Закономірності руху насіння

Рух насіння, бульб і гранульованих добрив через отвори живильних місткостей підпорядкований закономірностям руху сипких тіл. За даними професора А.Н.Семенова, висипання насіння через отвори відбувається у п'ять етапів. Спочатку виходять нижні шари, і рівень всієї маси опускається рівномірно. Насіння при цьому намагається повернутися боковою віссю за напрямком руху; висипання упорядковане поширюється від отвору до верхнього рівня насіння. Витрата Q, см³/с, на першому етапі підпорядковується закону витікання рідини з отвору.

, (5.1)

де μ - коефіцієнт опору; S- площа перерізу отвору, см²; g - прискорення вільного падіння, см/с²; h- висота стовпа насіння, см.

Коли рівень насіння в місткості досягає висоти над отвором, із якого воно виходить, утворюється динамічне розвантажувальне склепіння (вигін) у формі параболоїда. Перший етап висипання переходить у другий, при якому насіння падає з постійної висоти, що визначається виразом:

,

де h₁ - висота склепіння, см; r_пр - приведений радіус отвору, см (дорівнює подвоєному гідравлічному радіусу); f^’ - коефіцієнт внутрішнього тертя.

Витрата на другому етапі, см³/с становить:

, (5.2)

де - коефіцієнти витрати, які залежать відповідно від питомої ваги і щільності укладання, розміру насіння і радіуса вихідного отвору. За даними А.Н.Семенова, для пшениці = 1, а - 0,68-0,93.

Як тільки висипання упорядковується до верхнього рівня, утворюється воронка - починається третій етап.

Насіння, яке знаходиться за межами центрального стовпа сходить у воронку під кутом природного відкосу, що сприяє поповненню потоку. Різниця в швидкостях руху центрального потоку і бокових шарів призводить до деякого поглиблення воронки, а також збільшення її діаметра через руйнування бокових шарів зерна, що межують з центральним стовпом. Витрата на третьому етапі, см³/с, знаходиться з виразу:

. (5.3)

Коли верхній рівень насіння досягне висоти динамічного шару склепіння, останній руйнується, і висипання сповільнюється - настає четвертий етап. Витрата на цьому етапі підраховується за формулою (5.3). Оскільки висота склепіння зменшується і наближається до нуля, то витрата буде нульовою. На п'ятому етапі висипання здійснюється згідно зі схилом дна місткості.

Аналіз виразів (5.1) - (5.3) свідчить про те, що витрата зерна не залежить від висоти шару насіння в місткості над отвором. Вона зменшується тільки тоді, коли зовнішні сили прогинають еластичне склепіння або на дні насіннєвого ящика залишається шар насіння менший висоти цього вигону.

У той же час видно, що витрата матеріалу при вільному витіканні залежить, як правило, від площі перерізу вихідного отвору.

Якщо переріз вихідного отвору зменшується, то витікання насіння припиняється хоча діаметр отвору в цей момент ще значно більший від середнього попереднього розмір зерна.

За даними професора А.Н.Семенова, витікання насіння припиняється тоді, коли

, (5.4)

де - середній поперечний розмір зерна, беруть для пшениці 2,3 мм, ячменю - 2,4 мм; кукурудзи - 3,2 мм.

На рис.5.2 показані закономірності робочих процесів витікання насіння з бункерів і місткостей прямокутного розміру.

Витікання складається із ряду етапів. Спочатку насіння витікає із cтовпа, розташованого у центрі, потім - насіння бокових шарів, внаслідок чого утворюється воронка, яка продовжує опускатися. Кінець витікання характеризується опусканням воронки до днища. Насіння, яке залишилось, може витікати тільки примусово.

Рис.5.2. — Витікання насіння з бункеру через круглий отвір: а — початок витікання; б — утворення воронки; в — кінець витікання; 1, 2, 3 — верхній, середній і нижній шари насіння

На рис.5.3 показаний робочий процес осипання сипкого матеріалу біля регулюючого вікна.

На рис.5.4 показана схема осипання при русі передньої стінки ящика.

Рис 5.3. — Характер осипання сипкого матеріалу біля регулюючого вікна: 1 — ящик з піском; 2 — заслінка

Рис. 5.4. — Схема осипання при русі передньої стінки ящика

Питання для самоконтролю:

1. Закономірність руху насінини

2. Залежність витікання насінини

3. Характер осипання сипкого матеріалу

Дата добавления: 2015-12-07