1.3. Построение вариационных кривых.
Для решения вопроса о выделении трудноотделимых примесей построим вариационные кривые по четырем признакам разделения (длина, ширина, толщина, критическая скорость) для всех трудноотделимых примесей и основной культуры.
Построение кривых произведём следующим образом: из таблицы 1 находим величину М для данной составляющей. Через деление шкалы соответствующее этой цифре проводим вертикаль. Вершина кривой лежит на пересечении этой вертикали с верхней горизонтальной прямой. Горизонтальные прямые проводим на высоте: 80.0; 70.7; 48.4; 26.0; 10.8; 3.6; 1.0 мм. Расстояние от центра (*)М ординаты в одну и другую сторону: 0; 0.5σ; 1σ; 1.5σ; 2σ; 2.5σ; 3σ. Полученные точки соединяем плавной кривой. Вариационные кривые по каждому признаку разделения приводятся на рисунках 1, 2, 3, 4.
1.4. Очистка семян
1.4.1. Составление схемы очистки семян
|
Класс |
Чистота, % |
Содержание семян других растений, шт/кг |
|
|
всего |
в том числе сорняков |
||
|
1 |
99 |
10 |
5 |
|
2 |
98 |
40 |
20 |
|
3 |
97 |
200 |
70 |
Для составления схемы технологического процесса составляем три списка.
Первый список легко отделимых примесей. Границу разделения выбираем по основной культуре ближайшую к нижнему или верхнему приделу соответствующего признака разделения с учетом отсутствия потерь основной культуры.
Второй список трудноотделимых примесей. Границы разделения выбираем, анализируя вариационные кривые, при этом, признаки и границы выбираем такие, при которых примесь выделяется с минимальными потерями основной культуры.
Третий список рабочих органов. Его составляем относительно первых двух списков. Если в обоих списках имеются одинаковые виды удаляемых примесей, а границы разделения различны, то принимаем более жесткую границу. Более жесткая граница та, при которой потери основной культуры возрастают.
Таблица 4. Список легкоотделимых примесей.
|
№п/п
|
Засоритель
|
Вид примеси |
Граница разделения
|
|
2 |
Чечевица |
широкая |
L=4,2 мм |
|
3 |
Костер безостый |
легкая |
L=1,72 м/с |
|
5 |
Куколь |
короткая |
L= 4,64 мм |
|
4 |
Плевал |
тонкая |
L=0,63 мм |
Таблица 5. Список трудноотделимых примесей.
|
№п/п
|
Засоритель
|
Вид примеси |
Граница разделения
|
|
2 |
Овёс золотой дождь |
длинная легкая узкая тонкая
|
L=7,6мм L= 9м/с L= 2,4 мм L= 2,1 мм |
|
3 |
Повой заборный |
длинная легкая узкая тонкая |
L=7,6мм L= 9м/с L= 2,4 мм L= 2,1 мм |
|
7 |
спорынья |
длинная легкая узкая тонкая короткая |
L=7,6мм L= 9м/с L= 2,4 мм L= 2,1 мм L= 5,4 мм |
Таблица 6. Список рабочих органов.
|
№ |
Рабочий орган |
Выделяемая примесь |
Граница разделения |
|
|
1 |
Вентилятор |
Лёгкая |
L=9 м/с |
|
|
2 |
|
Решето |
Широкая |
L=3,9 мм |
|
3 |
|
Решето |
Узкая |
L= 2,4 мм |
|
4 |
|
Решето |
Тонкая |
L= 2,1 мм |
|
5 |
|
Триер |
Короткая |
L=5,4 мм |
|
6 |
|
Триер |
Длинная |
L=7,6 мм |
Рис. 1.2. Схема технологического процесса очистки семян.
1-Легкие примеси, 2- широкие примеси, 3- узкие примеси, 4- тонкие примеси, 5- короткие примеси, 6- длинные примеси, 7- чистое зерно
1.4.2. Расчет чистоты и потерь семян.
Расчет производим в следующих упрощениях:
- разделение зерна по одному признаку не меняет вариационные кривые по другим признакам;
- каждый рабочий орган делит зерно полностью по указанной на схеме границе разделения.
Расчет ведём с помощью таблицы интеграла Лапласа [1. табл. 12].
