В статье приводится зависимости влияния угла укладки зерновых материалов в осесимметричных бункерах наибольшего расхода на расход бункера. Рассмотрены экспериментальные данные подтверждающие теоретические выводы.
Ключевые слова: частота пульсаций, зерновой материал, осесимметричные бункера, влажность зернового материала, сводчатые структуры, угол укладки.
Угол укладки (β) зерновок в таком бункере зависит от способа их засыпки в бункер. При засыпке способом «дождя» он изменяется, в среднем, от 0 до 30°; при засыпке способом «струи по центру бункера» — от 30° до 45°; при засыпке способом «струи по периферии бункера» — от 45° до 60°. Наибольшая насыпная плотность зерновых материалов при этом наблюдается при первом способе засыпки, а наименьшая — при третьем способе засыпки (рисунок 1).
Рис. 1. График функции Dн.св =f (β) при всех остальных постоянных параметрах
Из рисунка 1 следует, что наибольшие сводообразующие размеры выпускных отверстий бункеров в зависимости от увеличения угла b уменьшаются по гиперболе. Обусловлено это тем, что с увеличением угла укладки зерновок в граничных условиях (в бункере зерновое тело становится более рыхлым) осевая податливость образующихся сводов увеличивается. То есть, последние разрушаются от небольших внешних нагрузок.
С уменьшением Dн.св увеличивается расход зерновых материалов из бункера и, следовательно, увеличивается частота их выхода из последнего. Покажем это.
Как показывает опыт эксплуатации бункеров для зерновых, их расходные характеристики (расход, скорость и частота истечения из них зерновых) во многом зависят от величины стрелы статически устойчивых сводов и их пролетов (Dн.св). С уменьшением стрелы статически устойчивого свода (fстр) частота выхода доз зерновых из бункеров увеличивается и Dн.св уменьшается. [1, 3]
Действительно, анализируя график функции n=f(fстр) (рис. 2), приходим к выводу о том, что чем больше lо, тем больше частота n пульсации выходящего зернового потока. Отсюда следует, что зерновые могут выходить из выпускного отверстия Rв, приближающегося по своим размерам к Rн.св (рисунок 3).
Рис. 2. График функции Dн.св =f (v) при λ0᷉
1,0
Рис. 3. График функции Dн.св=f (n) при lо»1,0
Другими словами, для более связных зерновых сыпучих материалов квазичастота выхода доз зерновок должна повышаться, то есть, частота колебаний активного элемента сводоразрушающего устройства должна повышаться (например, частота колебаний сводоразрушающего устройства зернокомбайна «Дон-1500» равна 39 Гц).
На рисунке 4 показан график функции qnp=f(Rв) при R н.св =0,1 м.
Рис. 4. График функции qnp=f(Rв)
Из графика следует, что предельный расход зерновых в зависимости от Rв изменяется по параболе. При этом, вершина параболы находится в точке Rв= R н.св.. В этой точке qnp=0, так как осевая податливость статически устойчивого свода (λ0) в сечении бункера, в котором Rв= R н.св, равна нулю. Для его разрушения требуется максимальная частота колебаний активного элемента сводоразрушающего устройства. [2]
С увеличением размера сводообразующего отверстия бункера при постоянном рабочем размере выпускного его отверстия предельный расход зерновых из бункера уменьшается также по параболе с максимальным предельным расходом при R н.св =0 (в производственных условиях это нереально) (рисунок 5)
Рис. 5. График функции qпр=f(Rн.св) при lо»1,0 (зерно пшеницы)
Понижение qnp с увеличением R н.св при постоянном значении Rв объясняется тем, что уменьшается разница ∆=Rв — R н.св., что приводит к стесненному движению зерновок в бункере. При ∆=0 истечение зерновок прекращается, что свидетельствует об образовании над выпускным отверстием бункера свода с осевой податливостью λо=0.
Литература:
1. Богомягких В. А. К расчету бункеров для зерна// Механизация и электрификация сельского хозяйства –1968. — № 8.- 320 с.
2. Богомягких В. А., Приленский В. И. Условия истечения сыпучего материалов из бункеров// Вопросы механизации и электрификации сельскохозяйственного производства– Ростов-на-Дону, РГУ,1969. — Вып. 12.- 286с..
3. Богомягких В. А., Лянник А. А. Угол укладки частиц сыпучего материала// Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства –1970. — № 8.- 165с.
