WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 14 |

Обоснование электротехнологических параметров и режимов низковольтного активатора для предпосевной обработки семян лука

-- [ Страница 7 ] --

** конструкции, предложенные сотрудниками СтГАУ в 2010 г. [142] Из данных таблиц 2.3 и 2.4 следует, что за счет уменьшения амплитуды импульсного напряжения до 200 В в рациональном режиме обработки семян предлагаемая установка «УПОС-1» при достаточно высокой производительности (Q=1000 кг/с) и однородности предпосевной обработки семян импульсным электрическим полем имеет энергетические преимущества в сравнении с аналогами. Поэтому для ее питания не требуется высоковольтный источник электроэнергии, что наряду с небольшими габаритами и массой делает ее предпочтительной для применения в полевых условиях.

2.4. Обоснование технологического процесса перемещения слоя семян и Для перемещения грузов применяются следующие транспортерные устройства:

При анализе этих устройств и процесса перемещения семян в них выявлен ряд недостатков:

неравномерность толщины слоя семян;

По нашему мнению, наиболее оптимальным является использование гравитационных транспортерных устройств, которые применяются для перемещения груза сверху вниз под действием силы тяжести [91].

Применение активаторов в виде спускных желобов для процесса перемещения семян предпочтительнее по следующим причинам:

отсутствие приводного механизма и, как следствие, отсутствие затрат энергии;

простота конструкции и обслуживания.

В качестве недостатков следует отметить незначительную деформацию семян, забивание желобов при повышении их влажности.

В целях уменьшения деформации и измельчения обрабатываемых семян скорость его движения по активатору ограничивают. Процесс обработки семян в активаторе можно представить в виде схемы (рисунок 2.12) Рисунок 2.12 – Схема обработки семян в активаторе Активатор имеет прямоугольную форму размерами 1200х750 мм. Верхняя и нижняя стенки активатора изготовлены из проводящего материала (рисунок 2. (3) и по сути являются обкладками конденсатора. Боковая стенка активатора изготавливается из прозрачного диэлектрического материала (рисунок 2.13 (1) для возможности контроля степени загрузки. Толщина объема активатора регулируется с помощью подвижных рычагов (рисунок 2.13 (2) и может изменяться от 10 до 50 мм. Это позволяет использовать установку для обработки семян различных культур. С помощью изменения скорости вращения барабана (рисунок 2.13 (4) происходит выгрузка семенного материала в отгрузочный бункер, оснащенный колесами.

Рисунок 2.13 – Узел обработки семян в зоне активатора Скорость движения семян в объеме активатора регулируется углом его наклона, быстротой вращения выгружающего семена барабана. При этом обеспечивается перемещение семян вниз «самотеком» с максимальной плотностью заполнения объема внутри активатора (т.е. без пустот).

вибраторов позволяет исключить образование пробок при транспортировании.

Скорость движения семян в активаторе зависит от угла наклона и начальной скорости 0 и может быть оценена по соотношению:

где H – разность верхнего и нижнего уровней; H l sin, м; l – длина активатора, м; f c – коэффициент сопротивления активатора; – угол наклона, необходимый для достижения конечной скорости.

При умеренной скорости перемещения семян внутри объема активатора, т.е.

сопротивления активатора f c можно оценить по выражению:

где f – коэффициент трения движения семян об активатор, 0,3 0,5 ; h – высота слоя семян в активаторе, м; b – ширина активатора, м.

Предположим также, что при движении семян «самотеком» их начальная скорость равна нулю ( 0 0 ). Экспериментально установлено, что оптимальное время обработки семян в зоне активатора составляет 6…8 с, а реальная скорость движения семенного слоя внутри активатора экспериментально подобрана из соображений устранения травмирования и разрушения семян. Она существенно меньше величин скоростей, получаемых по соотношению (2.38), и составляет 515 см/с. Это обстоятельство определяется тем, что движение семян в желобе активатора является ускоренным. Поэтому величина конечной скорости по соотношению (2.38) может оказаться больше предельного допустимого значения, что повлечет их дробление и измельчение. Чтобы замедлить движение семян, в конструкции активатора предусматривается установка концевого участка с углом наклона, меньшим, чем угол наклона его основного участка.

