Концепція аеродинамічної сепарації насіння сільськогосподарських культур та засоби її реалізації

СПИСОК НАДРУКОВАНИХ СТАТЕЙ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Єрмак В.П. Уточнена методика теоретичного визначення раціональної величини швидкості зустрічного потоку у вертикальному каналі для нового способу сепарування насінин у повітряних потоках / Єрмак В.П. // Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин. -- 2004, -- №. 34. -- С. 120--124.

2. Єрмак В.П. Уточнена методика розрахунку раціональної товщини вертикального каналу для нового способу сепарування насінин у повітряних потоках / Єрмак В.П. // Механізація та електрифікація сільського господарства. -- 2004. -- № 88. -- С. 166--173.

3. Єрмак В.П. Теоретичне обґрунтування раціональної ширини постачання насінин живильником бункеру для нових способів вирішення проблеми підготовки насінного матеріалу шляхом сепарації насінин у повітряних потоках / Єрмак В.П. // Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства. -- 2004. -- № 24. -- С. 16--21.

4. Єрмак В.П. Теоретичне порівняння способів сепарування насіння у повітряних потоках / В.П. Єрмак // Сільськогосподарські машини. -- 2004. -- № 12. -- С. 78--84.

5. Єрмак В.П. Теоретичне порівняння максимальної величини зміни вертикальної швидкості насінин для запропонованих шляхів вирішення проблеми підготовки насінного матеріалу та теоретичне порівняння якості роботи запропонованих способів сепарування / Єрмак В.П. // Техніко-технологічні аспекти розвитку та випробування нової техніки і технологій для сільського господарства України. -- 2004. -- № 7(21). -- С. 143--148.

6. Єрмак В.П. Шляхи збільшення ефективності сепарування насінин у горизонтальному повітряному потоці / В.П. Єрмак // Зб. наук. праць Луганського національного аграрного університету. -- 2004. -- №42 (54). -- С. 66--72с.

7. Єрмак В.П. Уточнена методика обґрунтування раціональної ширини вертикального каналу для запропонованого способу вирішення проблеми підготовки насінного матеріалу шляхом сепарування / Єрмак В.П. // Праці Таврійської державної агротехнічної академії. -- 2004. -- № 23. -- С. 106--114.

8. Єрмак В.П. Уточнена методика розрахунку раціональної довжини вертикального каналу для нового способу сепарування насінин у повітряних потоках / Єрмак В.П. // Вісник аграрної науки Причорномор'я. -- 2004. -- № 1(25). -- С. 184--188.

9. Єрмак В.П. Методика визначення раціональної величини кута нахилу похилого повітряно-сітчастого робочого органу для нового способу сепарування насінин у повітряних потоках / Єрмак В.П. // Вісник аграрної науки Причорномор'я. -- 2004. -- № 3(27). -- С. 208--215.

10. Єрмак В.П. Визначення середньої кількості та ваги насінин, які в результаті втрати рівноваги та потрапляння до наелектризованої поверхні бічних стінок вертикального каналу, при сепаруванні будуть вилучені із фракції ІІ до фракції ІІІ для нових засобів вирішення проблеми підготовки насінин / Єрмак В.П. // Вісник аграрної науки Причорномор'я. -- 2004. -- № 4(28). -- С. 221--229.

11. Єрмак В.П. Обґрунтування параметрів сепараторів насіннєвого матеріалу : матеріали І-ї Міжнародної науково-технічної конференції ["Динаміка, міцність і надійність сільськогосподарських машин"], (4-7 жовтня 2004р.) / В.П. Єрмак. -- М-во аграр. політики, Тернопільский держ. техн. ун-т. ім Івана Пулюя. -- Тернопіль: Тернопільский держ. техн. ун-т, 2004. -- С.464--468.

12. Єрмак В.П. Порівняння енерговитрат сепаратору у горизонтальному потоці із іншими засобами вирішення проблеми підготовки насінного матеріалу та запропоновані шляхи його вдосконалення : матеріали Міжнародної науково-практичної конференції ["Агромех - 2004"], (22--24 вересня 2004р.) / В.П. Єрмак -- М-во аграр. політики, Львівський держ. аграр. ун-т. -- Львів: Львівський держ. аграр. ун-т, 2004. -- С. 83--89.

