Вестник, Воронежского государственного аграрного университета (стр. 10 )

Наиболее распространенным приемом при определении числа наблюдений является уменьшение числа параметров исключением менее значимых.

Анализируя полученные данные, можно с определенной достоверностью сделать вывод, что наиболее существенные параметры в порядке их значимости: сила воздействия F, импульс силы Р, модуль упругости Е, плотность , жесткость оболочки зерновки k.

Таблица 1. Значения параметров, принятых для определения p-критериев

Культура	L, 10-3 м	F, кгм/с2	P, кгм/с2	Е, 105кг/м2	r, кг/м3	k, кгм/с2	Rz, 10-4м	S, 10-6м2	D размер 10-3м	m, 10-3 кг
Пшеница	1,4	5,9	0,5	30	1092	3,06	40	1,02	6,7´3,4´2,7	0,036
Горох	1,7	6,4	0,42	60	1150	3,64	35	0,5	6,8	0,245
Тритикале	3,2	7,8	0,35	28	1200	3,97	40	1,3	8´1,9´1,7	0,045
Кукуруза	3,7	8,25	0,3	50	1230	4,45	45	0,89	11,5´8 ´5,3	0,245
Рожь	4,2	8,5	0,29	21	1325	4,5	25	1,89	8´2,6´2,5	0,031

Для того чтобы определить шесть коэффициентов уравнения регрессии, включая свободный член, по правилам детерминированной математики необходимы восемь уравнений, а имеется только шесть наблюдений.

Нами использовался прием получения нелинейного уравнения регрессии с использованием ограниченного числа наблюдений [7]. На первом этапе приводятся поиски адекватного уравнения регрессии величины L в зависимости от каждого отдельного параметра (F, P, E, , k). Для этого использовались зависимости линейная, степенная, экспоненциальная, обратная, логарифмическая и др. Для каждой зависимости и каждой переменной качество модели определялось по критерию Фишера.

Для параметров F и Р лучшие результаты дает степенная модель, для Е и k – логарифмическая и для r – линейная.

Так получены уравнения регрессии зависимости величены L от отдельных параметров

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

Построим математическую модель процесса как линейную комбинацию найденных функций (10)-(14).

По данным значениям F, P, E, r, k (см. табл. 1) вначале находим прогнозируемые значения параметра L (табл. 2).

Таблица 2. Прогнозируемые значения параметра L

Культура	L(F)	L(P)	L(E)	L(r)	L(k)
Пшеница	1,277	1,328	3,033	1,056	2,140
Горох	1,632	1,908	2,242	1,181	2,649
Тритикале	2,947	2,788	3,111	2,462	2,904
Кукуруза	3,514	3,842	2,450	2,851	3,239
Рожь	3,846	4,122	3,439	4,085	3,272

Затем, используя значения таблицы 3, составляем систему линейных уравнений относительно коэффициентов линейной комбинации найденных функций так, чтобы результаты опытов таблицы 1 по построенной модели давали близкие значения. Решение этой системы дает следующие результаты (табл. 3).

Таблица 3. Коэффициенты линейных уравнений

С1	С2	С3	С4	С5
2,151	-1,355	-1,751	0,246	2,853

Искомое уравнение регрессии имеет вид

. (15)

Для проверки адекватности выбрана культура пшеница, для которой F = 5,9,
P = 0,5, E = 30, r = 1092, k = 3,06. Полученное по уравнению (15) значение L = 1,468 достаточно хорошо согласуется с результатами опыта.

Учитывая вышеизложенное, можно сделать следующие выводы.

1. Предложена структурная схема процесса травмирования зерновки, составлено критериальное уравнение, включающее шесть критериев.

2. Получены уравнения регрессии зависимости величины травмирования от отдельных параметров: силы воздействия, импульса силы, модуля упругости, плотности и жесткости оболочек зерновки.

Оценена значимость составляющих уравнения регрессии. Самое существенное влияние на травмирование оказывают усилие воздействия (кубическая степенная зависимость), импульс воздействия (обратная квадратичная зависимость), модуль упругости и жесткость (логарифмическая зависимость), плотность зерновки (линейная зависимость). Полученное уравнение (15) пригодно для прогнозирования микротравмирования зерновки, если известны 5 параметров, характеризующих физико-механические свойства этой культуры.