В предлагаемом активаторе для устранения указанного отрицательного эффекта на его выходе установлен барабан с регулируемой скоростью вращения, что позволяет регулировать скорость движения семян в обрабатываемой зоне и существенно ее уменьшить.

Оценим угол наклона активатора, используя соотношение (2.39) для угла естественного откоса (наклона). Получаем:

Здесь обозначили A=2/2gH и учли, что при =1,0…0,5 см/с, l =1,2 м, Тогда из (2.40) получаем, что для обеспечения движения семян в активаторе угол его наклона должен удовлетворять условию:

При указанных выше параметрах из (2.41) получаем, что 210.

В результате проведенного теоретического анализа и расчетов показано, что локальная неоднородность толщины воздушной прослойки над семенами в активаторе может приводить к существенному локальному изменению напряженности электрического поля в слое обрабатываемых семян.

Проведен анализ и расчет электрических схем замещения активатора с целью исследования переходных процессов зарядки (разрядки) его электрической емкости в рациональном режиме работы со следующими параметрами: малая величина амплитуды импульсов напряжения, равная 200 В; длительность импульсов напряжения 35 мкс; частота повторения импульсов - 600 Гц. При этом установлено, что постоянная времени зарядки электрической емкости активатора составляет 150 нс.



Для обеспечения однородности обработки семян электрическим полем и достаточно высокой производительностью активатора проведен анализ физических параметров и электрических характеристик слоя семян, а также обоснование технологического процесса перемещения слоя семян в активаторе и соответствующих ему особенностей конструкции активатора. Показано, что угол наклона плоского корпуса активатора к горизонтальной поверхности составляет 210, а коэффициент сопротивления активатора f c 0,39.

Для исключения разрушения (дробления) семян в процессе их перемещения и обеспечения плотного заполнения семенами объема скорость выхода семян из активатора контролируется выходным (тормозящим) валиком с регулируемой скоростью углового вращения.

3. ПРОГРАММА, МЕТОДИКА И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Для определения влияния импульсного электрического поля на посевные качества семян лука нами использовалась установка, изготовленная на ЗАО «НПО ФИД – Техника», г. Санкт – Петербург (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 – Установка предпосевной обработки семян импульсным электрическим полем: 1 – генератор высоковольтного импульсного напряжения;

Диапазон изменения высоковольтного импульсного напряжения генератора 1 (315)·103 В, частота следования импульсов от 21 Гц до 300 Гц, длительность импульсов –, длительности их фронта и среза – фр, среза, составили: =5,4·10-9 с;

фр=2,0·10-9 с; среза=2,9·10-9 с. В качестве электрической нагрузки генератора применен плоский волновод с высокоомной нагрузкой на его конце 2 (рисунок 3.1), имеющий следующие геометрические размеры: длина – 0,63 м, ширина – 0,115 м, толщина воздушного зазора – 0,03 м. При указанных размерах волновод с высокоомной нагрузкой на его конце приближенно представляет собой плоский электрический конденсатор с воздушным диэлектриком. Напряженности электрического поля отдельных гармоник в нем в рабочем диапазоне частот составляют: (0,2–2,4) В/м, т.е. достаточно малы. Обрабатываемые семена сельскохозяйственных культур помещаются между обкладками «волновода – конденсатора» [47, 110].

Для сокращения времени обработки семян сельскохозяйственных культур разработана установка «СПЕКТР-1» с длительностью следования импульсов от до 50 мкс, частотой следования импульсов до 1000 Гц, состоящая из линии обработки семян и аппаратуры электропитания. Общий вид установки представлен на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 – Общий вид установки для предпосевной обработки семян импульсным электрическим полем «СПЕКТР-1»

Линия обработки семян (рисунок 3.2) состоит из рамы 1, на которой находится воронка 2 для засыпания семян в один слой; транспортера 3, выполненного из токопроводящего материала, приводимого в движение с помощью редуктора, соединенного с электродвигателем, находящимся под одним потенциалом; плоского электрода 4, расположенного над транспортером, с регулируемым зазором 10…30 мм, являющимся другим потенциалом установки 5; чистиков 6, с помощью которых транспортер очищается от пыли и других мелкодисперсных фракций, находящихся в посевном материале.

