Для исследования критической скорости удара, начало структурных изменений в зернах, опыты проводились на экспериментальной установке (пневмосепараторе с поворотным барьеров) для исследования процесса ударного разрушения зерна, в которой, за счет регулирования рабочего давления воздуха, изменяли скорость движения зернового потока. Кинокамера устанавливалась таким образом, чтобы производить съемку зерновок в полете до ударной плоскости, удар и полет после отскока. Скорость киносъемки в опытах составляла 3500-5000 кадров в секунду; выбор значения этой скорости зависел от предполагаемой величины скорости удара зерна.
Для определения коэффициента восстановления выбирали на киноленте те частицы, которые после удара получали направление скорости, близкое к нормальному по отношению к рабочей плоскости ударного элемента (угол отскока находился в пределах 90 ± 15°). Для данных частиц определяли скорость движения до удара и после отскока от плоскости с учетом только нормальной составляющей скорости отлета.
Исходным материалом являлись зерновые культуры: пшеница рядовая, влажностью 14,0%; ячмень рядовой, влажностью 11 %; овес рядовой, влажностью 11 %; кукуруза, влажность 9 %.
Снижение К при дальнейшем повышении Ууд вызывается образованием внутренних и внешних трещин в зерне и их разрушением, на что расходуется значительная часть энергии.
Для проверки снижения коэффициента восстановления (К) при повышений критической скорости (V) зерен в момент удара, были проведены исследования прочных свойств пшеницы, ржи, ячменя, после их удара о стальную плоскость. При этом скорость удара изменялась от 3 до 22 м/с.
Исследования подтвердили снижение прочности зерна различных культур после их удара о плоскость со скорость выше критической.
По результатам экспериментального исследования установлено, что коэффициент восстановления для пшеницы при возрастании скорости удара сначала увеличивается и при скорости 10 м/с достигает максимального значения. дальнейшее повышение скорости удара зерновки о поверхность приводит к уменьшению коэффициента восстановления.
аналогичная зависимость наблюдается и для других видов зерна. Отличия лишь в том, что максимальное значение коэффициента имеет место при различной критической скорости Ууд зерен в момент удара. так, для кукурузы к = 0,57 при Ууд = 6 м/с, для ячменя к = 0,53 при Ууд = 12 м/с, для пшеницы К = 0,5 при Ууд = 10 м/с, для овса К = 0.43 при Ууд = 13 м/с, для ржи К = 0,47 при Ууд = 10 м/с.
Полученную закономерность изменения К от Ууд можно объяснить следующим образом. В начале увеличение Ууд приводит к более явному проявлению упругих свойств зерна и большая часть кинетической энергии затрачивается на восстановление скорости при отскоке, что обуславливает первоначальное возрастание К. Снижение К при дальнейшем повышении Ууд вызывается деформациям зерна сопровождающееся образованием и развитием внутренних и внешних трещин в зерне и их разрушением, на что расходуется значительная часть энергии.
Полученные данные по величине критической скорости удара, при которой начинается структурное изменение в зерне, позволяют более правильно подобрать угол поворота барьеров в технологическом оборудовании. При этом надо учитывать, что многократный цикл ударных воздействий на зерно различных культур обуславливает структурные изменения при более низких скоростях удара зерна об твердую поверхность.
По результатам экспериментального исследования установлено, что снизить повреждения семян удалось путем поворота барьера на угол ф. Скорость элемента зернового материала перед ударом направлена под углом к 900 к общей касательной, проведенный к ударяющимся телам в точке удара. Как следствие, нормальная составляющая скорости оказалось меньше скорости при прямом ударе. Соответственно, уменьшилась связанная с ударным импульсом динамическая нагрузка. Это позволило обеспечить «мягкий» режим движения, в первую очередь, необходимый для обработки таких легко травмируемых культур, зернобобовые и крупяные.
На основании экспериментальных исследований был спроектирован пневмосе-паратор с поворотными барьерами (Заявка № 2009120647), представляющий собой «Канал для сепарации зерна с поворотными барьерами, восходящим воздушным потоком». Конструктивными решениями предполагалось создание нового поколения машин, реализующих направление наиболее полного учета агробиологических особенностей объектов машинного воздействия.
Библиографическая ссылка
Гимадиев А.М. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЙ КРИТИЧЕСКОЙ СКОРОСТИ УДАРА, НАЧАЛО СТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ В ЗЕРНАХ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2010. – № 5. – С. 152-154;URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=700 (дата обращения: 18.04.2024).