Ахмедходжаев.Х.Т., Каримов А.И., Турсунов А.Ю.

Наманганский инженерно-технологический институт, Узбекистан

ДВИЖЕНИЯ ХЛОПКОВЫХ СЕМЯН В ДВУХКАМЕРНОМ СОРТИРОВЩИКЕ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ВОЗДУШНОГО ПОТОКА

Одной из основных задач хлопкоочистительных заводов является качественная переработка посевного хлопка-сырца с целью получения высококачественных посевных семян, являющихся залогом получения высоких урожаев хлопка-сырца. Анализ фракционного состава проджинированных семян показал, что наряду с мелким сором имеются недоразвитые щуплые и полностью оголенные семена, а также частично джинированные семена.

Для отбора здоровых посевных семян необходима качественная сортировка проджинированных семян хлопка-сырца по фракциям.

Авторами [2, 3] предлагается новый двухсекционный аэродинамический сортировщик (рис. 1) проджинированных семян.

Рис.1.Двухсекционный аэродинамический сортировщик

Применение данного сортировщика позволяет:

а) снизить потребление электроэнергии;б) качественное разделение семян по их массе, благодаря выбору оптимальной скорости воздушного потока.

Математическая модель задачи

Принимаем семя хлопчатника как элемент шаровидной формы с массой . На эту массу действуют силы тяжести и сила воздушного потока. В рабочую камеру сортировщика семена поступают по сечению . Скорость воздуха благодаря направителю изменяет направление на угол и в системе координат разделяется на следующие составляющие:

; ;

Ниже приводятся численные значения основных параметров сортировщика:

, , , , ,

, , , , .

Значения коэффициентов аэродинамического сопротивления по осям и следующие:

, .

Определяем поверхности поперечного сечения рабочей камеры сортировщика. По сечению

, , скорость воздуха

,

Поверхность по сечению :

, , ;

,

Поверхность по сечении :

, , ,

, ,

Система наружных сил, действующих на семена в рабочей камере, следующие:

(1)

– сила тяжести,

, – скорости движения воздуха,

, – абсолютные значения скоростей по и .

По второму закону динамики и принципу Даламбера составляем дифференциальное уравнение движения семян по секциям сортировщика. Система дифференциальных уравнений выражающие законы движения семян в сечении :

(2)

Начальные условия:

(3)

;

То, же в сечении

(4)

Начальные условия:

(5)

Вышеуказанные уравнения дифференциальной системы вычислялись на программе MAPLE-9.5. На (2-4 рис.) изображены графики движения семян, зависимости их относительной и абсолютной скоростей от времени.

Анализ результатов исследований

На рисунке 2 приведены закономерности движения семян по фракциям в первой секции сортировщика, на рисунке 2, а приведены графики изменения движения семян в горизонтальном направлении в зависимости от времени.

Рис.1

Рис.2

Рис.3

Рис.4

Рис.5

Рис.6

На рисунке 2, в приведен график изменения движения семян по вертикали в зависимости от времени. .

На графиках рисунка 2д закон зависимости пролета семян в первой секции от и (1-6 графики). Увеличение коэффициента сопротивления , обозначающего степень волокнистости семян, приводит к увеличению расстояния пролета по длине основания камеры. То есть, семена с коэффициентом сопротивления распределяются по первой секции на расстояниях ; ; .

Семена с коэффициентом сопротивления в основном выпадают в две секции. То есть м. Законы движения семян с коэффициентом сопротивления показаны на рис. 3. Время пролета секунд семян в первой секции

Рис.2в. Закономерности движения хлопковых семян в вертикальной направлении с течением времени

Рис.2д.Закономерности падения хлопковых семян в первой секции

Начиная с секунд семена с коэффициентом сопротивлением движутся к основанию камеры по второй секции. Семена в основном падают в конце второй секции.

То есть легкие семена с высокой степенью волокнистости падают во второй секции, оголенные тяжелые семена падают в первой секции. На графиках рисунка 4 показаны закономерности распределения семян в первой и второй секциях при скоростях потока воздуха (Рис.1-4). Из графиков можно видеть, что при скорости м/с семена падают в первую секцию, при скорости м/с семена падают во вторую секцию. Из рисунка 2 в можно видеть оптимальный процесс разделения семян на фракции в первой и второй секциях при угле рад при изменении угла изменяя поток воздуха с помощью регулятора.

Выводы

- разработана математическая модель показывающая закономерность движения двух несвязанных и частично связанных семян в двухсекционной сортировочной камере и решена численным методом на программе MAPLE 9.5;

- определено расстояние распределения семян на фракции по их массе на двухсекционном сортировщике;

- получены графики закономерности движения семян, рассмотренных в виде несвязанных дискретных тел. Определены расстояния пролета массы семян по длине сортировочной камеры;

- получены закономерности движения семян при различных скоростях воздуха и определены расстояния пролета семян в сортировочной камере.

Литература

1. Н.С.Сорокин.”Аспирация машин и пневматический транспорт в текстильной промышленности. Москва.1970, стр. 5-10.

2. Ҳ.Т.Аҳмедходжаев, А.Турсунов «Пневматический сортировщик хлопковых семян» Хлопководство и зерноводство. Республиканский научно технический журнал, 2000, №2. стр.30-32.

3. Ҳ.Т.Аҳмедходжаев,А.Турсунов ”Движения хлопковых семян под действиям горизонтального воздушного потока”. Тез.докл. межд. науч. конф. «Проблемы текстильной промышленности”, 2002, стр.22-23

4. Ҳ.Т.Аҳмедходжаев, А.Турсунов, А.Каримов

Изучение движения оголенных семян в горизонтальной аэродинамической установке с переменным сечением. Проблемы механики, 2005, №2. стр.56-57.