5.6. Толщина слоя вороха на решете грохота

После вычисления средней скорости относительного перемещения по формуле (29) можно определить толщину слоя вороха на грохоте:

H = q_в / (_вB_p  V_cp), (37)

где q_в ‑ величина секундной подачи вороха на грохот (кг/с), зависящая от расчетной производительности машины;

_в ‑ объемная масса вороха;

В_р ‑ ширина решета грохота;

V_cр ‑ средняя скорость перемещения вороха по грохоту.

С увеличением толщины слоя условия просеивания частиц через отверстия решета ухудшаются. Для грохота зерноуборочного комбайна, например, предельно допустимым считают слой толщиной 4...6 см, для деки пневмосортировального стола ‑ 2...4 см, а для решет зерноочистительных машин – 1...2 см [1], [2].

Вероятность прохода семян через отверстия решет будет зависеть и от того, насколько большой путь пройдут частицы по решету. Показателем перемещения вороха может быть отношение длины пути, пройденного частицами за полный период колебаний, к величине конечного сдвига:

.

Считают, что для удовлетворительной сепарации этот показатель должен находиться в пределах [1]

_р = 1,3…2,5.

Более подробно теория грохота изложена в учебных пособиях [1], [2]. В частности, в книге [2] рассмотрен дополнительно технологический процесс просеивания зернового вороха на жалюзийном решете очистки комбайна с воздействием воздушного потока.

Компьютерная программа «Grohot» позволяет осуществить выбор режима колебаний, осуществляющего требуемый вид движений материала по рабочей поверхности и определение всех показателей технологического процесса.

Литература

1. Б.Г. Турбин и др. Сельскохозяйственные машины. Л.: Машиностроение, 1967, - 583 с.

2. А.Ф. Кошурников и др. Анализ технологических процессов, выполняемых сельскохозяйственными машинами, с использованием ЭВМ. Часть 2. Пермь, 1998, 370 с.

6. Вентиляторы, их теория и расчет

Классификация вентиляторов. Вентиляторы различаются по принципу действия, создаваемому давлению, назначению и конструкции.

По принципу действия вентиляторы делят на осевые, центробежные и диаметральные (рис. 1), а по создаваемому давлению — на три типа (ГОСТ 5976—55):

а) низкого давления (Н < 1 кПа);

б) среднего давления (1 < H < 3 кПа);

в) высокого давления (3 < Н < 15 кПа).

Рис. 1. Схемы радиального (а), диаметрального (б) и осевого (в) вентиляторов: 1 – рабочее колесо; 2 – кожух; 3 – патрубок; 4 – направляющий аппарат; А и С – зоны входа и выхода воздуха; В – зона воздуха внутри колеса

По назначению вентиляторы разделяют на вентиляторы общего назначения и специальные (дымососы, пылевые, сельскохозяйственные и др.).

В сельском хозяйстве получили распространение вентиляторы общего назначения и сельскохозяйственные. Первые применяются для нагнетания воздуха в сушилках, транспортирования зерна в зернохранилищах, транспортирования сена и соломы.

Сельскохозяйственные вентиляторы являются составными частями комбайнов и зерноочистительных машин. Они применяются: а) для создания «дутья», необходимого для сепарации и очистки продуктов обмолота; б) для транспортирования различных сельскохозяйственных материалов. Последние, в свою очередь, делятся на вентиляторы, в которых транспортируемый продукт проходит через рабочее колесо (например, эксгаустер), и вентиляторы, в которых продукт этот не проходит через колесо.

Осевые вентиляторы применяются в сельском хозяйстве в основном для проветривания помещений и для активного вентилирования сена. Вентиляторы комбайнов, зерноочистительных машин по создаваемому ими давлению относятся к вентиляторам низкого давления.

Для транспортирования зерна, соломы, сена и других продуктов в зависимости от длины трубопровода применяют вентиляторы среднего или высокого давления.

Основные рабочие элементы вентиляторов – лопасти могут иметь различную форму (криволинейные (а), (б) или прямолинейные (в)) и угол  установки по отношению к радиальному направлению (рис. 2).

Рис. 2. Формы лопастей вентиляторов

Если угол , измеренный от касательной к радиальному направлению, совпадает с направлением вращения, то его считают положительным, а если иначе – отрицательным.

Энергия воздушного потока, как известно из аэродинамики определяется

,

где Q – расход (объем) воздуха, м³/с;

h – полное давление (напор) потока, Па.

В свою очередь полное давление представляют в виде суммы статического h_ст (затрачиваемого на преодоление сопротивлений сети) и динамического h_д

.

Динамический напор определяет кинетическую энергию потока (1 м³ потока).

Если скорость воздуха с, то

,

где  - плотность воздуха

и динамический напор

.

Если величину динамического напора измерить, например, с помощью трубки Пито-Прандтля и манометра (рис. 3), то можно определить скорость воздуха

.

а б	в

Рис. 3. Схемы и устройства для измерения напоров воздуха:

а – измерение U-образной трубкой; б – трубка Пито-Прандтля; в – схема микроманометра с наклонной трубкой.

Коэффициент полезного действия  представляет собой отношение энергии (запаса мощности) воздушного потока к потребляемой мощности

.

Мощность, потребляемая вентилятором, может быть представлена как

.

Если отношение h/ представить как теоретический напор Н_т , то

.

Теоретическая напорная линия. Пусть частица воздуха, перемещаемая лопастью вентилятора, движется с некоторой абсолютной скоростью с (рис. 4) и находится на расстоянии r = От от центра О вентилятора. Пусть направление скорости с определяется углом  между вектором скорости с и радиусом От.

Рис. 4. К выводу основного уравнения

Количество движения некоторой массы воздуха т', переместившейся в течение одной секунды мимо точки т, определится величиной т'с, а момент количества движения относительно центра О — выражением

М = m' crsin .

Разложим скорость с на составляющие: тангенциальную с_t и радиальную с_r. Тогда с_t = с sin и, следовательно,

М = mсrsin,

где - секундная подача воздуха _возд  1,2 кг/м³ – плотность воздуха.

Очевидно, подобным же образом момент М выразится для точек 1 и 2 входа и выхода, т. е. для входа

М₁ = т'r₁c_t1

а для выхода

М₂ = т'r₂с_t2.

Разность M = М₂ — М_х — т'(r₂c_t2 — r₁c_t1) представит изменение момента количества движения массы воздуха т'. Энергия, которую приобретет при этом воздух, определится произведением М, так что

,

где u =   r – окружная скорость соответствующей точки лопасти.

Энергия одного кубического метра воздуха будет равна

. (1)

Это и есть основное уравнение вентилятора — уравнение Эйлера.