- •Передмова
- •1.1.1. Завдання та наукові основи механічного обробітку ґрунту
- •1.1.2. Операції, способи, машини і знаряддя для обробітку ґрунту
- •1.1.3. Ґрунт як об’єкт обробітку
- •1.2.1. Теоретичні основи технологічного процесу оранки
- •1.2.2. Ножі та теорія різання ґрунту лезом
- •1.2.3. Плужні корпуси та взаємодія клину з ґрунтом
- •1.2.5. Визначення параметрів польової дошки
- •1.2.7. Особливості швидкісних робочих поверхонь плужних корпусів
- •1.2.8. Сили, що діють на плужний корпус
- •1.2.9. Тяговий опір плуга
- •1.2.10. Обґрунтування схеми розміщення робочих органів на рамі плуга
- •1.2.11. Умови рівноваги плуга
- •1.3. Теорія та розрахунок дискових ґрунтообробних машин і знарядь
- •1.3.1. Основні геометричні параметри дисків
- •1.3.2. Регульовані технологічні параметри та процес роботи дисків
- •1.3.3. Силова характеристика і тяговий опір дискових робочих органів
- •1.4. Теорія та розрахунок зубових борін
- •1.4.1. Робочі органи і процес роботи зубових борін
- •1.4.2. Розміщення зубів на рамі борони
- •1.4.3. Рівновага і тяговий опір зубової борони
- •1.5. Теорія та розрахунок культиваторів
- •1.5.1. Робочі органи культиваторів та їхні параметри
- •1.5.2. Дія полільних і універсальних лап на коріння бур’янів
- •1.5.3. Взаємне розміщення полільних і універсальних лап
- •1.5.4. Дія розпушувальних лап на ґрунт і їх взаємне розміщення
- •1.5.5. Система кріплення лап до рами та стійкість ходу по глибині
- •1.5.6. Визначення основних параметрів культиваторів
- •1.6.1. Робочі органи фрез, проріджувачів і штангових культиваторів
- •1.6.2. Процес роботи і траєкторія руху робочих органів фрези та проріджувача
- •1.6.3. Основні параметри роботи фрези
- •1.6.4. Витрати потужності для роботи фрези
- •1.6.5. Визначення основних параметрів фрези
- •1.7. Теорія та розрахунок котків
- •1.7.1. Процес дії котка на ґрунт
- •1.7.2. Визначення параметрів котка
- •1.7.3. Опір перекочуванню котка
- •Основи теорії та розрахунку машин для сівби і садіння
- •2.1. Основні властивості насіння
- •2.1.1. Технологічні властивості насіння
- •2.1.2. Закономірності руху насіння
- •2.2. Типи робочих органів сівалок
- •2.2.1. Основи розрахунку котушкових висівних апаратів
- •2.2.2. Основи теорії та розрахунку дискових висівних апаратів
- •2.2.3. Основи теорії та розрахунку пневматичних висівних апаратів
- •2.2.4. Основи теорії сошників
- •2.3. Типи робочих органів машин для садіння
- •2.3.1. Основи теорії картоплесадильних машин
- •2.3.2. Основи теорії машин для садіння розсади
- •Основи теорії та розрахунку машин для внесення добрив
- •3.1. Способи внесення добрив, види добрив та їхні технологічні властивості
- •3.2. Типи робочих органів машин для внесення мінеральних добрив
- •3.2.1. Основи теорії дискових дозувальних апаратів
- •3.2.2. Основи теорії відцентрових розсіювальних дисків
- •3.3. Типи робочих органів машин для внесення органічних добрив
- •3.3.1. Вибір і обґрунтування параметрів конвеєрного дозувального апарата
- •3.3.2. Вибір і обґрунтування параметрів розкидального апарата органічних добрив
- •Основи теорії та розрахунку машин для захисту рослин
- •4.1. Основи теорії розпилення рідин і порошків
- •4.1.1. Механічне розпилення рідин
- •4.1.2. Утворення електрично заряджених аерозолів
- •4.1.3. Розпилення порошків
- •4.1.4. Конденсаційне утворення аерозолів
- •4.1.5. Вплив розмірів краплин на ефективність обприскування і обґрунтування оптимальної дисперсності
- •4.2. Технологічний розрахунок робочих органів обприскувачів
- •4.2.1. Розрахунок параметрів баків і мішалок
- •4.2.2. Розрахунок параметрів насосів
- •4.2.3. Розрахунок параметрів розпилювальних пристроїв
- •4.3. Технологічний розрахунок робочих органів протруювачів
- •4.4. Технологічний розрахунок робочих органів обпилювачів