Список литературы

1. Кузнецов трения и изнашивания контрповерхности зерновым потоком и их использование для повышения эффективности послеуборочной обработки: автореф. дис. … д-ра. техн. наук / . – Воронеж, 1987. – 32 с.

2. Гриценко полевых культур / , : изд. 2-е, перераб. и доп. М., «Колос», 1976. – С. 116, 128-129.

3. Травмирование семян и его предупреждение. Под общ. ред. д-ра с.-х. наук проф. : М., «Колос», 1972. – 160 с.

4. Тарасенко травмирования семян при уборке и послеуборочной обработке / . – Воронеж, ВГАУ, 2003. – 33 с.

5. Кузнецов уменьшения износа поверхностей трения зерноочистительных агрегатов / . – Воронеж: Изд-во ВГУ, 1984. – 55 с.

6. Анализ размерностей в астрофизике / Р. Курт. – М.: Мир, 1975. – 232 с.

7. Кузнецов самотечных потоков различных семян на контрповерхность / , // Совершенствование технологий и технических средств производства продукции растениеводства
и животноводства
. – Воронеж, ВГАУ, 1998. – С. 90-92.

УДК 631.362.34

ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ

ФРИКЦИОННОГО ТРИЕРНОГО ЦИЛИНДРА

, аспирант кафедры сельхозмашин

Воронежский государственный аграрный университет им.

Качество работы зерноочистительных машин характеризуется выносом засорителя из обрабатываемого вороха. Для этого служит полнота выделения, которая находится как соотношение массы выделенного засорителя к массе засорителя, находившемуся в ворохе до обработки на рассматриваемой машине [1].

, (1)

где η – полнота выделения;

zвз – масса выделенного засорителя;

z – масса засорителя, находившегося в ворохе до обработки

на рассматриваемой машине.

Из наблюдений за процессом разделения смесей на фрикционном триерном цилиндре становится очевидным следующее: чтобы произошел вынос частицы сорной примеси в желоб, она должна быть в контакте с рабочей поверхностью фрикционного цилиндра, то есть располагаться в первом слое.

Исследованиями профессора [2] уставлено, что слои вороха, движущиеся по внутренней поверхности вращающегося цилиндра, совершают циклические движения. При этом, угловая скорость слоев, находящихся в контакте с фрикционной поверхностью, равна Ω. Это указывает на последовательность смены одного слоя другим.

Рассмотрим движение многослойного вороха частиц, схема которого приведена
на рис. 1.

Рис. 1. Движение многослойного вороха частиц

Введем понятие цикла, которое будет характеризоваться величиной t – временем движения одной частицы вороха от точки А в точку В, то есть временем полного обновления частиц первого слоя. Пусть концентрация частиц сорной примеси во всех слоях будет одинаковой, тогда количество частиц, выделенных за один цикл, можно найти из следующей формулы

, (2)

где p – исходное количество частиц примеси, содержащихся в ворохе;

n – количество слоев в ворохе.

Учитывая, что в вышележащих слоях происходит активное перемешивание частиц и выравнивание концентрации сорной примеси, запишем, что во втором цикле выделится

. (3)

За время третьего цикла

. (4)

В последующих циклах процесс будет проходить аналогичным образом. Выделение будет продолжаться некоторое количество циклов i, которое находится в пределах от 1 до L/Lt, где L – длина фрикционного цилиндра; Lt – длина осевого перемещения частицы за время t. Для полного выделения сорной примеси должно выполняться условие: сумма всех xi должна быть равна содержанию засорителя в очищаемом ворохе. Учитывая это условие, возможно теоретически рассчитать минимально необходимое количество циклов imin для полного выделения сорной примеси из вороха с допустимой погрешностью. При этом число слоев вороха можно найти из следующей формулы

, (5)

где q – секундная подача материала на рабочую поверхность цилиндра, кг/с;

g – удельная масса материала, кг/м3;

b – средняя толщина частиц вороха, м;

l – длина дуги, которую занимает первый слой частиц, м;

vx – скорость осевого перемещения элементарного сегмента вороха, м/с.

Для нахождения осевого перемещения частицы Lt найдем время t, рассмотрев движение первого слоя, схема которого приведена на рисунке 1.