Расчет ведём в таблицах. Данные для второй колонки берём из таблицы 1 (для первой операции), а для каждой следующей из девятой колонки записываем значения М и σ из таблицы 1. В пятую колонку записываем значение x=(L-M)/ σ Эти величины являются входными в таблицы нормального интеграла. По ним определяем ε(шестая колонка) со знаком числа (сложением чисел) в пятой колонке. В седьмой получают числа сложением чисел шестой с 50% или вычитанием из 50%. Это зависит от знака первого числа в шестой колонке. Числа в восьмой колонке получают делением произведения восьмой колонки и 100 на сумму чисел восьмой колонки. Десятая колонка даёт окончательный состав зерна, прошедшего очистку на данном рабочем органе. Расчет потерь зерна основной культуры: перемножаем все числа, относящиеся к основной культуре из седьмых колонок каждой таблицы, делением полученного числа на 100 в степени, на единицу меньше числа таблиц и вычитаем это число из 100.
Таблица 7. Расчет чистоты при отделении легких примесей, L=9 м/с.
|
|
Культура и засоритель |
Содер-жание % |
М |
σ |
Х |
ε |
% к нач. содержанию |
% к нагрузке |
% к остатку |
|
1 |
Пшеница Кооператоская |
87,8 |
10,02 |
0,39 |
-2,61 |
-49,54 |
99,54 |
87,396 |
98,793 |
|
2 |
Овес Золотой дождь |
2,5 |
7,45 |
0,65 |
1,55 |
43,97 |
6,03 |
0,15 |
0,169 |
|
3 |
Повой заборный |
2,0 |
9,5 |
0,95 |
0,52 |
19,87 |
30,13 |
0,602 |
0,68 |
|
4 |
Куколь |
1,8 |
8,35 |
0,48 |
1,35 |
43,97 |
6,03 |
0,108 |
0,122 |
|
5 |
Чечевица |
2,0 |
9,70 |
0,41 |
1,7 |
45,64 |
4,36 |
0,087 |
0,098 |
|
6 |
Костер безостый |
2,0 |
3,75 |
0,58 |
9,05 |
50 |
0 |
0 |
0 |
|
7 |
Плевел |
1,5 |
7,00 |
0,84 |
2,38 |
49,17 |
0,83 |
0,012 |
0,013 |
|
8 |
Спорынья |
0,4 |
8,25 |
1,25 |
0,6 |
22,92 |
27,08 |
0,108 |
0,122 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
88,463 |
100 |
Таблица 8. Расчёт чистоты при отделении широких примесей, L=3,9 мм
|
|
Культура и засоритель |
Содер-жание % |
М |
σ |
Х |
ε |
% к нач. содержанию |
% к нагрузке |
% к остатку |
|
1 |
Пшеница Кооператоская |
98,793 |
3,11 |
0,25 |
3,16 |
49,96 |
99,96 |
98,753 |
99,07 |
|
2 |
Овес Золотой дождь |
0,169 |
2,44 |
0,30 |
4,86 |
50 |
100 |
0,169 |
0,169 |
|
3 |
Повой заборный |
0,68 |
3,75 |
0,25 |
0,6 |
22,92 |
72,92 |
0,502 |
0,503 |
|
4 |
Куколь |
0,122 |
2,90 |
0,30 |
5,88 |
50 |
100 |
0,122 |
0,122 |
|
5 |
Чечевица |
0,098 |
6,00 |
0,68 |
-3,08 |
-49,95 |
0,05 |
0,004 |
0 |
|
6 |
Костер безостый |
0 |
1,90 |
0,17 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
7 |
Плевел |
0,013 |
1,80 |
0,13 |
16,15 |
50 |
100 |
0,013 |
0,013 |
|
8 |
Спорынья |
0,122 |
2,50 |
0,40 |
3,5 |
49,98 |
99,98 |
0,121 |
0,121 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
99,68 |
100 |
Таблица 9. Расчёт чистоты при отделении узких примесей, L=2,4 мм
|
|
Культура и засоритель |
Содер-жание % |
М |
σ |
Х |
ε |
% к нач. содержанию |
% к нагрузке |
% к остатку |
|
1 |
Пшеница Кооператоская |
99,07 |
3,11 |
0,25 |
-2,84 |
-49,78 |
99,78 |
98,852 |
99,241 |
|
2 |
Овес Золотой дождь |
0,169 |
2,44 |
0,30 |
-0,13 |
-4,68 |
54,68 |
0,092 |
0,092 |
|
3 |
Повой заборный |
0,503 |
3,75 |
0,25 |
-5,4 |
-50 |
100 |
0,503 |
0,504 |
|
4 |
Куколь |
0,122 |
2,90 |
0,30 |
-1,66 |
-45,18 |
95,18 |
0,116 |
0,116 |
|
5 |
Чечевица |
0 |
6,00 |
0,68 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
6 |
Костер безостый |
0 |
1,90 |
0,17 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
7 |
Плевел |
0,013 |
1,80 |
0,13 |
4,61 |
