Моделювання процесу сепарації коренебульбоплодів у горизонтальному блокованому псевдозрідженому шарі Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

ного ушверситету економши i торгiвлi iM. М. Туган-Барановського. - Сер.: Техшчш науки. -2006. - № 1. - С. 148-152.

Гивлюд М.М., Демидчук Л.Б. Фазовые и структурные изменения в процессе формирования защитных покрытий при нагревании

Рассмотрены вопросы фазовых и структурных изменений в процессе формирования защитных покрытий при нагревании. Исследованы закономерности процессов взаимодействия силицийорганических соединений на основе наполненных полиметилфе-нилсилоксанов с оксидами-наполнителями и возможности их использования для высокотемпературной защиты железобетонных строительных конструкций.

Ключевые слова: защитное покрытие, органосиликатный материал, фазовые и структурные изменения, полиметилфенилсилоксан.

Gyvlud M.M., Demydchyk L.B. Phase and structural changes in the process of forming of sheeting at heating

The questions of phase and structural changes are considered in the process of forming of sheeting at heating. Conformities to the law of processes of co-operation of the organic links connections are investigational on the basis of gap-filling polymetilphenilsiloxans with oxides and possibilities of their use for high temperature defence of reinforced-concrete build constructions.

Keywords: sheeting, organic links material, phase and structural changes, polymetilphe-nilsiloxan.

УДК 663.532:621.928.1-047.58 Проф. В. €. Зубков, д-р техн. наук -

Луганський НУ М Тараса Шевченка

МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ СЕПАРАЦН КОРЕНЕБУЛЬБОПЛОДШ У ГОРИЗОНТАЛЬНОМУ БЛОКОВАНОМУ ПСЕВДОЗР1ДЖЕНОМУ ШАР1

Розроблено схему безперервного технолопчного процесу сепараци коренебуль-боплодiв у блокованому псевдозрщженому шарi (БПШ). Виконано математичне та ек-спериментальне моделювання процесу руху тша у стацюнарному БПШ. Визначено величину технолопчного коридору, в iнтервалi якого можливе повне вщокремлення коре-небульбоплодiв вщ рiвновеликих домшок.

Ключовi слова: моделювання, сепарацш, коренебульбоплоди, домшки, блокова-ний псевдозрщжений шар (БПШ)

Постановка проблеми. Мехашзована технолопя виробництва корене-бульбоплодiв, що базуеться на машинах шдкопуючого типу, проблематична тим, що до прибираючого вороху, разом iз коренебульбоплодами, потрапляе значна кiлькiсть грунтових грудок i каменiв, вiдокремлення з вороху яких найчастше здiйснюеться вручну [1].

Аналiз останнгх дослщжень i публiкацiй. У крашах, де обробляеться картопля, зареестровано авторськi свiдоцтва та патенти, проведено значну кшь-ккть дослiджень, спрямованих на створення робочих оргашв для вiддiлення бульб ввд грудок грунту i каменiв. Розроблено та експлуатуються сепаратори декiлькох титв [1-4], однак вони всi з тих чи шших причин не набули широкого практичного застосування.

Найбiльшу увагу вчених i конструкторiв привертають способи i технiчнi засоби, що реалiзують вiдмiннiсть за щшьшстю подiлюваних компонентiв. Одним iз перспективних е споаб вiдокремлення коренебульбоплодiв вiд грунто-

вих грудок i каменiв за íхнiм розходженням переважно за щiльнiстю у блокова-ному псевдозрiдженому шарi (БПШ) [5].

Мета роботи. Обгрунтування параметрiв горизонтального БПШ, у кот-рому можливий розподт коренебульбоплодiв i домшок рiзних розмiрiв.

Результати дослщжень. Процес вщокремлення бульб картоплi вiд грун-тових грудок i каменiв у БПС складаеться з попереднього занурення компонен-тiв на повiтророзподiльну реш^ку шару або за рахунок шерцшного введення, або ж за допомогою спецiальних механiчних довантажникiв, котрi примусово завантажують тша на решiтку. Шсля iнерцiйного введення або проходу тд до-вантажником тiла починають спливати з шару (рис. 1).

Рис. 1. Схема безперервного процесу сепараци компонентiв у БПС:

1) рештчастий барабан; 2) гiрлянда; 3) лоток; 4) клавшний довантажник (ввiдна система); 5) рештчасто-пальцевий зммач (вивiдна система)

Розгляд випадку руху тша становить практичний штерес у стащонарно-му шар^ що може бути, якщо шар виконаний на плоскому транспортерi або не-рухомiй поверхнi. Залежно вiд величини виштовхувально' сили, спливаюче тшо може пiднiматися у шар^ пройшовши точку рiвноваги, потiм опускатися i т.д. доти, поки коливання тша щодо положення рiвноваги не припиняться. При цьому можливi таю випадки: тто у найвищш точщ пiдйому не виходить iз шару; тто залишае шар, виходячи за його межi.