Для изучения электрических характеристик семенного слоя в качестве измерительного датчика емкости была использована конструкция в виде плоского конденсатора с регулируемым зазором. Для исследования использованы кондиционные семена с нормативной влажностью. Для визуального контроля заполнения датчика семенами боковые стенки выполнены прозрачными. Размеры датчика 0,2х0,4 м, зазор - до 0,05 м (рисунок 3.3).

Рисунок 3.3 – Рабочий макет установки «УПОС-1»

Измерение активного сопротивления проводились мегаомметром ЭС0202/1Ги ЭС0202/2-Г на напряжениях 100-2500 В с целью оценки фактических величин, соответствующих рабочим напряженностям при обработке. В процессе исследования контролировалась температура среды и материала.

Оценка удельного сопротивления выполнялась измерением активного сопротивления с последующим расчетом проводимости.

Для исследования и оценки величины пробивного напряжения слоя семян использовался потенциальный электрод диаметром 0,07 м с закругленными краями. При испытаниях использовались установки для проверки изоляции на пробой переменным напряжением промышленной частоты 50 Гц. Фиксировалось действующее напряжение пробоя.

Все измерения выполнены поверенными приборами.

Так же для исследования электрических характеристик слоя семян нами использовались следующие приборы:

1. Измерители иммитанса цифровые:

LCR-819 (частотный диапазон измерителя 12 Гц 100 кГц);

МТ 4080А (частотный диапазон измерителя 100 Гц 100 кГц).

2. Ваттметр цифровой универсальный GPM-8212.

3. Мультиметр цифровой АРРА-205.

4. Осциллографы:

цифровой запоминающий TPS2000;

осциллограф GOS-622G.

7. Высоковольтный делитель напряжения.

8. Пробники для осциллографов TESTEC TT-HVP 15HF.

8. Штангенциркуль (точность 0.05 мм).

9. Влагомер зерна РМ-410 ("Kett", Япония).

10. Термометр.

11. Формирователь электрических импульсов.

3.2. Программа и методика экспериментальных исследований Результаты проведенных теоретических исследований доказали возможность применения импульсного электрического поля низкого напряжения для предпосевной обработки семян.

Отсутствие рекомендаций по работе на макете рабочей установки для предпосевной обработки семян ИЭП с низковольтным активатором в цепи переменного тока и необходимость использования рациональных режимов с целью улучшения посевных качеств семян сельскохозяйственных культур, поставили следующие цели предварительных научных исследований:

определение зависимости диэлектрической проницаемости от высоты слоя семян лука;

определение влияния неоднородности толщины воздушной прослойки на изменение напряженности электрического поля в слое семян;



Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 14 |
 


Похожие материалы:

« ВАЛЕЕВ РУСЛАН АЛЬФРЕДОВИЧ ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБЛУЧЕНИЯ МЕРИСТЕМНЫХ РАСТЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВЕТОДИОДНЫХ УСТАНОВОК Специальность 05.20.02 – электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель: 1 Доктор технических наук, профессор Кондратьева Н.П. Ижевск 2014 2 Оглавление ВВЕДЕНИЕ 1.АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИИ ВЫРАЩИВАНИЯ МЕРИСТЕМНЫХ РАСТЕНИЙ И ИСТОЧНИКОВ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ...»

« Нигматулин Ильдар Дагиевич ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ТРАКТОРОВ, ОСНАЩЕННЫХ ГАЗОБАЛЛОННЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ Специальность 05.20.03 – Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук. Научный руководитель: доктор технических наук, доцент Володин В.В. Саратов – 2014 2 Содержание СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 1 1.1 Системы ...»

« Кожевников Юрий Александрович РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ УСТАНОВКИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИТНОГО КОТЕЛЬНОГО БИОТОПЛИВА ИЗ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМ И НЕФТЕХОЗЯЙСТВ 05.20.01 – технологии и средства механизации сельского хозяйства Диссертация на соискание степени кандидата технических наук научный руководитель: д.т.н., профессор, академик РАСХН, заслуженный деятель науки РФ Стребков Д.С. Москва – 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ Введение ………………………………………………………………………………………. 6 Актуальность ...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.