50 |
0 |
0 |
0 |
|
8 |
Спорынья |
0,121 |
2,50 |
0,40 |
-0,25 |
-9,88 |
59,88 |
0,072 |
0,72 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
99,635 |
100 |
Таблица 10. Расчет чистоты при отделении тонких примесей, L=2,1 мм
|
|
Культура и засоритель |
Содержание % |
М |
σ |
Х |
Ε |
% к нач. содержанию |
% к нагрузке |
% к остатку |
|
1 |
Пшеница Кооператоская |
99,241 |
2,87 |
0,29 |
-2,65 |
-49,58 |
99,58 |
98,824 |
98,928 |
|
2 |
Овес Золотой дождь |
0,092 |
2,05 |
0,27 |
0,18 |
7,18 |
42,82 |
0,039 |
0,039 |
|
3 |
Повой заборный |
0,504 |
2,90 |
0,30 |
-2,66 |
-49,59 |
99,59 |
0,501 |
0,501 |
|
4 |
Куколь |
0,116 |
2,30 |
0,23 |
-0,86 |
-30,61 |
80,61 |
0,093 |
0,093 |
|
5 |
Чечевица |
0 |
2,65 |
0,22 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
6 |
Костер безостый |
0 |
1,60 |
0,12 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
7 |
Плевел |
0 |
1,05 |
0,12 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
8 |
Спорынья |
0,72 |
2,20 |
0,35 |
-0,28 |
-11,05 |
61,05 |
0,439 |
0,439 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
99,896 |
100 |
Таблица 11. Расчет чистоты при отделении коротких примесей, L=5,4 мм
|
|
Культура и засоритель |
Содержание % |
М |
σ |
Х |
ε |
% к нач. содержанию |
% к нагрузке |
% к остатку |
|
1 |
Пшеница Кооператоская |
98,928 |
6,52 |
0,43 |
-2,6 |
-49,53 |
99,53 |
98,463 |
99,616 |
|
2 |
Овес Золотой дождь |
0,039 |
11,47 |
1,66 |
-3,65 |
-50 |
100 |
0,039 |
0,039 |
|
3 |
Повой заборный |
0,501 |
4,51 |
0,33 |
2,69 |
49,62 |
0,38 |
0,001 |
0,001 |
|
4 |
Куколь |
0,093 |
3,60 |
0,27 |
6,66 |
50 |
0 |
0 |
0 |
|
5 |
Чечевица |
0 |
6,40 |
0,80 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
6 |
Костер безостый |
0 |
7,20 |
0,40 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
7 |
Плевел |
0 |
4,60 |
0,30 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
8 |
Спорынья |
0,439 |
6,24 |
1,18 |
-0,71 |
-27,67 |
77,67 |
0,34 |
0,343 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
98,843 |
100 |
Таблица 12. Расчет чистоты при отделении длинных примесей, L=7,6 мм
|
|
Культура и засоритель |
Содержание % |
М |
σ |
Х |
ε |
% к нач. содержанию |
% к нагрузке |
% к остатку |
Остаток примесей, шт/кг |
|
1 |
Пшеница Кооператоская |
99,616 |
6,52 |
0,43 |
2,51 |
49,4 |
99,4 |
99,018 |
99,693 |
|
|
2 |
Овес Золотой дождь |
0,039 |
11,47 |
1,66 |
-2,33 |
-49,02 |
0,98 |
0,003 |
0,003 |
0,12 |
|
3 |
Повой заборный |
0,001 |
4,51 |
0,33 |
9,36 |
50 |
100 |
0,001 |
0,001 |
0,05 |
|
4 |
Куколь |
0 |
3,60 |
0,27 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
5 |
Чечевица |
0 |
6,40 |
0,80 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
6 |
Костер безостый |
0 |
7,20 |
0,40 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
7 |
Плевел |
0 |
4,60 |
0,30 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
8 |
Спорынья |
0,344 |
6,24 |
1,18 |
1,15 |
37,53 |
87,53 |
0,301 |
0,303 |
0,148 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
99,323 |
100 |
0,268 |
Рассчитаем потери зерна основной культуры
Вывод: проведя расчет чистоты зерна мы получили что чистота зерна 99,323% что соответствует 1 классу, а содержание семян других растений 0,268 шт/кг. что соответствует 1 классу, значит мы получили зерно 1-го класса. Столь высокие потери зерна основной культуры объясняются схожими физико-механическими свойствами некоторых примесей (Спорынья, Овес Золотой дождь, Повой заборный) и основной культуры.
