Упражнения. 6.22. Определить производительность триера при выделении длинных примесей от семян ржи

 

6.22. Определить производительность триера при выделении длинных примесей от семян ржи. Диаметр триерного цилиндра 0,6 м, а длина 1,96 м. Содержание длинных примесей в основной культуре 6%.

6.23. Пропускная способность триера по пшенице равна 0,6 кг/с. Определить диаметр триерного цилиндра, если его длина равна 1,96 м, а зерновая смесь содержит 1,5% коротких примесей.

6.24. Объяснить, почему в существующих семяочистительных машинах зерновая смесь вначале пропускается через решетный стан, а затем через триерную очистку.

6.25. Определить пропускную способность триерного блока БТ-10 при его параллельной работе. Выделяются длинные примеси от семян пшеницы. Диаметр триерного цилиндра 0,6 м, а длина 2,19 м. Содержание длинных примесей в основной культуре 7%.

6.26. Чему равна пропускная способность триерного блока, включающего четыре параллельно работающих цилиндра (диаметр 0,6 м, длина 2,19 м) при выделении куколя от: ржи, пшеницы, ячменя.

6.27. Семена пшеницы засорены длинными и короткими примесями. Объяснить, в какой последовательности следует очищать зерновую смесь, если в ней содержится одинаковое количество как длинных, так и коротких примесей. Короткими примесями являются куколь, а длинными – овес.

6.28. Внутренний диаметр горизонтального триерного цилиндра равен D. Определить угловую скорость ω; цилиндра, при которой семена, имеющие угол трения φ;, начинают скользить по его внутренней поверхности на высоте, характеризуемой углом поворота .

Варианты
D, м	0,6	0,6	0,7	0,7	0,8	0,8	0,6	0,6	0,7	0,7
φ;, град

 

6.29. Определить угловую скорость триерного цилиндра, если семена, имеющие угол трения φ;, поднимаются на угол α до момента выпадения из ячейки. Форма ячейки характеризуется углом λ;, а внутренний радиус цилиндра R.

Варианты
α;, град
λ;, град
φ;, град
R, м	0,3	0,3	0,3	0,35	0,35	0,35	0,3	0,3	0,35	0,35

 

6.30. Определить зону выпадения из ячеек семян пшеницы, имеющих углы трения φ;, если частота вращения триерного цилиндра n, внутренний радицс цилиндра R= 0,3 м, а форма ячейки характеризуется углом λ;.

Варианты
φ;, град	12…19	13…20	14…16	12…19	13…20	14…21	14…16	12…19	13…20	14…21
n, мин-1
λ;, град

 

6.31. Определить угол поворота ωt (отсчитывая от нижней точки) триерного цилиндра, при котором семена овса, имеющие коэффциент трения f, будут выскальзывать из ячеек. Триерный цилиндр характеризуется внутренним радиусом R, частотой вращения n, а форма ячейки λ; = 89°.

Варианты
f	0,60	0,61	0,62	0,63	0,64	0,65	0,66	0,67	0,68	0,69
n, мин-1
R, м	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,35	0,35	0,35	0,35	0,35

 

6.32. Подобрать основные размеры (L и R) триерного цилиндра на производительность Q = 1750 кг/ч для очистки пшеницы от примеси овса (5%) и ячменя (5%), куколя, сечки и мелких семня сорняков (10%). Ячейки подобраны размером 8,5 мм для выделения овса и ячменя и 4,5 мм для выделения куколя и прочих мелких примесей. Известны: К = 0,425; γ₁ = 0,78 кг/л (объемная масса пшеницы с мелкими примесями); γ₂ = 0,65 кг/л (объемная масса мелких примесей); ν₁ = 10700 шт/м²; ν; = 33450 шт/м².

