Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Машины и средства механизации сельскохозяйственного производства

Диссертационная работа:

Гордеева Анастасия Борисовна. Слеживаемость зерновых материалов и разгрузка глубоких сельскохозяйственных емкостей : диссертация... кандидата технических наук : 05.20.01 Ростов-на-Дону, 2007 196 с. РГБ ОД, 61:07-5/3344

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 5

1.1. Анализ работ по исследованиям движения сыпучих материалов в бункерах и распределению сил, действующих на их стенки 10

1.2. Краткий анализ работ по исследованиям слеживаемости зерновых материалов в емкостях сельскохозяйственного назначения 19

2. Исходные предпосылки и допущения при исследовании свойств и движения связанных зерновых материалов 29

2.1. Допущения о форме бункера. Размеры и объем бункеров 29

2.2. Материалы для изготовления бункеров. Гидрофобные и гидрофильные покрытия 38

2.3. Виды истечения зерновых материалов из бункеров 41

2.4. Модели зерновых материалов. Их достоинства и недостатки

2.4.1. Модель сплошной среды 43

2.4.2. Модель профессора Л.В.Гячева 45

2.4.3. Модель профессора В.А.Богомягких, модель влажного зернового материала 54

З.Факторы, способствующие слеживаемости зерновых материалов 60

3.1. Трение зерен между собой и стенками емкости 61

3.1.1. Трение при кондиционной и меньше влажности зерна 61

3.1.2. Трение при повышенной влажности. Граничное трение и его переход в жидкостное 63

3.2.Силы сцепления в зерновых материалах 65

3.2.1. Адгезионные силы 66

3.2.2. Аутогезионные силы 67

3.3. Существующие методы борьбы со слеживаемостью 70

3.3.1. Хранение зерна в сухом состоянии 71 3.3.2. Хранение зерна в охлажденном состоянии 73

3.3.3. Хранение зерна в бескислородной среде 74

3.3.4. Активное вентилирование 76

4. Модель зернового материала, предложенная для исследования слеживаемости 78

4.1. Взаимосвязь между внутренними и внешними силами в зерновых материалах, имеющих повышенную и избыточную влажность 79

4.2. Коэффициенты сопротивления 4.2.1. Коэффициент сопротивления, вызванный силами сухого трения зерен между собой и стенками бункера 85

4.2.2. Коэффициенты сопротивления, вызванные силами жидкостного трения 88

4.2.3. Коэффициенты сопротивления, вызванные силами аутогезии и адгезии..90

5. Дифференциальное уравнение движения элементарного слоя влажного

зерна в трубах переменного сечения 95

5.1. Дифференциальное уравнение движения элементарного слоя влажного зерна в бункере произвольной формы 95

5.2. Дифференциальное уравнение движения элементарного слоя влажного зерна в пирамидальном бункере 97

5.3. Дифференциальное уравнение движения элементарного слоя влажного зерна в щелевом бункере 101

6. Решение дифференциальных уравнений для труб переменного сечения 114

6.1. Расход и скорость движения влажного зерна в пирамидальном бункере..! 14

6.2. Расход и скорость движения влажного зерна в щелевом бункере 122

7.Условия слеживаемости зернового материала в емкостях

различных форм 127

7.1.Слеживаемость зернового материала в пирамидальном

бункере 127

7.2.Условие слеживаемости зернового материала в щелевом бункере 145

8.Экспериментальное и теоретическое исследование влияния сил сцепления на процесс слеживания влажного зернового материала 161

8.1.Экспериментальное исследование сил аутогезии в зерновом материале кондиционной и повышенной влажности .161

8.2. Оценка влияния сил адгезии и аутогезии на движение зернового материала в бункерах различных форм. Случай пирамидальной укладки. 167

8.3. Оценка влияния сил жидкостного трения зерен между собой и стенками бункера на движение зернового материала в бункерах различных форм. Случай пирамидальной укладки

9. Экспериментальное исследование истечения влажного зернового материала из бункера 178

9.1. Экспериментальное исследование истечения влажного зернового материала из модельного бункера осесимметричной формы. Теоретический расчет расхода из модельного бункера пирамидальной формы 178

9.2. Расход зернового материала из реального бункера. Формулы расчета расхода зернового материала из глубоких бункеров сельскохозяйственного назначения по экспериментальным данным для модельных бункеров 182

Выводы 185

Приложение 188

Литература 189 

Введение к работе:

Проблема обеспечения страны сельскохозяйственной продукцией решается в настоящее время на основе коренного изменения структуры управления народным хозяйством, изменения собственности на средства производства и землю, а также путем дальнейшего совершенствования и развития материально-технической базы. Для создания сельхозмашин нового поколения требуется ускорение научно-технического прогресса, сокращение сроков создания новой сельскохозяйственной техники.

Существенную помощь конструкторским бюро и заводам, изготовляющим технику, могут оказать научные и, прежде всего теоретические исследования технологических процессов, выполняемых машинами и агрегатами. Теоретическое описание процесса, если оно передает все его закономерности с высокой степенью точности, может существенно сократить стадию проектирования машины, предсказать её технические возможности, сократить время производственных испытаний. При наличии теории могут быть использованы современные вычислительные машины и графопостроительные средства, что значительно облегчает и ускоряет работу конструкторских бюро.

Мобильные машины и стационарные агрегаты, предназначенные для посева, уборки, транспортировки, очистки от примесей, имеют бункеры. С их помощью происходит накопление зернового материала, и выполняются погрузочно-разгрузочные работы. По данным [1] на одну тонну закупленного зерна приходиться 7-8 тонн погрузочно-разгрузочных работ. В РФ общий объем выращенной зерновой продукции составляет 80-90 млн. тонн. При этом почти на порядок больше тонн зернового материала приходиться на погрузочно-разгрузочные работы. Несмотря на большие объемы перемещения зерновых материалов к настоящему времени нет теории, которая с единой точки зрения описывала состояние и движение зерновых материалов в бункерах, силосах, трубах постоянного и переменного сечений, скатных досках, в кузове автомобиля при выгрузке и в других случаях.

