Статья:

Исследование процесса охлаждения семян поточной линии естественным путём

Конференция: XLV Студенческая международная заочная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум: технические и математические науки»

Секция: Технические науки

Выходные данные
Эммрих В.В. Исследование процесса охлаждения семян поточной линии естественным путём // Молодежный научный форум: Технические и математические науки: электр. сб. ст. по мат. XLV междунар. студ. науч.-практ. конф. № 5(45). URL: https://nauchforum.ru/archive/MNF_tech/5(45).pdf (дата обращения: 22.08.2018)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 5 голосов
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

Исследование процесса охлаждения семян поточной линии естественным путём

Эммрих Вячеслав Владимирович
магистрант, ФГБОУ ВО Пермская ГСХА, РФ, г. Пермь
Галкин Василий Дмитриевич
научный руководитель, д-р техн. наук, проф., ФГБОУ ВО Пермская ГСХА, РФ, г. Пермь

 

Практически исследован процесс охлаждения нагретых в сушилке семян в процессе движения по рабочим и транспортирующим органам зерноочистительных машин поточной линии. Приведена методика проведения опытов, а также её результаты.

Как известно послеуборочная обработка – это ключевое звено в производстве зерна. От него зависит, насколько окупятся затраты на все предыдущие стадии цикла. Послеуборочная обработка включает комплекс последовательных операций, в результате которых улучшаются многие качественные показатели семян. Выделение примесей изменяет компонентный состав зерновой массы, ее физические свойства, т.е. в конечном счете послеуборочная подготовка зерна позволяет уменьшить потери и увеличить экономический эффект от производства продукции. Одним из методов снижения экономических затрат является охлаждение семян зернового потока естественным путём. Что в свою очередь позволяет охладить температуру зернового потока до температуры окружающего воздуха без использования бункеров активного вентилирования.

Целью настоящей работы является исследование процесса охлаждения зернового потока, нагретого в сушилке.

Местом проведения практических исследований было выбрано хозяйство, расположенное в Кунгурском районе в деревне Тёплая. В данном хозяйстве имеется два комплекса семенной и фуражной переработки.

Зерноочистительный сушильный комплекс хозяйства СПК «Колхоз имени Чапаева» (Рисунок 1) состоит из следующих составных частей: В состав комплекса послеуборочной обработки семян входят: завальная яма→ транспортёр ТБ-40→нория НПЗ-20→машина предварительной очистки Petkus K 527A→ бункер→ нория НПЗ-20→ сушилка СоСС-6→ транспортёр ТБ-40→ яма временного хранения→ нория НПЗ-20→ транспортёр ТБ-40→ нория НПЗ-20→ машина первичной очистки Petkus K 527A→ двухпоточная нория Petkus T205A→*→ машина вторичной очистки Petkus K547A→ нория НПЗ-20→ Petkus K236A→ вибропневмосепоратор МОС-9Н→ нория НПЗ-20→ бункер готовой продукции 1-го сорта. Второй поток нории Petkus T205A→* идёт в бункер зерна на фураж (3-й сорт). Также сходы 2-го сорта с машин К547 и МОС-9Н идут в бункер готовой продукции 2-го сорта.

 

Рисунок 1. Схема действующей линии послеуборочной обработки зерна. 1 – приёмник зерна; 2,8,11 – транспортёры ТБ-40; 3,6,10,12,16,19- нории НПЗ-20; 4 – машина предварительной очистки К-527А; 5 – бункер временного хранения; 7 – зерносушилка СоСС-6; 9 – яма временного хранения; 13 – машина первичной очистки К-527А; 14 – нория Т-205А; 15 – машина вторичной очистки К-547А; 17 – триер К-236А; 18 – машина окончательной очистки МОС-9; 20 – бункера готовой продукции

 

Недостатком такого комплекса является повышенные материальные затраты на переработку зерна и семян. Альтернативой такого комплекса будет линия, исключающая затраты на покупку и техническое обслуживание бункеров активного вентилирования.

Для решения данной проблемы предлагается заменить бункера активного вентилирования на охлаждение зерна путем отлёжки после выхода из сушилки в яме временного хранения, а также его движения по транспортирующим органам комплекса.

Таким образом для исследования изменения температуры зерна в процессе очистки установлены места на поточной линии для фиксации температуры и отбора проб зерна. Так как необходимо установить постоянную закономерность охлаждения зерна (на определённой поточной линии), то следует начинать замеры температуры зернового потока с схода из сушилки (максимальная температура зернового потока) до выхода готовой продукции с последней машины поточной линии обработки семян. Для снятия замеров температуры установлено пять мест: сход с сушилки, сход с Pektus К-527, сход с Pektus К-547, сход с Pektus К-236, сход с МОС-9Н. В результате опытных исследований на линии послеуборочной обработки зерна исследован процесс охлаждения зерна после сушки в результате его движения по рабочим и транспортирующим органам и воздействия аспирации машин получены экспериментальные данные.