Рух тша у шарi у режимi коливань описуеться наступними рiвняннями:

1 П к =

1 -

• Я,

к =

де: рт - щiльнiсть тша; рэсв =

к = \1 -£** \ Рт

Рэсв I л

1-

Рт

& + Уа &2 + +

(1) (2) (3)

Я,

а • &

ефективна щшьшсть системи "тшо - повгг-

ряний потiкм; а - об'ем тша; я - прискорення вiльного падiння; ¥а - феродина-мiчна виштовхувальна сила; ? - час; У0 - початкова швидкiсть; к0 - початкова

178

Збiрник науково-технiчних праць

висота. При цьому можливi такi варiанти поведшки тiл: бульби i грудки не спливають; бульби спливають, а грудки не спливають; спливають бульби i грунтовГ грудки. При цьому важливе значення для штенсифшацп процесу подь лу мае швидкiсть спливання тш та 'хня поведiнка на поверхш шару.

Для вимiру швидкостей перемщення тш iснуе певна кiлькiсть способiв. Малi швидкостi перемГщень, зокрема декшькох сантиметрiв на хвилину, часто ви-мiрюють вiзуально. Однак вiзуальний метод дае змогу визначити лише середню швидкiсть перемщення тiла i тшьки у прозорому середовищi. Досить поширений так званий електроконтактний метод визначення швидкостi, заснований на зами-канш електричного ланцюга в момент дотику тша у фiнiшнiй точщ. Рухоме тшо при цьому методi обов'язково пов'язано з джерелом струму - гнучким дротом.

За своею сутшстю електроконтактний метод прийнятний лише тодГ, коли рухоме тiло i фiнiшна точка е провiдниками електричного струму, а середо-вище, у котрш тiло перемiщаеться, е iзолятором. Пiд час дослiдження швидкостей перемщення застосовуемо радюактивш iзотопи, за допомогою яких позна-чають рухоме тшо, швидкiсть якого хочемо визначити.

У цьому випадку необхщно виршити завдання - вимiряти швидкiсть перемгщення тш у непрозорому Г дiелектричному середовищi. Для дослiдження швидкостГ спливання з БПШ бульб картопт, грунтових грудок, камешв Г ''хшх моделей (сфер) ми використовували щдуктивш перетворювачГ [3]. 1ндуктивний перетворювач, завдяки безконтактнш систем^ практично не порушуе свободу перемГщень тш у вертикальному напрямку, а шаршрна тдвюка самого перетворю-вача може забезпечити у достатньому радГус Г свободу бГчних перемщень тша.

У тш закрГплюеться сталевий дргт дГаметром 2-2,5 мм, який вшьно пере-мГщуеться у каркасГ обмотки перетворювача, будучи його серцевиною. Нерухо-ма частина перетворювача (каркас з обмоткою) шаршрно тдвшуеться на кронштейн над поверхнею БПШ, Г таким чином фксуеться вщносно дна Г поверхш шару. ШвидкостГ спливання сфер дГаметром 3; 5; 7; 9; 11 см, бульб картопи грунтових грудок Г камешв записувалися на стрГчку самописця. На стрГчщ (рис. 2) видно характер спливання тша (дшянка 1-2) та поведГнку тша, котре сплило на поверхню шару (дшянка 2-3).

Шар мав параметри: висота Н = 210 мм; щшьшсть прлянд на решггщ q = 1,35 шт./см2; дГаметр диска прлянди ё д = 8 мм; крок диска 1 д = 8 мм; радГус ре-шгтки Я =.<х>. Вщстань у межах дшянки 1-2 у масштабГ дорГвнюе часу спливання 1 Середня швидюсть спливання тша визначаеться як частка вщ дшення висоти БПШ на час спливання 1

Рис. 2. Кривi перемщення сфер вiд повтророзподтьно'решШки до поверхш БПШ. Дiаметр сфери: а) 3 см; б) - 5 см; в) 7 см; г) 9 см; д) 11 см.

ОкрГм середньо' швидкостГ спливання тша, на стрГчщ можна отримати миттеве значення швидкост як похГдну:

де: И - поточне значення глибини БПШ; ? - час.

Миттеве значення швидкосп можна використати пiд час розрахунку па-раметрiв ввiдно-вивiдноí системи сепаратора. Визначення швидкостi спливання сфер проводили на горизонтально стацiонарнiй ванш з БПШ, що мае дискову ирлянду. Залежнiсть шляху спливання вщ часу при русi сфери вщ решiтки до поверхнi шару мае майже прямолшшний характер (рис. 2). Спливаюче тло за iнерцiею тдшмаеться вище того положення, де вага тла врiвноважуеться виш-товхувальною силою. У зв'язку з цим тто починае здiйснювати вертикальнi ко-ливання щодо положення рiвноваги. З плином часу цi коливання припиняються за законом загасаючих коливань, причому зi збiльшенням дiаметра сфери збть-шуеться амплiтуда та зменшуеться частота коливань (рис. 2).