 

 

4.6.3. Устройство для разделения семян по форме и состоянию

поверхности и аэродинамическим свойствам

 

Необходимость применения электромагнитной очистки семян вызывается тем, что семена некоторых сорняков (повилики, василька, горчака и др.) не могут быть выделены на воздушных, решетных и триерных очистках, так как по размерам и по аэродинамическим свойствам они почти одинаковы с семенами культурных ратенений. Электромагнитный способ дает возможность полностью очистить клевер и люцерну от повилики, горчака, плевела и других шероховатых семян сорняков [2]. Способ основан на использовании свойства семян сорняков, имеющих шероховатую поверхность, обволакиваться специальным магнитным порошком, после чего они обладают ферромагнитными свойствами и притягиваются электромагнитом. Для притяжения семян сорняков, покрытых порошком, требуемая величина магнитной индукции В_м [Тл] должна быть:

, (4.132)

где k _м – коэффициент кинематического режима работы барабана (k _м = 0,40…0,47); l _с – расстояние от центра семян сорняков до поверхности магнитного сектора, м; ε;_м – коэффициент магнитной проницаемости порошка, (величину силы притяжения определяют по формуле: , где χ; – объемная магнитная восприимчивость порошка: ; μ; – магнитная проницаемость; V – объем порошка, удерживаемого семенем; Н – напряженность магнитного поля; - градиент магнитного поля; для упрощения расчетов в учебниках [3,9] введено понятие размерного коэффициента ε;_м магнитной проницаемости порошка); k_вн – коэффициент внедряемости, представляющий собой отношение массы m _п приставшего к семенам порошка к массе m _з взятой навески семян (таблица 4.10).

Разделяющая способность полотенных горок зависит от сопротивления частиц трению по поверхности наклонного полотна

(4.133)

где f₁ – коэффициент трения для гладких семян; f₂ – коэффициент трения для шероховатых семян. Коэффициенты трения по полотну горки приведены в таблице 4.11.

 

Таблица 4.10 – Коэффициент внедряемости порошков

для различных культур [2,7,9 ]

 

Порошок	Значение kвн для
клевера	льна	повилики	плевела	подорожника
ДХЗ-80	0,0137	0,0103	0,0395…0,1154	0,0567	0,16
ВХК-60	0,010	0,002	0,150…0,171	0,116	0,086
Трифолин 808	0,009		0,0530	0,0136
Гомпера			0,003	0,002

 

Таблица 4.11 – Значения критических скоростей υ_кр,

коэффициентов парусности К_п и трения по полотну [2,7,9 ]

 

Наименование семян	Критическая скорость υкр, м/с	Коэффициент парусности Кп, м-1	Коэффициент трения по полотну
Пшеница Рожь Овес Ячмень Горох Вика Чечевица Кукуруза Просо Вьюнок Овсюг Гречишка Пырей Василек Куколь Легкие сорняки	8,90...11,50 8,36...9,89 8,08...9,11 8,41...10,77 15,50...17,50 13,23...17,00 8,34...9,75 12,48...14,03 9,83...11,80 5,92...8,03 5,51...8,33 3,59...7,88 4,79...7,19 4,23...5,92 6,87...9,80 4,66...5,66	0,076...0,121 0,100...0,140 0,118...0,150 0,084...0,138 0,031...0,040 0,034...0,056 0,103...0,141 0,049...0,063 0,070...0,101 0,152...0,279 0,141...0,323 0,158...0,761 0,189...0,428 0,279...0,548 0,102...0,208 0,306...0,452	– – 0,47...1,23 – 0,05...0,34 0,19...0,55 0,44...1,11 – – 0,21...0,44 – – – 0,42...0,75 0,19...0,38 –

 

Скорость с движения семян относительно полотна определяется по формуле

, (4.134)

где υ; – скорость полотна, м/с; α – угол наклона полотна к горизонту, град.; φ; – угол трения семян о полотно, град.

Скорость вертикального воздушного потока, при которой тело находится во взвешенном состоянии, называют скоростью витания или критической скоростью данного тела. Смесь зерна можно разделить воздушным потоком только в том случае, если критические скорости семян и примесей различны. Значение критической скорости можно определить по формуле:

(4.135)

где g – ускорение свободного падения, м/с²; К_п – коэффициент парусности, м^-1.

Критические скорости и коэффициенты парусности семян наиболее распространенных культур и сорняков приведены ниже в таблице 4.11.

