WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 15 |

Спиридонов анатолий борисович исследование и разработка электрофизической технологии дражирования семян льна-долгунца специальность 05.20.02 – электротехнологии и

-- [ Страница 9 ] --

Рисунок 3.1 – Слой семенного материала при обработке УЗИ-энергией В соответствии с (3.8) уравнение энергии на участке УЗИ-обработки:

Скорость продвижения семян определяется формулой:

где – расход материала, кг/с; 0 – плотность семян, кг/м3; в – плотность воды, кг/м3;

П – порозность «сухого» семени льна.

Удельный расход воды. В первом приближении G1 находим:

Общее решение уравнения (3.12) имеет вид:

где С1, С2– постоянные интегрирования, Уравнение (3.15) должно удовлетворять граничным условиям:

при х= Подставив граничные условия в выражение (3.15) получим:

Для получения постоянных интегрирования С1, С2 уравнения (3.17) и (3.18) сложим и вычтем между собой.

Из уравнения (3.18) вычитаем (3.17), получим:

Складывая (3.18) и (3.17) уравнение, имеем:

Откуда выразим С1, С Полученные аналитические зависимости обработки семенного материала УЗИ позволяют найти параметры ультразвукового генератора (сила звука, площадь излучающей поверхности и частоту колебаний источника).

Рассмотрим уравнение энергии для двух сред, движущихся с различными скоростями, и с внутренним источником тепла [20]:

где оператор Лапласа.

2 Если поделить уравнение на 1 П, то оно упростится где - плотность мощности внутренних источников; П - порозность слоя.

Для полных производных имеем:

средами, движущимися с противотоком, уравнение (3.22) примет вид:

Теплопроводность семян находим по формуле:

где 0 - теплопроводность каркаса семян.

Плотность внутренних источников тепла связана с местом подвода СВЧ-энергии к материалу (рисунок 3.2). Плотность мощности определяем выражением:

где - глубина проникновения СВЧ-энергии в материал; NД - удельная мощность СВЧ-энергии, подводимая к материалу, т.е.

где F0 – площадь поперечного сечения камеры; NСВЧ – мощность СВЧ.

Рисунок 3.2 – Слой семенного материала при обработке СВЧ-энергией В соответствии с (3.28) уравнение энергии на участке СВЧ-обработки:

Скорость продвижения семян определяется формулой:

где – расход материала, кг/с.

Общее решение уравнения (3.30) имеет вид:

где С3, С4 – постоянные интегрирования, Уравнение (3.32) должно удовлетворять граничным условиям:

при х=х при x Подставив граничные условия в выражение (3.32) получим:

Для получения постоянных интегрирования С3, С4 уравнения (3.35) и (3.34) сложим и вычтем между собой.

Из уравнения (3.35) вычитаем (3.14), получим:

Складывая (3.35) и (3.34)уравнение, имеем:

Откуда выразим С3, С4:

На рисунке 3.3 представлено графическое решение уравнения (3.32), что показывает изменение температуры в зоне от Х0 до H1 (межвитковом пространстве).

В результате подвода СВЧ-энергии происходит повышение температуры семенного материала за счет внутренних источников тепла. Подвод энергии ограничен координатой Н1, так как дальнейший обработка приведет к перегреву семян, что вызовет гибель зародыша. Полученные аналитические зависимости обработки семян СВЧ позволяют найти параметры магнетрона.

3.3 Исследование процесса дражирования семян Осаждение частиц дражирующей смеси на поверхности семян можно объяснить теорией адгезионной связи, так как в процессе дражирования происходит склеивание частиц смеси с поверхностью семян, имеющих разные физические и химические происхождения [128].

Адгезия – (лат. adhaesio – прилипание, сцепление, притяжение) – поверхностное явление, которое заключается в возникновении механической прочности при контакте поверхностей двух разных тел (конденсированных фаз).

Причиной адгезии является молекулярное притяжение контактирующих фаз или их химическое взаимодействие. Основными компонентами адгезионного соединения являются, субстрат – твердое тело и адгезив – клеящий агент [7].