- •5.1. Подільники і стеблепідіймачі
- •5.1.1. Основи теорії, призначення, типи і застосування подільників
- •5.1.2. Основи теорії, призначення, типи і застосування стеблепідіймачів та гичкопідіймачів
- •5.2. Мотовила
- •5.2.1. Призначення, типи і застосування мотовил
- •5.2.2. Основи теорії та розрахунку мотовил
- •5.3. Різальні апарати
- •5.3.1. Призначення, типи і застосування різальних апаратів
- •5.3.2. Параметри, що впливають на різальну здатність ножа
- •5.3.4. Ротаційні різальні апарати з вертикальною віссю обертання. Типи. Основи теорії та розрахунку
- •5.3.6. Ротаційні різальні апарати з горизонтальною віссю обертання. Основи теорії та розрахунку
- •5.4. Вальцьові апарати
- •5.4.1. Типи і призначення вальцьових апаратів
- •5.4.2. Основи теорії та розрахунку вальцьових апаратів
- •5.5. Подрібнювальні апарати
- •5.5.1. Призначення, типи і застосування подрібнювальних апаратів
- •5.5.2. Основи теорії та розрахунку подрібнювачів кормозбиральних комбайнів
- •5.6. Транспортувальні пристрої жаток
- •5.6.1. Призначення, типи і застосування транспортувальних пристроїв жаток
- •5.6.2. Основи теорії та розрахунку транспортувальних пристроїв жаток
- •5.7. Обчісувальні пристрої
- •5.7.1. Призначення, типи і застосування обчісувальних пристроїв
- •5.7.2. Основи теорії та розрахунку обчісувальних пристроїв
- •5.8. Підбирачі
- •5.8.1. Призначення, типи і застосування підбирачів
- •5.8.2. Основи теорії та розрахунку підбирачів
- •Основи теорії та розрахунку робочих органів молотарок зернозбиральних комбайнів
- •6.1. Молотильно-сепарувальні пристрої
- •6.2. Соломовідокремлювачі
- •6.2.1. Призначення і типи соломовідокремлювачів
- •6.2.2. Основи теорії та розрахунку соломовідокремлювачів
- •6.3. Очисники зерна
- •6.3.1. Призначення, типи, параметри і режим роботи очисників зерна
- •6.4. Домолочувальні пристрої
- •6.4.1. Призначення, типи, параметри і режим роботи домолочувальних пристроїв
- •6.5. Бункери для зерна
- •6.5.1. Елементи конструкції і параметри бункерів для зерна
- •6.5.2. Тривалість заповнення і розвантаження бункера
- •6.6. Продуктивність і пропускна здатність комбайна
- •Основи теорії та розрахунку робочих органів для згрібання і пресування сіна
- •7.1. Типи робочих органів і процес згрібання сіна
- •7.2. Обґрунтування параметрів і режимів роботи поперечних граблів
- •7.4.1. Типи робочих органів пресів
- •7.4.2. Обґрунтування параметрів пресувальної камери
- •Основи теорії робочих процесів машин для збирання кукурудзи на зерно
- •8.2. Основні робочі органи кукурудзозбиральних машин
- •8.4. Пропускна здатність і швидкість обертання відокремлювальних вальців
- •8.5.1. Вибір розмірів і частоти обертання очисних вальців
- •Основи теорії та розрахунку машин для післязбиральної обробки зерна
- •9.1. Принципи очищення і сортування зерна
- •9.2. Способи очищення і сортування зерна
- •9.3. Фізико-механічні властивості зернових сумішей
- •9.3.1. Геометричні розміри насіння
- •9.3.2. Аеродинамічні властивості зернових сумішей
- •9.3.3. Інші властивості зернових сумішей
- •9.4. Робота плоских решіт
- •9.4.1. Умови переміщення матеріалу на решеті, що коливається
- •9.4.2. Умови проходження зерна крізь отвори решета
- •9.4.3. Повнота розділення зерна і режим роботи решіт
- •9.4.4. Кінематичний режим роботи решіт
- •9.4.5. Навантаження на решета та їх продуктивність
- •9.5. Робота циліндричного трієра
- •9.5.1. Теоретичні основи роботи трієра
- •9.5.2. Випадання зерна з комірки трієра і установлення приймального лотока
- •9.5.3. Режим роботи циліндричного трієра
- •9.5.4. Продуктивність трієра
- •9.6. Фрикційне очищення
- •9.7. Повітряні системи
- •9.7.1. Робочий процес у вертикальному каналі з нагнітанням повітря
- •9.7.2. Робочий процес похилого повітряного потоку
- •9.8. Теорія та розрахунок вентиляторів