Дтянка вiд початку коливань до 'хнього практично повного загасання збтьшуеться зi збтьшенням дiаметра сфери. Поведiнка тл, що спливли на по-верхню шару, впливае на здiйснення процесу ''х знмання зi сепаруючо' повер-хнi. Тта (особливо велик бульби) необхiдно зшмати з робочо' поверхнi шару або в момент максимального виходу 'х iз шару, або пiсля майже повного загасання коливань тта.

У першому випадку, зтмання можна здшснити у вщдтьнику, який мае форму цилшдра, у другому - плоского транспортера. Якщо процес подту про-водити на плоскiй поверхш транспортера (рис. 3), то приблизно через 1 секунду мiж бульбами, котрi спливли до поверхнi, i зануреними на решiтку домiшками утворюеться не заповнений ттами простiр, так званий технолопчний коридор, який i зумовлюе можливiсть роздтьного виведення роздiлених компонентiв одним iз способiв вiдповiдно до схеми безперервного технолопчного процесу роз-дiлення.

Величина технолопчного Бульби картогш коридору

О 0,4 0,8 1,2 1,с

Рис. 3. Кривi спливання бульб картоплi i Грунтових грудок рiзних розмiрiв з БПШ, сумеет за "стартовим моментом "

Висновки. Внаслiдок проведених дослщжень установлено, що в горизонтальному БПШ можливо здiйснити повне вщокремлення бульб картоплi вiд грунтових грудок i каменiв iз середнiми розмiрами компонентiв у сумiшi вiд 30 до 110 мм.

180

Збiрник науково-техшчних праць

Лiтература

1. Кузьмин М.В. Рабочие органы для интенсификации выделения клубней картофеля из почвы / М.В. Кузьмин // Сельскохозяйственные машины и технологии. - 2012. - № 3. - С. 23-27.

2. Соловьев С.В. Способ сепарации корнеклубнеплодов / С.В. Соловьев // Молодой ученый. - 2012. - № 6. - С. 493-495.

3. Бышов Д.Н. Теоретические исследования усовершенствованной сепарирующей горки со встряхивающим механизмом картофелеуборочных машин / Д.Н. Бышов // Научный журнал Куб-ГАУ. - 2010. - № 61 (07). - С. 264-270.

4. Фролов В.Ю. Сухая очистка корнеклубнеплодов транспортерным устройством / В.Ю. Фролов // Техника и оборудование для села. - 2011. - № 1. - С. 28-29.

5. Зубков В.Е. Совершенствование системы подачи картофельного вороха в пневмомеханический сепаратор / В.Е. Зубков // Международный сельскохозяйственный журнал. - 2009. -№ 5. - С. 61-64.

Зубков В.Е. Моделирование процесса сепарации корнеклубнеплодов в горизонтальном блокированном псевдоожиженном слое

Разработана схема непрерывного технологического процесса сепарации корнеклубнеплодов в блокированном псевдоожиженном слое (БПС). Выполнено математическое и экспериментальное моделирование процесса движения тела в стационарном БПС. Определена величина технологического коридора, в интервале которого возможно полное отделение корнеклубнеплодов от равновеликих примесей.

Ключевые слова: моделирование, сепарация, корнеклубнеплоды, примеси, блокированный псевдоожиженный слой (БПС).

Zubkov V.E. Modelling of the tuberous roots separation process in horizontal blocked pseudo-liquefied layer

A scheme of the continuous process flow diagram of the tuberous roots separation in the blocked pseudo-liquefied layer (BPL) is developed. The mathematical and experimental simulation of the body movement process in the stationary BPL is implemented. The value of the technological corridor, in the range of which is possible the complete tuberous roots separation from the equal impurities is defined.

Keywords: modelling, separation, tuberous roots, impurities, blocked pseudo-liquefied layer (BPL).

УДК 621.[787+91] Астр. Ю.Р. Капраль1 - НЛТУ Украти, м. Львiв

ВПЛИВ РЕЖИМНИХ ФАКТОР1В НА ПОТУЖШСТЬ П1Д ЧАС ЗМ1ЦНЮВАННЯ КОНСТРУКЦ1ЙНО1 СТАЛ1 45

Наведено методику визначення потужност шд час змщнювання конструкцшно! сталi 45 високошвидюсним тертям. Установлено вплив режимних факторiв на потуж-шсть шд час змщнювання. Установлено оптимальш режими змщнювання, як забезпе-чують мшмальш затрати електроенергп, за яких можна отримати роботопридатний змщнений шар необхщно! товщини та мшротвердосй.

Постановка проблеми. Шд час змщнювання високошвидюсним тертям виникае висока (1000... 1300 °С) температура, поверхневi шари деформуються змщнюючим шструментом-диском i в них ввдбуваються фазовi та структурш перетворення з формуванням дабнозернисто' мартенситноьаустештно' струк-тури високо' (до 15 ГПа) мшротвердосп [1]. Величина сили нормального тиску

1 Наук. кергвник: проф. М.Д. К1рик, д-р техн. наук