Особый интерес представляет собой исследование движения и состояния при хранении зерновых материалов, имеющих влажность больше кондиционной. В работе [2] отмечается, что длительному хранению подлежит зерновой материал имеющий влажность менее 13 %. При такой влажности дыхание зерна столь незначительно, что для жизнедеятельности зерновок достаточно того кислорода, который имеется в межзерновом пространстве, оболочках и складках самих зерновок. При более высокой влажности процесс дыхания усиливается и увеличивается потребление зерном кислорода. Недостаток кислорода приводит к гибели зерновок. По данным других авторов [3] с ростом влажности дыхание зерновок переходит в анаэробное состояние, при котором из зерна выделяется этиловый спирт или молочные кислоты. В более поздних работах [4] показано, что подобная жидкость из зерновок поступает на поверхность по капиллярам, имеющим в среднем диаметр порядка 4-5 мкм, и на каждом квадратном миллиметре имеется примерно 104-И05 шт. Появление влаги на поверхности зерновок качественно изменяет взаимодействие зерен между собой и со стенками емкости по сравнению с зерном, имеющим кондиционную и меньше влажность.

Зерно повышенной влажности обладает малой текучестью, имеет повышенное стремление к появлению застойных зон в бункере. Происхождение застойных зон может быть истолковано формированием статически устойчивого свода, однако визуальные наблюдения [5] за движением в бункере влажного зерна показывают, что они могут появляться и без сводов в обычном их понимании.

Кроме того, при вынужденном хранении влажного зерна в емкости (бункере) происходит явление слеживаемости, которое заключается в том, что с течением времени хранения возрастают силы связи зерен между собой (силы аутогезии) и силы связи со стенками емкости (силы адгезии) до значения превышающего силу тяжести зерна. Зерно полностью теряет текучесть. Гравитационных сил недостаточно для нормального либо гидравлического истечения зернового материала из бункера (силоса), либо кузова транспортного средства. При хранении зернового материала большими по высоте насыпями происходит запрессовывание и слеживаемость возрастает. При этом даже изменяется форма отдельных зерновок, на них образуются вмятины. Известны случаи [6] слеживаемости сухих зерновых масс влажностью 12-14% при продолжительном (в течении года и более) хранении в высоких железобетонных и металлических силосах. После на внутренних стенках обнаруживаются сплошные или гнездовидные одно или многослойные наросты зерна, своего рода сталактиты, для удаления которых приходиться применять механические средства.

Большое влияние на процесс слеживаемости зернового материала оказывает температура. При отрицательной температуре происходит смерзание зерновок между собой, с образованием кристалликов льда между ними. При высокой температуре влажное зерно подвергается самосогреванию и самовозгоранию. Для выгрузки зернового материала в таких случаях приходиться использовать дополнительные устройства, например вибраторы, либо примитивные средства, например лопаты, что иногда приводит к травмированию обслуживающего персонала. Обрушение слежавшегося зерна в емкостях больших размеров, например, башнях элеваторов, приводит иногда к их разрушению, на ремонт которых приходиться тратить большие средства [7].

В связи с изложенным в работе решается проблема выявления формы емкостей (бункеров, силосов и др.) внутри которых влажный зерновой материал менее подвергался слеживаемости и изыскание технических средств обеспечивающих текучесть зерна на ранних стадиях появления слеживаемости. Работа выполнялась по гранту № 97-7-1-6-36 Минобразования Российской Федерации по фундаментальным исследованиям в области сельскохозяйственного машиностроения (раздел 1 "Тракторное, сельскохозяйственное машиностроение", направление 1.6 "Погрузочные и транспортные средства, применяемые в сельском хозяйстве"). Цель исследования: Обосновать рациональную форму бункеров и их параметры, обеспечивающих истечение подверженного слеживаемости зернового материала с целью повышения эффективности их функционирования.

Объект исследования: Бункеры стационарных сельскохозяйственных агрегатов для хранения зернового материала сельскохозяйственного назначения.

Предмет исследования: Закономерности взаимодействия влажного зернового материала со стенками и выпускным отверстием бункеров. Научная гипотеза: В результате наблюдения в производственных и лабораторных условиях за истечением влажного зерна из емкостей было предположено, что основную роль при переходе его в состояние слеживания играют силы сцепления зерен между собой и стенками емкости. Учет этих сил позволит исследовать переходные процессы и определить оптимальную форму емкостей для кратковременного или длительного хранения зерна. Научная новизна: Предложены и обоснованы параметры и форма емкостей, в которых зерновая масса меньше подвергается слеживаемости. Определены основные закономерности истечения сыпучего зернового материала и влияние формы и параметров бункера на процесс истечения. Смоделирован физико - механический процесс перехода влажного зернового материала из текучего состояния в состояние слеживаемости. Учтены физические параметры влажного зерна, характеризующие состояние слеживаемости. 

Подобные работы
Бурмистенков Александр Сергеевич
Интенсификация разгрузки зерновых материалов из бункеров зерноочистительных агрегатов
Каплунов Алексей Николаевич
Влияние способа заполнения бункера зерновым материалом на показатели его разгрузки
Микенина Ольга Александровна
Упруго-пластическое деформирование сыпучего материала во вращающейся емкости
Черных Надежда Всеволодовна
Семантическая емкость слова в рамках теории семантического поля (На материале поэзии М. И. Цветаевой)

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net