13. Єрмак В.П. Шляхи економії енергії під час сепарування насіннєвого матеріалу у повітряних потоках / В.П. Єрмак // Сільськогосподарські машини. -- 2005. -- № 13. -- С. 111--117.

14. Єрмак В.П. Дослідження розподілення швидкості повітряного потоку на поверхні похилого повітряно-сітчастого робочого органу сепаратора насінин у повітряних потоках / Єрмак В.П. // Збірник наукових праць Кримського державного аграрного університету. -- 2005. -- № 84. -- С. 22--27.

15. Єрмак В.П. Методика обґрунтування середньої кількості насінин, які при проходженні вертикального каналу із раціональною швидкістю зустрічного потоку втратять рівновагу та в результаті потраплять до наелектризованої бічної стінки для запропонованого способу вирішення проблеми підготовки насінного матеріалу шляхом сепарування / Єрмак В.П. //Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин. -- 2005. -- № 35. -- С.316--321.

16. Єрмак В.П. Результати теоретичного дослідження коефіцієнта передавання енергії існуючих та запропонованих засобів підготовки насіннєвого матеріалу шляхом сепарування у повітряних потоках / В.П. Єрмак // Вісник Тернопільського державного технічного університету. -- 2005. -- № 2. -- С. 91--96.

17. Єрмак В.П. Визначення раціональної ширини нескінченої стрічки сепаратора насіння у повітряних потоках / Єрмак В.П. // Вісник Тернопільського державного технічного університету. -- 2005. -- № 3. -- С. 71--78.

18. Брагінець М.В. Методика визначення енергетичних показників та ефективності роботи коронного сепаратора насінин / Брагінець М.В., Єрмак В.П., Іванніков В.В., Василенко О.Д. // Зб. наук. праць Луганського національного аграрного університету. -- 2005. -- № 49(72). -- С. 81--86. (Здобувачем розроблена методика та отримані показники енергетичної оцінки електросепараторів)

19. Брагінець М.В. Результати експериментальної перевірки отриманих значень швидкості повітряного потоку шляхом аналізу загальної якості роботи нового сепаратора насіння / Брагінець М.В., Єрмак В.П., Кюрчев С.В. // Праці Таврійської державної агротехнічної академії. -- 2005. -- № 26. -- С. 87--94. (Здобувачем отримані та представлені основні експериментальні дані про якість роботи аеродинамічних сепараторів)

20. Брагінець М.В.. Результати дослідження впливу попереднього положення насіння у просторі на процес гальмування їх вертикальної швидкості, при роботі сепаратора із похилим повітряно-сітчастим робочим органом / Брагінець М.В., Єрмак В.П. // Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства ім. П.Василенка. -- 2005. -- № 40. -- С. 153--156. (Здобувачем отримані та представлені експериментальні дані про вплив положення насінин на якість сепарації)

21. Брагінець М.В. Методика експериментальних досліджень раціональної швидкості потоку енергозберігаючого сепаратора насіння із похилим повітряно-сітчастим робочим органом / Брагінець М.В., Єрмак В.П. // Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства ім. П.Василенка. -- 2006. -- № 48. -- С. 161--165. (Здобувачем розроблена методика досліджень аеродинамічних сепараторів та її завдання)

22. Брагінець М.В. Результати дослідження розподілення швидкості повітряного потоку в межах основної сепарувальної камери нового сепаратора насіння / Брагінець М.В., Єрмак В.П., Кюрчев С.В. // Праці Таврійської державної агротехнічної академії. -- 2007. --№ 7. -- Т. 1. -- С. 22--25. (Здобувачем отримані та представлені експериментальні дані про розподілення повітряного потоку на поверхні сітки сепаратора)

23. Брагінець М.В. Уточнена методика теоретичного дослідження раціональної товщини вертикального каналу сепаратора з статичним каналом / Брагінець М.В., Єрмак В.П., Кюрчев С.В. // Праці Таврійської державної агротехнічної академії. -- 2007. -- № 7. -- Т. 3. -- С. 104--110. (Здобувачем розроблена та представлена методика та алгоритм визначення товщини вертикального каналу сепаратора)

24. Єрмак В.П. Визначення кількості насіння, яке в результаті дії сили Жуковського та розщеплення вертикальної траєкторії, потрапить до бічних стінок вертикального каналу сепаратора / Єрмак В.П. // Зб. наук. праць Луганського національного аграрного університету. -- 2007. -- №76 (99). -- С. 139--145.