Найдем длину дуги l, которую занимает первый слой

, (6)

где c – угол раствора дуги, град;

p – постоянная, равная 3,14.

Примем угол c, равным углу подъема частиц (см. рис. 1) и, учитывая выражение для его нахождения [2], получим

, (7)

тогда

. (8)

Зная угловую скорость Ω, можно найти время перемещения частицы из точки А в точку В

, (9)

где угловая скорость зерен пшеницы, лежащих на поверхности цилиндра , рад/с [2].

Величина t характеризует время полной смены частиц слоя, контактирующего с рабочей поверхностью цилиндра.

Известна следующая формула для нахождения скорости осевого смещения зернового сегмента, предложенная [2]:

, (10)

где q1 = 38…40° – динамический угол трения (ската) зерна в поперечном

сечении, град;

hr – толщина слоя зерна в поперечном сечении, измеряемая от поверхности

цилиндра до нижней границы неподвижного ядра:

, (11)

где g – удельная масса вороха, кг/м3;

q – секундная подача вороха, кг/с.

Осевое смещение сегмента вороха за время t найдем из следующей формулы:

. (12)

Зная минимально необходимое количество циклов imin для полного выделения сорной примеси из вороха, можно рассчитать необходимые технологические параметры фрикционного триерного цилиндра или прогнозировать качество получаемой семенной фракции. К примеру, минимальная длина образующей цилиндра будет находиться как

. (13)

Найдем зависимость полноты выделения сорной примеси на внутренней фрикционной поверхности в зависимости от секундной подачи вороха q и частоты вращения цилиндра nц. Так как засоренность вороха, идущего на вторичную очистку, не превышает 3%, то принимаем p = 3%. Удельная масса для пшеницы g = 750 кг/м3, средняя толщина зерновок 0,003 м, угол трения по войлоку составляет j = 32° и динамический угол трения q1 = 40°. Геометрические размеры фрикционного триерного цилиндра примем следующие: длина образующей цилиндра L = 0,5 м, радиус окружности r = 0,12 м, площадь рабочей поверхности S = 0,4 м2.

Известно, что максимальное число оборотов фрикционных цилиндров не должно превышать

[3],

где коэффициент km = 8…20, который принимаем равным 20.

Тогда nmax = 60 мин-1, что соответствует ω = 6,3 рад/с. Удельную подачу материала будем рассматривать в пределах от 0,1 до 1,0 кг/с с интервалом 0,1 кг/с. Решая совместно вышеприведенные уравнения, получим результат, приведенный на рис. 2.

Анализируя полученные данные, можно отметить, что вынос сорной примеси улучшается при увеличении частоты вращения цилиндра и уменьшении секундной подачи вороха. Это связано в первую очередь с уменьшением толщины слоя вороха, находящегося на внутренней фрикционной поверхности цилиндра, и увеличением угла
c – раствора дуги сегмента.

Рис. 2. Полнота выделения сорной примеси в зависимости

от секундной подачи вороха и частоты вращения цилиндра

Так как частота вращения цилиндра ограничена, то максимальной производительности машины при полном выделении сорной примеси можно добиться при секундной подаче 0,4 кг/с, что соответствует удельной производительности 1,0 кг/с×м2. Однако реальная производительность машины может быть ниже расчетной в связи с взаимодействием отдельных частиц вороха и состоянием рабочей поверхности цилиндра. Поэтому в дальнейшем требуется провести ряд экспериментальных исследований полноты выделения сорной примеси из вороха пшеницы в производственных условиях.

Список литературы

1. Остапчук моделирование технологических процессов хранения и переработки зерна / . – М.: Колос, 1977. – 240 с.

2. Летошнев машины. Теория, расчет, проектирование и испытание / . – М.-Л., 1955. – 245 с.

3. Г Сепарирование семян по свойствам их поверхности / // Труды ВИСХОМ. – М., 1959. – вып. 26. – ч. I. – 204 с.

УДК 619:614.48:637.4

Использование мирамистина

для предынкубационной дезинфекции яиц

, доктор ветеринарных наук, профессор,

зав. кафедрой эпизоотологии и вирусологии

, кандидат ветеринарных наук,