- •9.8.1. Типи вентиляторів
- •9.8.2. Основне рівняння вентилятора
- •9.8.3. Вибір вентилятора
- •9.9. Основи теорії сушіння зерна
- •9.9.1. Властивості зерна як об’єкта сушіння
- •9.9.2. Загальна схема процесу сушіння
- •9.9.3. Режим роботи і продуктивність сушарок
- •Основи теорії та розрахунку бурякозбиральних машин
- •10.2. Основи розрахунку параметрів апаратів для зрізування гички та очищення головок коренеплодів
- •10.2.1. Апарати для зрізування гички
- •10.2.2. Очисники головок коренеплодів цукрових буряків на корені
- •10.3. Типи та основні параметри викопувальних робочих органів
- •10.3.1. Лемішні викопувальні робочі органи
- •10.3.2. Дискові викопувальні робочі органи
- •10.3.3. Роторні викопувальні робочі органи
- •10.4. Вибір, обґрунтування і розрахунок основних параметрів очищувальних робочих органів
- •Основи теорії та розрахунку машин для збирання картоплі
- •11.1. Машини і способи збирання картоплі
- •11.3. Типи та основні параметри підкопувальних робочих органів
- •11.4. Вибір та обґрунтування основних параметрів пруткового елеватора і грохота
- •11.5. Типи сортувальних робочих органів
- •11.6. Визначення основних параметрів сортувальної роликової поверхні
- •Основи теорії та розрахунку машин для збирання льону
- •12.1. Характеристика льону як об’єкта збирання
- •12.2. Машини і способи збирання льону
- •12.3.1. Типи бральних апаратів
- •12.3.2. Основи теорії бральних апаратів
- •12.4. Льонозбиральні комбайни
- •12.4.1. Типи і робочий процес льонозбиральних комбайнів
- •12.4.2. Вибір та обґрунтування основних параметрів обчісувальних апаратів
- •Список використаної літератури
Основи теорії та розрахунку машин для післязбиральної обробки зерна
Швидкість на виході із горловини вентилятора витримують такою, щоб вона перевищувала критичну швидкість vп тих компо-
нентів маси, які потрібно видалити, тобто
vп = αпvкр,
де αп — коефіцієнт перевищення швидкості.
Критична швидкість для зерна пшениці становить 8,9…11,5 м/с. Рекомендовано такі значення αп: для соломи завдовжки до
200 мм — 1,1…1,7; полови — 1,9…3,7; збоїни — 2,5…5,0; обмолоче-
них колосків — 1,5…3,0.
Витрати повітря Qп, що подається, або продуктивність венти-
лятора, беруть, виходячи з допустимої маси домішок, які видаля- ються одиницею маси повітря, за виразом:
Qп = тп/λ.
Масу тп розраховують за масою зерна тз, яку пропускає очисник за 1 с, виходячи з такого виразу:
тп = εтз,
де ε — коефіцієнт, який визначає масову частку полови, яку потріб- но видалити.
Коефіцієнт ε для комбайнового очищення становить від 0,2 до 0,25; для зерноочисних машин попереднього очищення — від 0,05 до 0,1; остаточного очищення — від 0,03 до 0,05.
Коефіцієнт концентрації λ = 0,15…0,30.
Повний тиск Н знаходять за динамічним hд і статичним hст тиском, тобто
H = hд + hст.
Динамічний тиск визначається кінетичною енергією одиниці об’єму повітря:
v2
hд = ρп 2п .
Статичний тиск визначається втратами у вентиляторі і дорівнює hст = (1,5...3,0)hд.
9.9. Основи теорії сушіння зерна
Сушіння зерна ґрунтується на принципі видалення вологи і пе- ретворення її на пару і пов’язане з підведенням потоку теплоти до матеріалу для випаровування вологи. Залежно від способу передачі теплоти розрізняють такі способи теплового сушіння: радіаційний,
373
Розділ 9
сорбційний, конвективний, кондуктивний (контактний), електрич- ний (струмами високої частоти) і молекулярний (сублімація).
Радіаційний спосіб сушіння (природний) характеризується тим, що потік теплоти до вологого зерна підводиться у вигляді про- меневої енергії сонця. Найкраще здійснювати сушіння в сонячну погоду з вітром поблизу складських приміщень на ущільнених май- данчиках або зі штучним покриттям. Зерно розстилають шаром 10…15 см, на поверхні шару роблять борозенки в напрямку вітру.