25. Єрмак В.П. Кінетична модель робочого процесу сепарування насіння сепаратором з вертикальним каналом / Єрмак В.П. // Наукові нотатки. -- 2007. -- № 19. -- С. 109--115.

26. Брагінець М.В. Математичне визначення імовірності потрапляння насіння до бічних стінок вертикального каналу енергозберігаючого сепаратора / Брагінець М.В., Єрмак В.П. // Зб. наук. праць Луганського національного аграрного університету. -- 2008. -- № 91. -- С. 68--76. (Здобувачем розроблена методика визначення імовірності потрапляння насіння до бічних стінок каналу при сепарації та створена система рівнянь, що її описує)

27. Єрмак В.П. Аналіз енергетичної ефективності використання запропонованих енергоощадних сепараторів насіння у повітряних потоках / Єрмак В.П. // Зб. наук. праць Львівського національного аграрного університету. -- 2008. -- №12. --Т.2. -- С. 573--579.

28. Пат. №71704А Україна, МПК7 B 07 B 4/02. Спосіб сепарування та пристрій для його реалізації / Єрмак В.П., Брагінець М.В., Коваль В.Я. ; заявник та патентовласник Луганський нац. аграрн. ун-т. -- № 2003065466.

АНОТАЦІЇ

Єрмак В.П. Концепція аеродинамічної сепарації насіння сільськогосподарських культур та засоби її реалізації. - Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.05.11 - машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва. Тернопільский державний технічний університет ім. І. Пулюя., м. Тернопіль. 2009.

Дисертація присвячена проектуванню високоефективних аеродинамічних сепараторів для післязбиральної обробки зерна та насіння. Розроблено нову концепцію збільшення ефективності аеродинамічної сепарації насіння - встановлення величини вертикальної швидкості насіння (при входженні у горизонтальний потік сепаратора) відповідно до власної маси окремих насінин. Це забезпечує збільшення ефективності аеродинамічної сепарації у 2.2--8.2 разів, при незначному збільшенні загальних енерговитрат. Запропоновано вдосконалений технологічний процес аеродинамічної сепарації насіння, що не потребує значного збільшення загальних енерговитрат для досягнення високоефективної сепарації. Розроблено чотири варіанти високоефективних сепараторів насіння сільськогосподарський культур та запропоновано нову універсальну методику оцінки ефективності процесу сепарації - коефіцієнт передавання енергії. Доведено перевагу розроблених сепараторів над існуючими за коефіцієнтом передавання енергії (Ксеп) у 1.25--4.97 рази. Розроблені алгоритмічні та структурні схеми роботи запропонованих аеродинамічних сепараторів, обґрунтована кінетична модель сепарації насіння сепараторами з вертикальним каналом та математична модель руху насінини у зустрічному потоці, що враховує її взаємодію із іншими насінинами, різним за швидкістю повітряним потоком та стінками вертикального каналу.

Розроблено математичні моделі, методику та алгоритми для IBM PC для визначення раціональних конструктивно-технологічних параметрів аеродинамічних сепараторів та встановлено економічний ефект від їх використання у сільськогосподарському виробництві.

Ключові слова: аеродинамічні сепаратори, коефіцієнт сепарації, повітряний потік, імовірнісна модель сепарації, взаємодія насіння математична модель сепарації.

АННОТАЦИЯ

Ермак В.П. Концепция аэродинамической сепарации семян сельскохозяйственных культур и средства ее реализации. - Рукопись. Диссертация на соискание научной степени доктора технических наук по специальности 05.05.11 - машины и средства механизации сельскохозяйственного производства. Тернопольский государственный технический университет им. И. Пулюя, г. Тернополь. 2009.