Общее время прохождения зерна от сушилки до выхода с пневмостола МОС-9Н равно ≈16 минут. Замер проводился при температуре окружающего воздуха 28 ̊С в 13:00 по местному времени. Опыты по данной культуре проводились в течении 5-ти рабочих смен (5 дней) в 5-ти кратном количестве в разное время суток и при разной температуре окружающего воздуха. Отмечена следующая закономерность по снижению температуры в процессе движения после сушки по машинам очистки: После выхода из сушилки СоСС-6 по транспортёру в яму перед норией НПЗ-20, в которой оно находиться в течении 6-ти минут и остужаться на 1,5-2,3 градуса, затем при прохождении через зерноочистительную машину Pektus K-527A, в частности под воздействием аспирации, остужается на 1,2-0,8 градуса, далее таким же способом остужаться в Pektus K-547A на 1,1-0,9 градуса, после зерно проходит через триер Pektus K-236A в котором практически не изменяет свою температуру (колебание не более 0.2 градуса), т.к. триер не имеет каналов аспирации как предыдущие машины очистки. После триера зерно сходом поступает в вибропневмосепоратор МОС-9Н в котором под воздействием аспирации на деке остужается на 1.6-2.5 градуса.На графике изменения температуры указаны средние значения экспериментальных замеров, приведённые в таблице 1.

Таблица 1.

№ опыта

Сходы с машин комплекса

СоСС-6

К-527

К-547

К-236

МОС-9Н

Опыт 1

34,4 ̊С

32,1 ̊С

31,2 ̊С

31 ̊С

29,1 ̊С

Опыт 2

33,2 ̊С

31 ̊С

30,1 ̊С

29,9 ̊С

28,5 ̊С

Опыт 3

35 ̊С

33,2 ̊С

32 ̊С

31,9 ̊С

29,9 ̊С

Опыт 4

34,7 ̊С

32,6 ̊С

31,6 ̊С

31,3 ̊С

29 ̊С

Опыт 5

35,3 ̊С

33,5 ̊С

32,6 ̊С

32,4 ̊С

30,3 ̊С

Ср. знач.

34,52 ̊С

32,48 ̊С

31,5 ̊С

31,3 ̊С

29,36 ̊С

 

На рисунке 2 приведён график средних значений колебаний температуры

 

Рисунок 2- График изменения температуры нагретых в сушилке семян в процессе очистки с течением времени на примере пшеницы мягкой, сорт Акада, элита

 

Исходя из экспериментальных данных по температуре в таблице 1 определяем для каждой машины отклонение от средней температуры и квадрат отклонений. Результаты расчётов представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Значения отклонений от средних и квадрат отклонений

СоСС-6

К-527

К-547

К-236

МОС-9Н

0,12

0,0144

0,38

0,1444

0,3

0,09

0,3

0,09

0,26

0,0675

1,32

1,7424

1,48

2,1904

1,4

1,96

1,4

1,96

0,86

0,7396

-0,48

0,23

-0,72

0,5184

-0,5

0,25

-0,6

0,36

-0,54

0,2916

-0,18

0,0324

-0,12

0,0144

-0,1

0,01

0

0

0,36

0,1296

-0,78

0,6084

-1,02

1,0404

-1,1

1,21

-1,1

1,21

-0,94

0,8836

 

2,628

 

3,908

 

3,52

 

3,62

 

2,112

 

Поскольку измерений мало и необходимости в группировке результатов измерений нет, то

Значения для каждой машины приведены в таблице 1 как средние значения, соответственно:

СоСС-6 К-527 К-547 К-236 МОС-9Н .

Исправленное значение выборочной дисперсии равно:

Отсюда для каждого значения  находим значение выборочной дисперсии. Получим:

СоСС-6 К-527 К-547 К-236 МОС-9Н .

Доверительный интервал для среднего значения по общепринятой методике математической статистики:

если =0,95, а k=n-1=5-1=4, то , а в случае , при k=4, =4,6;

(значения найдены по таблицам t-распределения Стьюдента)

Аналогично находим значение доверительного интервала по каждому значению дисперсии:

СоСС-6:

К-527:

К-547:

 

 

К-236:

МОС-9Н:

.

 

Исходя из всех проведённых исследований можно сделать ряд выводов:

· практически исследован процесс охлаждения зерна после сушки.

· проведены эксперименты путём замеров температуры и влажности после каждой машины комплекса начиная с выхода зерна из сушилки СоСС-6 и заканчивая вибропневмосепоратором МОС-9Н. Замеры проводились в разное время суток в 5-ти кратном количестве, т.е. при различной температуре окружающего воздуха. Изучен процесс работы МОС-9Н при установившемся режиме работы. Замеры температуры зерна в процессе очистки выявили следующую закономерность: при прохождении зерна после выхода из сушилки и полной очистки за время 16 минут оно охлаждается на 5-7 градусов при колебаниях температуры окружающего воздуха в пределах от 27 до 36 градусов со снижением влажности зерна на 0.3-1%.

· при использовании естественного охлаждения зерна без применения вентилируемых бункеров, комплекс значительно снижает затраты на электроэнергию, без снижения качества зерна (с учётом работы вентилируемых бункеров в течении 24 часов).

 

Список литературы:
1. Авдеев А.В., Сечкин В.С. И др. Агрегаты и комплексы для послеуборочной обработки и хранения зерна и семян. – СПб.: СПГАУ, 2005 – 130с.
2. Галкин А. Д., Галкин В. Д. Ресурсоэнергосберегающая технология послеуборочной обработки семян. // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2003, № 3 – С. 15–17.
3. Галкин В.Д., Галкин А.Д. Создание и использование технологий и технических средств для производства высококачественных семян из влажного комбайнового вороха в условиях Пермского края// Инновационный потенциал аграрной науки – основа развития АПК: ФГОУ ВПО Пермская ГСХА. – Пермь, 21.11.2008, – С.224–225.
4. Государственная программа развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008–2012 годы. Постановление Правительства РФ от 14.07.2007, № 446.
5. Кошурников А. Ф. Основы научных исследований в агроинженерии. / ФГОУ ВПО Пермская ГСХА. – Пермь, 2014. – 317 с.