 

Пример 125. Определить величину магнитной индукции В_м магнитно-щеточной семяочистительной машины, если коэффициент внедряемости для семня подорожника составляет k_вн = 0,16, коэффициент кинематического режима работы барабана k_м = 0,4, расстояние от центра семян подорожника до поверхности магнитного сектора 0,6 мм, а коэффициент ε;_м = 7×10^-5 .

Решение: Требуемая величина магнитной индукции В_м может быть вычислена по формуле (4.132)

Тл.

Ответ В_м = 0,441 Тл.

 

Пример 126. Определить кинематический режим работы электромагнитного барабана семяочистительной машины при очистке семян трав от клеверной повилики со средним размером d = 1 мм, если коэффициент ε;_м = 6,5×10^-5 , а величина магнитной индукции В_м = 0,4 Тл.

Решение: Коэффициент k_вн внедряемости порошка ДХЗ-80 для семян повилики изменяется в пределах 0,0395…0,1154 (см. таблицу 4.10). Расстояние l_с = d /2 = 0,5мм. Величину коэффициента (где r – радиус барабана, м; ω – угловая скорость барабана, рад/с) можно определить из формулы (4.132)

.

Отсюда

.

Ответ: k_м = 4,3.

 

Пример 127. Семена двух различных культур отличаются свойством трения по поверхности полотна, причем коэффициент трения семян одной культуры f₁ = 0,6, а семян другой культуры – f₂ = 0,8. С каким наклоном надо поставить полотенную горку, чтобы разделить на ней смесь указанных семян?

Решение: Угол наклона полотенной горки определяем по выражению (4.133):

Отсюда α; = 35°.

Ответ: α; = 35°.

 

Пример 128. Полотно наклонной горки, установленное под углом α; = 38°, перемещает вверх со скольжением семена, имеющие коэффициент трения f = 0,9. Определить величину относительного ускорения семени, положенного на полотно без начальной скорости. Решение сопроводить расчетной схемой.

Решение: Приведем расчетную схему (рисунок 4.35).

 

 

Рисунок 4.35 – Движение частицы по полотну наклонной горки

На частицу, поступающую на полотно в точке О, действуют силы: тяжести mg, нормальная N и трения F.

Движение частицы вдоль полотна выражается следующим дифференциальным уравнением

(1)

где α – угол наклона полотна к горизонту, град; с – скорость движения частицы относительно полотна, м/с.

Величину F_max можно определить по выражению

, (2)

где φ – угол трения частицы по полотну, град.

Подставив (2) в дифференциальное уравнение (1), после преобразования получим:

. (3)

Полученное выражение (3) характеризует величину относительного ускорение семени, положенного на полотно в точке О без начальной скорости.

Следовательно:

м/с²,

где φ = arctg f = arctg 0,9 = 42°.

Ответ: м/с².

 

Пример 129. Полотно наклонной горки, установленное под углом 38°, перемещает вверх со скольжением семена, имеющие коэффициент трения f = 0,9. Определить путь семени до момента прекращения скольжения семени по полотну, если скорость полотна υ; = 0,45 м/с.

Решение: Скорость с движения семян относительно полотна определяется по формуле (4.134)

. (1)

Поскольку через некоторое время t₁ скольжение прекратилось, т.е. с = 0, то уравнение (1) примет вид

. (2)

Отсюда

с,

где φ = arctg f = arctg 0,9 = 42°.

Следовательно, путь семени до момента t₁ прекращения скольжения по полотну определится по формуле

м.

Ответ: х_с = 0,11 м.

 

Пример 130. При какой скорости вертикального воздушного потока можно произвести отделение от семян ржи засоряющих ее семян василька, если коэффициент парусности семян ржи изменяется в пределах 0,1...0,14 м^-1, а семян василька – 0,279...0,548 м^-1.

Решение: Критические скорости семян ржи и василька находим по формуле (4.135):

Для семян ржи: ,

для семян василька:

При скорости воздушного потока 8,4...9,9 м/с семена ржи будут находиться в воздушном потоке во взвешенном состоянии, а семена василька будут увлекаться воздушным потоком. Поэтому для отделения от семян ржи засоряющих ее семян василька необходимо, чтобы скорость воздушного потока была 6...8 м/с.

Ответ: υ_кр = 6...8 м/с.