принять, что семя - это такая система, которая обладает тепловой, механической, массовой и электрической степенями свободы, т.е. при взаимодействии семени с окружающей средой совершается термическая, механическая, массовая и электрическая работа, то, согласно первому закону термодинамики, теплота, подведенная к телу, идет на увеличение его внутренней энергии и совершение работы, т.е.

dQ = dU + dA,

где dQ - значение приращения теплоты;

dU и dA - значения приращения внутренней энергии и работы соответственно.

Исходя из этого, при взаимодействии семени с нагретой электроактивированной водой с определенным значением водородного показателя pH в семени может произойти изменение величины внутренней энергии. Это, в свою очередь, должно привести к возбуждению семени и к интенсификации биохимических процессов в нем.

Нами предпринята попытка проанализировать взаимодействие семени с элек-троактивированной водой с позиций основополагающих понятий термодинамики.