Студент Хасанов Ф.Ф., аспирант Далалеева М.И., к.т.н. Дмитриев А.В.

ФГБОУ ВО «Казанский государственный аграрный университет» Россия

Лабораторная установка для определения коэффициента восстановления зерна

Коэффициент восстановления зерна является одним из значимых показателей, характеризующий его ударно-инерционное взаимодействие с рабочими поверхностями различных сельскохозяйственных машин.

Особенно важно знать величину этого коэффициента при исследовании ударного взаимодействия зерна гороха с рабочей поверхностью машин ударного типа, в результате чего с зерна снимается оболочка, а эффективность этого процесса напрямую влияет на качество получаемого конечного продукта.

Существует методика определения коэффициента восстановления с помощью фиксации движения зерна видеокамерой [1]. При этом коэффициент восстановления зерна определяли по формуле:

,

где , - соответственно нормальная составляющая скорости до и после столкновения, м/с.

Для определения величины и направления скорости зерна по данной методике использовали кадры видеозаписи.

Определение коэффициента восстановления зерна также может быть использована лабораторная установка, общий вид которой представлен на рисунке 1.

1 – компрессор, 2 – кран для регулирования подачи воздуха (давления), 
3 – манометр давления, 4 – разгонная трубка, 5 – наклонная поверхность, 6 – емкость для зерна, 7 – линейка, 8 – бункер, 9 – транспортир, 10 – рама.

Рисунок 1 – Общий вид лабораторной установки

Лабораторная установка представляет собой установленный на раме компрессор 1, который подает воздух с определенным давлением в разгонную трубу 4. Давление воздушного потока, измеряется манометром 3, а регулируется краном 2. Перемещаясь по разгонной трубе воздушный поток, захватывает зерно из бункера 8 и выбрасывает на наклонную поверхность 5. Отражаясь от этой поверхности под определенным углом, который зависит от коэффициента восстановления, зерно попадает  в одну из ячеек емкости 6.

Коэффициент восстановления зерна определяем по формуле:

,            (1)

где α – угол, образованный скоростью центра масс зерна с нормалью к наклонной поверхности, град.;

   β – угол, образованный скорости центра масс зерна с нормалью к наклонной поверхности после удара, град.;

Для нахождения углов воспользуемся вспомогательными схемами, показанные на рисунках 2 и 3.

Угол α зависит от угла наклона поверхности 5 и определяется по формуле:

Ðα = 90 - γ, (2)

Угол  определяем с помощью транспортира, закрепленного на раме. Угол  определяем с помощью формулы

Ð, (3)

Угол ε определяем с помощью формулы

(4)

Рисунок 2 – К определению коэффициента восстановления

Рисунок 3 – К определению угла β

Согласно вышеизложенной методики нами были проведены эксперименты по определению коэффициента восстановления гороха в зависимости от его влажности (таблица 1).

Таблица 1- Результаты значения коэффициента восстановления гороха

№	Влажность гороха, %	Коэффициент восстановления зерна,
1	8,5	0,72
2	11,5	0,43
3	16	0,32

По таблице видно, что при влажности гороха 8,5% его коэффициент восстановления равен 0,72, при влажности гороха 11,5% его коэффициент восстановления равен 0,43, при влажности гороха 16% его коэффициент восстановления равен 0,32.

Разработанная лабораторная установка позволяет определять коэффициент восстановления зерна любой культуры. Знание этого технологического свойства позволит, при разработке новых сельскохозяйственных машин и их рабочих органов, взаимодействующих с зерном, рационально выбирать технологические режимы и конструктивное исполнение повышающее эффективность работы. Также знание коэффициента восстановления зерна позволит контролировать процесс обработки и переработки зерна техническими средствами и своевременно вносить в этот процесс корректировки.

Литература

1. Халиуллин, Д.Т. Определение коэффициента восстановления семян подсолнечника / Д.Т. Халиуллин, Э.Г. Нуруллин, И.В. Маланичев // Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 2010. - №12.- С. 23-24.

2. Далалеева, М.И. Методика определения коэффициента восстановления зерна гречихи / М.И. Далалеева, А.В. Дмитриев // Materials of XI international research and practice conference «Scientific horizon» - 2015. vol. 9 – p. 71-73.