Диссертация посвящена решению проблемы повышения эффективности послеуборочной обработки зерна и семян. Проведен анализ способов повышения урожайности и было установлено, что применение сепарации семян позволит получить такую же урожайность, как и использование не сепарированных семян с подкормкой минеральными и органическими удобрениями. Было установлено, что недостаточно внимания ученых посвящалось наименее энергоемким способам сепарации - в горизонтальном потоке.

Существующие концепции повышения качества разделения материалов в горизонтальном воздушном потоке (повышение высоты или скорости потока) приводят к дополнительным энергозатратам. Кроме того, существующая теория сепарации семян в воздушных потоках не учитывала взаимодействие семян при совместном прохождении через сепаратор.

Была предложена новая концепция повышения качества сепарации - установка времени действия потока на семена в обратную зависимость от удельного веса сепарируемых семян. Предложено изменять время взаимодействия с воздушным потоком за счет изменения вертикальной скорости семян при вхождении в горизонтальный поток. Теоретически, это позволяет повысить четкость отбора семян при сепарации в 2.2--8.2, а практически в ходе экспериментов было установлено 1.9--2.8 раза.

Была разработана усовершенствованная методика энергетической оценки эффективности сепарации, позволяющая сравнивать между собою различные по принципу разделения сепараторы: электрические коронные и статические, пневматические и комбинированные. Предлагается оценивать эффективность разделения при сепарации как коэффициент сепарации -- отношение энергии, полученной за одинаковое время от потока между семенной и фракцией отходов (материала и примеси).

Предложен усовершенствованный технологический процесс аэродинамической сепарации, который реализован в виде четырех аэродинамических сепараторов повышенной эффективности разделения. Предложено повышать эффективность разделения материалов в процессе аэродинамической сепарации за счет дифференцирования времени взаимодействия горизонтального потока с находящимися в нем, свободно падающими семенами.

Создана математическая модель, и методики теоретических исследований рациональных конструктивно-технологических параметров предложенных сепараторов. Созданы алгоритмические модели разделения семян предложенными сепараторами, которые реализованы в виде программного обеспечения IBM PC. Созданная модель, и программное обеспечение позволяют, используя параметры фракций для сепарации проектировать рациональные сепараторы для любых культур и заданной производительности.

Создана методика и экспериментально исследованы несколько аэродинамических сепараторов повышенной эффективности, которые на протяжении ряда лет используются в сельском хозяйстве Украины для подготовки семенного материала сахарной свеклы, подсолнечника и гречихи и т.д.

Обоснована экономическая и энергетическая эффективность использования предложенных аэродинамических сепараторов в условиях хозяйств и семенных пунктов.

Ключевые слова: аэродинамические сепараторы, коэффициент сепарации, воздушный поток, вероятностная модель сепарации, взаимодействие семян математическая модель сепарации.

THE SUMMARY

Ermak V. The concept of aerodynamic separation seeds of agricultural cultures and means of its realization. - Manuscript. The dissertation on competition of a scientific degree of the doctor of engineering science on a speciality 05.05.11 - machine and means of mechanization of agricultural manufacture. Ternopil I.Puliy university, Ternopil. 2009.

The dissertation is devoted to the decision of a problem of increase of efficiency separation processing of a grain, seeds and crops. The existing concepts of increase of quality of division of materials in a horizontal air flow (increase of height or the speeds of a flow) result to additional more power. Besides the existing theory of separation seeds in air flows did not take into account interaction seeds at joint passage through flows.

The new concept of increase of quality of separation - installation of time of action of a flow on seeds in return dependence on densities weight was offered. It is offered to change time of interaction with an air flow at the expense of change of vertical speed seeds at entry in a horizontal flow. Theoretically, it allows to increase clearness of selection seeds at separation at 2.2-8.2, and practically in a course of experiments 1.9-2.8 times were established.

The advanced technique of a power estimation of efficiency of separation allowing was developed to compare between itself various by a principle of division agents: electrical shields both static, pneumatic and combined. It is offered to estimate efficiency of division at separation as factor of separation - relation of energy received for identical time from a flow between seed and a fraction of the seeds (of a material and an impurity).

The economic and power efficiency of use offered aerodynamic separators in conditions of economy and seed items is proved.

Key words: aerodynamic separator, factor of separation, air flow, model of separation, interaction mathematical model of separation.

Размещено на Allbest.ru