МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДВИЖЕНИЯ ЧАСТИЦЫ ЛЕСОСЕМЕННОГО МАТЕРИАЛА В РАБОЧЕМ КАНАЛЕ СЕПАРАТОРА

В.А. Зеликов, В.Г. Козлов, А.В. Скрыпников, Е.А. Извеков, Е.В. Козлова

Скачать

№ 1 (41)

Технологии. Машины и оборудование

Сведения об авторах

Зеликов Владимир Анатольевич – доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой организации перевозок и безопасности движения

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», г. Воронеж, Российская Федерация

e-mail: zelikov-vrn@mail.ru

Козлов Вячеслав Геннадиевич – доктор технических наук, доцент, профессор кафедры эксплуатации транспортных и технологических машин

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I», г. Воронеж, Российская Федерация

e-mail: vya-kozlov@yandex.ru

Скрыпников Алексей Васильевич – доктор технических наук, профессор, декан факультета управления и информатики в технологических системах

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий», г. Воронеж, Российская Федерация

e-mail: skrypnikovvsafe@mail.ru

Извеков Евгений Александрович – кандидат технических наук, доцент кафедры электротехники и автоматики

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I,» г. Воронеж, Российская Федерация

e-mail: izvek@yandex.ru

Козлова Елена Владимировна – экстерн

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I», г. Воронеж, Российская Федерация

e-mail: naselvl@mail.ru

 

Аннотация: 

Подготовка качественного семенного материала для нужд лесосеменных станций, направленных на воспроизводство лесов семенами с улучшенными наследственными свойствами, требует применения специальных семяочистительных машин. Использование таких семян с улучшенными наследственными свойствами обеспечит повышение продуктивности, качества и устойчивости насаждений. Семенной материал различных культур имеет особенности поверхности и формы, с учетом этих различий разработаны и широко используются различные машины и установки. Необходимость применения специальных машин магнитной очистки вызывается невозможностью качественного разделения семенного материала. Анализ современных технических средств подготовки семенного материала показал, что особого внимания заслуживает идея объединения воздушной и магнитной очистки. При пневмомагнитной сепарации на частицу семенной смеси действуют различные силы, величины и направление которых изменяются в зависимости от конструктивных параметров рабочего органа индуктора и положения частицы семенной смеси в магнитном поле индуктора. Исследовать движение частицы в рабочем канале, а также построить математическую модель возможно, приняв некоторые допущения, результат которых позволяет изучить в теории влияние конструктивно-технологических параметров на процесс сепарации лесосеменных культур, а также определить закономерности процесса пневмомагнитной сепарации. По результатам анализа траекторий движения семян семенной смеси построены кривые движения частиц при различных значениях магнитной силы в рабочем канале, а также представлен график, иллюстрирующий возможность осуществления процесса пневмомагнитной сепарации в зависимости от соотношения скорости воздушного потока и магнитной силы, действующей на частицу. Определено, что эффективно процесс пневмомагнитной очистки семян можно осуществить при скорости воздушного потока 3.5÷5.2 м/с и величине магнитной силы 3.4·10-6÷8·10-6 Н. Для того чтобы магнитная сила имела такую величину в рабочем канале, необходимо создать индукцию магнитного поля в пределах 0.115÷0.177 Тл.

 

Ключевые слова: 

пневмомагнитный сепаратор, семенной материал, индуктор, траектория движения, засорители

 

Литература: 

1. Деев, П. А. Новое направление очистки семян трав / П. А. Деев, Е. В. Козлова // Молодежный вектор развития аграрной науки : матер. 69-й студенческой научной конференции. – Воронеж, 2018. – Ч. I. – С. 75–86.

2. Кузнецов, В. В. Пневмомагнитная сепарация мелкосеменных культур / В. В. Кузнецов // Сельский механизатор. – 2007. – № 9. – С. 16–17.

3. Кузнецов, В. В. Магнитная сепарация семян трав / В. В. Кузнецов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 2008. – № 10. – С. 9–10.

4. Патент № 2275247 Российская Федерация МПК С1, В03С 1/24. Пневмомагнитный сепаратор: № 2004136471/03: заявл. 14.12.2004; опубл. 14.12.2004 / В. В. Кузнецов, В. Г. Козлов, Е. А. Извеков, О. С. Мальчикова, Е. В. Козлова ; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО «Воронежский ГАУ». – 2 с.

5. Kozlov, V. G. Theoretical Justification of Optimal Design and Process Parameters of Pneumomagnetic Separation / V. G. Kozlov, E. A. Izvekov // International scientific and practical conference "Agro-SMART – Smart solutions for agriculture" (Agro-SMART 2018). – 2018. – Vol. 12. – P. 397–400. – DOI: https://doi.org/10.2991/agrosmart-18.2018.74.

6. Dadak, V. O. Improving of pneumatic separator for small seed crops // Mechanization and Electrification of Agriculture. Inter-Department Collection of Works. – 2013. – No. 97. – P. 495–501.

7. Seeds of Vegetables, Melon Field, Fodder and Aroma Crops. Variety and sowing qualities. Technical specifications DSTU 7160. 2010.

8. Use of the electro-separation method for improvement of the utility value of winter rapeseeds / S. J. Kovalyshyn, O. P. Shvets, S. Grundas, J. Tys // International Agrophysics. – 2013. – No. 27 (4). – P. 419–424.

9. Kovalyshyn, S. Y. Improving the efficiency of pneumatic separation of forage grass seeds / S. Y. Kovalyshyn // Technical Systems and Technologies in Livestock. – 2014. – Vol. 144. – P. 25-232.

10. Kovalyshyn, S. Y. Pneumatic electric separator for seeds // Scientists Lviv. Agr. University : Catalogue of Innovations. – 2013. – P. 13-48.

11. Zaika, P. M. Separation of Seed by Physics and Mechanical Properties / P. M. Zaika, G. E. Maznev. – Moscow : Kolos, 1978. – 287 p.

12. Tarushkyn, V. I. Dielectric Seeds Separation: DSc (engineering) thesis / V. I. Tarushkyn. – Moscow, 2007. – 401 p.

13. Zhuk, O. Y. Selection of vegetables / O. Y. Zhuk, Z. D. Sych // Agrarian Science. – 2012. – Vol. 324.

14. Kovalyshyn, S. Intensification of the process of preparing small seed crop mixtures / S. Kovalyshyn, V. Dadak, S. Konyk // De Gruyter Open Ltd. – 2015. – No. 18. – P. 108–112.

15. Mechanization of coniferous seeds grading in Russia: a selected literature analysis / A. I. Novikov, B. T. Ersson, V. V. Malyshev [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International Forestry Forum "Forest ecosystems as global resource of the biosphere: calls, threats, solutions". – 2020. – P. 012060. – DOI: 10.1088/1755-1315/595/1/012060.

16. Новиков, А. И. Влияние длины размерных секций дискового сепаратора на полноту выделения лесных семян / А. И. Новиков // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. – 2008. – № 184. – С. 57–62.

17. Новиков, А. И. Аналитические зависимости для расчета основных параметров безрешетного сепаратора / А. И. Новиков // Моделирование систем и процессов. – 2013. – № 2. – С. 54–56.