Смоченные семена льна-долгунца посыпаются мелкодисперсным биогумусом. Схема дражированного семени льна-долгунца приведена на рисунке 3. Рисунок 3.4 – Схема дражированного семени льна-долгунца: 1 – семя льнадолгунца; 2 – поверхность семени; 3 – полимерная оболочка; 4 – дражирующая Сохруков A.M., используя теоретические разработки Листопада Г.Е., Турбина Б.Г. в свой работе [122, 141], за критерий дисперсности применяет средний диаметр капли dк, который может быть вычислен по известному диаметру следа капли dсл и углу между касательной к сфере капли в точке её сечения обрабатываемой поверхностью и самой поверхностью. В случае дражирующей смеси за средний диаметр капли dк можно принять средний диаметр частицы биогумуса.

Степень покрытия каплями (частицами биогумуса) обрабатываемой поверхности, которая выражается в процентах, можно определить по формуле:

где d k1, d k 2... d ki - диаметр следов капель, мкм; nk1, nk 2...nki - количество капель каждого размера, шт; f 0 - исследуемая площадь, мкм2.

эффективность достигается при меньших степенях площади покрытия, чем при крупнокапельном.

Для характеристики этого явления Губарев и Штеренталь вводят коэффициент эффективного действия капли кэф, который равен отношению общей площади эффективного действия к площади, образованной следом капли.

Площадь, образованную следом капли найдем по формуле:

Тогда площадь эффективного действия равна:

где s – зона эффективного действия (рисунок 3.5).



Для того чтобы семя льна-долгунца встретилось со смоченной частицей биогумуса, ему достаточно попасть в размер dэф.

Рисунок 3.5 – Схема к определению площади следа капли и эффективного Коэффициент эффективного действия капли найдем по формуле:

Из выражения (3.44) следует, что с уменьшением размеров капли (частиц биогумуса) коэффициент эффективного её действия увеличивается.

3.3.1 Кинетика осаждения частиц дражирата на поверхности семян В процессе дражирования в барабанных устройствах применяются два метода гранулирования: окатывание и диспергирование жидкости на поверхность частиц во взвешенном состоянии [136]. Рассмотрим диспергирование жидкости на поверхность семян и осаждение дражирата в едином технологическом процессе.

Пусть, в первом приближении, поверхность семян представляет собой эллипсоид [60] со средним радиусом длиной полуоси а и коротким в (рисунок 3.6) [126].

Рисунок 3.6 – Схема приведения поверхности семян к эллипсоиду Площадь эллипсоида определяется по формуле:

где При равномерном процессе осаждения частиц на поверхность семян ее можно привести к сферической поверхности с радиусом R0 (рисунок 3.7).

Рисунок 3.7 – Схема приведения поверхности семян к сфере Площадь приведенной сферы:

тогда радиус R0 будет равен:

Если предположить, что весь поток частиц вещества осаждается на поверхность приведенной сферы (рисунок 3.8), пренебрегая гидравлическим сопротивлением, то этот процесс описывается по следующему выражению:

где m-масса осаждаемых на сферическую поверхность частиц дражирата, кг; кг время, с; D- коэффициент адгезии, ; с – концентрация частиц текущий радиус сферической поверхности, м.

Здесь произведение Dc представляет собой удельный поток вещества, приходящийся на единицу длины в направлении радиального перемещения.

Рисунок 3.8 – Схема осаждения частиц на поверхность приведенной сферы Проинтегрируем выражение (3.50), при где c1 - произвольная постоянная.

слое биогумуса, 3. Откуда Dс1 Dс, подставим Dс в выражение (3.51).

при R0 ; Dс Dс0 ; где с0 - концентрация частиц вещества на поверхности, м 3. Тогда получим следующее выражение:

или Примем Dc0 k 0 ; Dс k, то из выражения (2.54) получаем:

Пусть в начальный момент времени при 0 ; m 0, тогда c2 0. Таким образом выражение (3.55) примет вид:

Объем осажденных частиц на поверхности семян определяется по следующему выражению:

а масса где - плотность осажденных частиц, 3.

Приравняв выражения (3.56) и (3.58), получаем:

из которого текущий радиус слоя частиц суспензии:

Толщина слоя R0 определяется:

Обозначим выражение получим следующий вид выражений (3.60), (3.61):

На рисунке 3.9 приведена зависимость толщины слоя осажденных частиц от времени.

Рисунок 3.9 – Зависимость толщины слоя от времени Представленный график кинетики процесса осаждения частиц дражирующей смеси (биогумуса) на поверхность семян льна свидетельствуют о том, что процесс осаждения частиц происходит в первую минуту дражирования.