2.5 Расчёт производительности комплекса.
Возьмём для
использования зерноочистительный
сушильный комплекс КЗС-25Ш. Он включает
в себя: МПО-50,
50
т/ч;ЗВС-20А,
25
т/ч; ЗАВ - 10.90000А,
10
т/ч.
Расчет производительности МПО-50 имеет два рабочих органа; воздушный поток, сетчатый транспортёр.
Определим расход воздуха по формуле
где
-
площадь аспирационного канала.
-
скорость воздушного потока,
=9
м/с
Определим секционное выделение лёгкой примеси.
где
-
коэффициент транспортной способности
воздуха,
=0,17
-
плотность воздуха,
=1,2
Производительность воздушной очистки определяем по следующему выражению:
где
=0,8
– коэффициент, учитывающий использования
машины.
-
процент удаление лёгкой фракции
Расчет производительности ЗВС-20А. ЗВС-20А имеет два вида рабочих органов воздушная и решётная части. Будим считать, что скорость в аспирационных каналах такая же, как и у МПО-50.
Производительность ЗВС-20 будет определяться ее решетной частью.
Определим пропускную способность решета:
Qр = Кр∙Fр∙gр∙3,6∙ τсм;
где Кр – коэффициент, зависящий от основной культуры, Кр = 1.
gр – удельная нагрузка рекомендуемая на решето, принимаем gр = 1,8 для Б2, то есть решета верхнего яруса; gр = 0,55 для решет В, Г – нижнего решета
Fр = 2∙0,74∙0,99 = 1,47 м2 – площадь решет;
Верхнего яруса: Qрв = 1,8∙1∙1,47∙0,8∙3,6 = 7,62 т/ч;
Нижнего яруса: Qрн = 0,55∙1∙1,47∙0,8∙3,6 = 2,33 т/ч;
Qрн = 2∙2,33 = 4,66 т/ч;
Наименьший из верхнего и нижнего яруса определяет рабочую производительность станции
Qрс = Qрн∙2∙2 = 4,66∙4 = 18,64 т/ч;
Расчет производительности триеров.
Находим пропускную способность триерного цилиндра по формуле
где
-
коэффициент, зависящий от основной
культуры,
=1(пшеница)
R- радиус триера, R=0,3 м
L- длина триера, L=2,35 м
-
удельная нагрузка на триер принимаем
=0,172
кг/
с
Нор:
=2∙3,14∙0,3∙2,35∙3,6∙0,8∙1∙0,172=2,19
т/ч
Длин:
=2∙3,14∙0,3∙2,35∙3,6∙0,8∙1∙0,163=2,07
т/ч
Определим производительность ЗАВ-10.90000А
Расчет производительности и количества комплексов КЗС-25
При расчёте машин мы получили следующие производительности:
За производительность
КЗС-25 принимаем минимальную из получившихся
т.е.
Определим требуемую производительность комплексов по формуле
где
-
сезонный сбор зерна тыс. тон (по заданию)
=260г.
– годовая загрузка машин в часах
0,12 - процент зерна, подлежащий очистке на посевные цели.
Количество комплексов определяем по формуле:
Принимаем один комплекс КЗС-25