Для сушіння зернового матеріалу (квасолі, сої, гороху, вики то- що), який не витримує сушіння або втрачає цінні властивості, вико- ристовують сорбційний спосіб, який передбачає змішування во- логого зерна з вологопоглиначем (хлоридом кальцію, осиковими плашками, тирсою тощо) і витримують протягом певного часу. При цьому вологість всієї зернової маси вирівнюється. Вологопоглинач вибирають з таким розрахунком, щоб його було легко відокремити від висушеного зерна.
Конвективний спосіб сушіння є найпоширенішим. За такого способу теплота, потрібна для нагрівання матеріалу і випаровуван- ня з нього вологи, передається йому конвекцією від рухомого газо- подібного теплоносія (нагрітого повітря або його суміші з газами продуктів згоряння), який називають агентом сушіння. Агент су- шіння не тільки передає теплоту матеріалу, а й поглинає і виносить випаровану з нього вологу.
9.9.1. Властивості зерна як об’єкта сушіння
Зерновий матеріал є капілярно-пористим колоїдним середови- щем, в якому волога покриває (змочує) поверхню матеріалу, запов- нює капіляри і проникає всередину речовини.
Вміст вологи (води і водяних парів) у матеріалі оцінюється від- ношенням її маси mв до маси m1 вологого матеріалу (відносна воло-
гість w = 100 mв/m1, %) або до маси mс абсолютно сухого матеріалу (абсолютна вологість mа = 100 mв/mс, %).
Залежно від вологості злакових і бобових культур зерно поділя- ють на сухе (w ≤ 14), середньої сухості (14 ≤ w ≤ 16), вологе (16 ≤ w ≤ 18) і сире (w ≤ 18).
Термін безпечного зберігання залежить від вологості і темпера- тури матеріалу.
У процесі взаємодії з навколишнім середовищем капілярно- пористі колоїдні матеріали поглинають або віддають вологу. Мате- ріал може поглинати водяні пари з навколишніх газових середовищ або повітря до появи стану рівноваги.
Зміна вологості матеріалу залежно від часу сушіння. Су-
шіння — процес, параметри якого змінюються в часі. Щоб оцінити
374
Основи теорії та розрахунку машин для післязбиральної обробки зерна
характер перебігу процесу бу- дують графіки (рис. 9.20) кри- вих: u = f(τ), яка показує залеж- ність між вологовмістом мате- ріалу u і тривалістю процесу τ; du/dτ= f(τ), яка характеризує швидкість сушіння матеріалу, і θ = f(τ), яка показує зміну тем- ператури матеріалу θ в процесі сушіння.
Установлено, що для капі- лярно-пористих колоїдних ма- теріалів у період сушіння спо- стерігається три характерних періоди.
За період ОА матеріал нагрівається (період прогрівання), з його поверхні волога випаровується в навколишнє середовище. Темпера- тура матеріалу швидко підвищується до температури мокрого тер- мометра (температури випаровування рідини), а швидкість сушіння досягає максимального значення.
За другий період АВ (період сталої швидкості сушіння) волого- вміст u (або вологість w) матеріалу змінюється по прямій. Швид-
кість сушіння dudτ — похідна від вологовмісту u, яка визначається в
кожній точці як тангенс кута нахилу дотичної до кривої сушіння u = f(τ), має максимальне значення і протягом усього другого пері- оду залишається незмінною. У цей період волога випаровується з поверхні матеріалу так само, як випаровується вода з відкритої по- верхні, тобто вся теплота витрачається на випаровування вологи, а сам матеріал не нагрівається.
За третій період ВС (період уповільнення швидкості сушіння) зона випаровування вологи поширюється вглиб матеріалу, внаслі- док чого швидкість сушіння зменшується. При безперервному пото- ці теплота, яка надходить до матеріалу від теплоносія, зменшення інтенсивності випаровування вологи з поверхні і утворення зони випаровування зумовлюють підвищення температури нагрівання матеріалу і зменшення швидкості сушіння. Наприкінці третього періоду сушіння температура матеріалу вирівнюється з температу- рою навколишнього середовища, а криві вологовмісту і швидкості сушіння асимптотично наближаються: перша до рівноваги вологов- місту up, а друга — до нуля. При рівновазі вологовмісту сушіння
зупиняють (швидкість сушіння дорівнює нулю).
375