При дальнейшем дражировании процесс осаждения частиц прекращается, идет процесс уплотнения поверхности гранулы.

Рассмотрим анализ сил [28, 61] действующих на частицу, находящуюся в рабочем барабане дражиратора (рисунок.3.10).

Рисунок 3.10 – Схема сил, действующих на частицу находящуюся в рабочем барабане: 1 – поперечный вид барабана; 2 – продольный вид межвиткового Силы уравновешивают друг друга до момента отрыва частицы массой m:

где G'2, G' '2 – проекции составляющей G2 силы тяжести; F ' 'тр, F 'тр – проекции составляющей Fтр силы трения; R1, R2 – реакции винтовой плоскости и рабочего барабана соответственно; – угол, характеризующий положение точки отрыва частицы от поверхности рабочего барабана; – центробежная сила;

G1 – составляющая силы тяжести.

В момент отрыва частицы от поверхности рабочего барабана сила R уравновешивается суммой центробежной силы и проекции силы трения на направление радиуса рабочего барабана:

или где v0 – окружная скорость рабочего барабана в точке А; f тр – коэффициент трения обрабатываемого материала о поверхность рабочего барабан; D – диаметр рабочего барабана; – угол наклона винтовой плоскости, равный:

где S – шаг винтовой линии (плоскости).

Преобразуя уравнение (3.67), получим следующий вид:

Из выражения (3.69) определим скорость вращения барабана:

Из уравнения (3.70) можно установить скорость вращения барабана при оптимальном диаметре рабочего барабана.

квазистационарного случая электрофизической предпосевной обработки семян;

получены аналитические решения задачи, позволяющие определить изменение температурного поля в обрабатываемом материале от различных технологических параметров.

Полученные аналитические зависимости обработки семенного материала УЗИ позволяют найти параметры ультразвукового излучения (время обработки УЗИ – 29…30 мину; удельная мощность УЗИ – 6…8 Вт/кг; частота излучения УЗИ – 110 ±0,05кГц).

Полученные аналитические зависимости обработки семян СВЧ, позволяют найти параметры магнетрона (время обработки СВЧ – 14…15 секунд; удельная 2450 ±0,05МГц; температура семенного материала – 20…40 оС).

Полученные данные параметры электрофизической обработки позволяют рассчитать параметры работы шнека (частота вращения шнека – 4…4,5 об/мин;

скорость продвижения семян по шнеку– 0,4 ±0,1 м/мин; шаг винта шнека 0,1 м).

Расход био-водного раствора – 60 л/т.

Дано математическое описание процесса дражирования семян. Получены аналитические решения задачи кинетики процесса осаждения частиц дражирующей смеси (биогумуса) на поверхность семян льна, позволяющие определить технологические параметры (размеры частиц биогумуса мкм; время дражирования – 3…4 мин; частота вращения барабана – 28…30 об/мин).

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ

ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЛЬНА НА УСТАНОВКЕ



Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 15 |
 

Похожие материалы:

« ВОЛКОВ ВЛАДИМИР СЕРГЕЕВИЧ РАЗРАБОТКА РЕСУРСО- И ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО СПОСОБА МЕХАНОАКТИВАЦИИ ВИТАМИНИЗИРОВАННОЙ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОЙ КОРМОВОЙ ДОБАВКИ Специальность: 05.20.02. – Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель: д.т.н., профессор Беззубцева М.М. Санкт-Петербург 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………………. 4 Глава 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ...»

« Еремочкин Сергей Юрьевич ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МОБИЛЬНЫХ МАШИН В АПК НА ОСНОВЕ ВЕКТОРНО-АЛГОРИТМИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ Специальность 05.20.02 - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Халина Т.М. Барнаул - 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Стр. Введение Глава 1. Обоснование выбора типа электродвигателя и анализ существующих методов ...»

« Хныкина Анна Георгиевна ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ НИЗКОВОЛЬТНОГО АКТИВАТОРА ДЛЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЛУКА Специальность: 05.20.02 – электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель к.т.н., доцент кафедры физики Рубцова Елена Ивановна Ставрополь 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ стр. ВВЕДЕНИЕ 4 АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЙ И УСТРОЙСТВ ДЛЯ 10 1 ПРЕДПОСЕВНОЙ ...»

« 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.