3 Анализ работы разделения зерновой смеси с помощью программы sorting
Проанализируем процесс разделения зерновой смеси с помощью компьютера с использованием специальной программы SORTING. Для этого вводим в программу исходные данные: условные номера компонентов смеси и их процентное содержание. На экран вывелись для контроля размерные характеристики – средние размеры М и среднеквадратические отклонения σ. Далее по запросу программы ввели типы сепараторов: решето 1 с продолговатым отверстием, где направление потока основной культуры проход, решето 2 с круглым отверстием, где – сход и триер с направлением сход. Программа вывела следующие данные (см. рисунок 5).
Рисунок 5. Расчетные результаты решета 1
Выбираем строку 5, потому что при выборе данных размеров решета не происходят потери основной культуры, но и остальные примеси проходят почти без потерь.
Рисунок 6. Расчетные результаты решета 2
Выбираем строку 2, потому что при выборе данных размеров решета не происходят потери основной культуры. Примеси семян рыжика и черноголовки полностью отделились от общей смеси.
Рисунок 7. Расчетные результаты триера
В этом случае целесообразней выбрать строку 2, т.к. выбрав эту строку мы полностью очищаем от примеси 1 (василёк).
Рисунок 8. Итоги расчетов
По итогам расчетов видно, что потери основной культуры составляет 0,18%, но все же примеси 2 (пырей) и 3 (костер) остались.
Для удаления из смеси семян примесей 2 и 3 необходимо применить дополнительные элементы сепарации: пневматические классификаторы, фотосепараторы, которые позволяют эффективно отделить смеси семян, отличающихся по цвету и т.д. [Полученные расчеты соответствуют ГОСТам 10467…10470-6 (таблица П.9 стр. 221 [1]) ].
4 Построение графиков относительных скоростей и ускорений
Произведем необходимые для построения графика вычисления: значений координат исходных кривых (таблица 4), значений постоянных составляющих р и q:
=18
p=g
и q=g
(3)
и (4)
где g
– ускорение свободного падения 9,81
;
α – угол наклона решета, град;
φ – угол трения зерна о поверхность решета, град;
ε – направленность колебаний решета, град.
p
= 9,81
.
q
= 9,81
.
Найдем масштабы
графика по времени
, ускорению
,
скорости
,
где отрезки отображают: а – период T = 2π/ω;
с – максимальное
ускорение 
;
b – максимальная скорость V = rω.
Принимаем значения: а = 160 мм, с = 40 мм, b = 40 мм.
Определим значение ω по формуле: ω = πn/30=3,14*334/30=34,96 рад.
,
,
,
Вычислим координаты решета и заполним таблицу 4.
Таблица 4 Вычисление координат решета
Угол поворота ωt |
Ускорение решета j
= r |
Ускорение по масштабу, мм |
Скорость решета V
= r |
Скорость по масштабу, мм |
0 |
7,33 |
36,7 |
0 |
0 |
30 |
6,35 |
31,8 |
0,10 |
10 |
60 |
3,67 |
18,4 |
0,18 |
18 |
90 |
0 |
0 |
0,21 |
21 |
В принятых масштабах построим по образцу рисунка П.7 [1] графики:
- скорости (синусоиду) и ускорения (косинусоиду) решета (рисунок 9);
- относительных ускорений, отложив соответственно p и q;
- относительных скоростей, для чего из т. 1 (момент возможного начала зерна вниз) проведем прямую под углом γ к оси времени, а из т. 3 (момент возможного начала движения вверх) – прямую под углом β, имея ввиду, что:
tgγ
= 
и tgβ
= 
,
(5) и (6)
где k
– характер
движения семян по решету k=r
= 0,006*
9,8
= 0,75.
.
tgγ
= 
,
tgβ
= 
Найдем отсюда углы: γ = arctg(0,63) = 32,2 град,
β = arctg(-0,38) = -21 град.
Но, как видим из полученных результатов расчета, у нас невозможно построить графики относительных скоростей из-за неверных исходных данных. Поэтому дальнейший анализ невозможен.
При удачном
расчете данных, после построения, нам
необходимо определить по графику
максимальные относительные скорости
и
(рисунок П.8 стр.222
[1]), умноженные на масштабы
и σ, относительные
перемещения частиц
и
- площади на рисунке
соответственно
и
,
умноженные на
и
и на σ, среднюю
скорость перемещения материала:
(7)
,
где 
= 0,4…0,7 – коэффициент внутреннего трения
вороха.
Вычислим
максимально допустимую скорость [
]
перемещения, обеспечивающую проход
частиц сквозь отверстия решета и
показатель использования его поверхности
η по формулам:
[
]
, (8)
, (9)
где 
- длина отверстия решета по таблице 3.8.
(стр. 195 [1])
Найдем коэффициенты характера движения: Kp=0,75 ;
,
(10)
,
(11)
.
(12)
KH=0,203
KB=0,44,
K0=-4,402.
По вычисленным
значениям
,
,
определим характер движения зерна по
решету (стр. 150 [2]). При
< >
0,203<0,75>0,44