Анализ процесса погружения зерновок в жидкостях с различной удельной массой

В зерновом ворохе, кроме зерна, содержатся примеси, в том числе ядовитые склероции спорыньи. Зерно и склероции спорыньи по линейным размерам и скорости витания имеют схожие характеристики. Полное разделение зерна от спорыньи по данным свойствам за один технологический процесс невыполнимо. Очистка семян от склероций спорыньи, имеющих удельную массу меньшую, чем удельная масса зерна, возможна в растворе соли. Для механизации выделения склероций спорыньи из семян ржи мокрым способом актуальным вопросом является разработка соответствующего устройства. Рассматривается погружение в воде (ρ_ж = 1,0∙10³ кг/м³ ) и водных растворах хлористого натрия (NaCl) с удельной массой ρ_ж = 1,09∙10³ и 1,15∙10³ кг/м³ отдельно взятых зерен ржи при их удельной массе ρ_з = 1,2…1,5∙10³ кг/м³ , длине l_з = 5,0…10,0∙10^-3м, ширине в = 1,4…3,6∙10^-3м и толщине δ = 1,2…3,5∙10^-3м. Теоретические исследования проведены на основе методов математического моделирования с использованием законов гидродинамики, которые подтверждены экспериментальными исследованиями с зернами озимой ржи сорта Фаленская 4 с удельной массой ρ_з = 1,1…1,3∙10³ кг/м³ , длиной l_з = 5,0…8,0∙10^-3м, шириной в = 1,4…3,6∙10^-3м и толщиной δ = 1,2…3,5∙10^-3м. Установлено, что расчетные значения скоростей погружения зерновок цилиндрической и сфероидальной форм в сравнении с экспериментальными значениями в воде (ρ_ж = 1,0∙10³ кг/м³ ) составляют не более 2%, а в водных растворах хлористого натрия (NaCl) удельной массой ρ_ж = 1,09∙10³ и 1,15∙10³ кг/м³ – 7 и 10% соответственно. Данный подход определения скорости погружения зерна в жидкости можно использовать при разработке машины очистки зернового материала по удельной массе мокрым способом для обоснования ее конструктивно-технологических параметров.

1. Вобликов Е. М., Буханцов В. А., Маратов Б. К., Прокопец А. С. Послеуборочная обработка и хранение зерна. Ростов-на-Дону: МарТ, 2001. 229 с. Режим доступа: https://www.twirpx.com/file/623764/

2. Сысуев В. А., Кедрова Л. И., Лаптева Н. К., Уткина Е. И., Вяянянен М., Никулина Т. Н. Энергия ржи для здоровья человека. Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2010. 103 с.

3. Бурков А. И. Разработка и совершенствование пневмоситем зерноочистительных машин. Киров: ФГБНУ «НИИСХ Северо-Востока», 2016. 380 с.

4. Хазиев А. З., Пономарева М. Л. Ущерб от спорыньи на озимой ржи и меры его предупреждения. Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2007;2(2(6)):80-82. Режим доступа: https://repository.kpfu.ru/?p_id=124462

5. Ponomareva M. L., Ponomarev S. N., Mannapova G. S., Gilmullina L.F. Increasing spread of Claviceps Purpurea (fr). tul. and it's effect on the quantity and quality of winter rye. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2016;7(3):1865-1871.

6. Щеклеина Л. М., Шешегова Т. К. Проблема спорыньи злаков (Claviceps purpurea (Fr.) Tul.): история и современность (обзор). Теоретическая и прикладная экология. 2013;(1):5-12. DOI: https://doi.org/10.25750/1995-4301-2013-1-005-012

7. Немкович А. И. Последствия зараженности озимой ржи спорыньей. Защита и карантин растений. 2005;(5):42-43.

8. Шешегова Т. К., Щеклеина Л. М. Зависимость вредоносности спорыньи от биометрических показателей склероциев. Защита и карантин растений. 2017;(11):9-12. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=30578126

9. Gievsky A. M., Orobinsky V. I., Tarasenko A. P., Chernyshov A. V., Kurilov D. O. Substantiation of basic scheme of grain cleaning machine for preparation of agricultural crops seeds. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering electronic resource. 2018;327:042035. DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/327/4/042035

10. Дринча В. М., Борисенко И. Б. Применение и функциональные возможности пневмосортировальных столов. Научно-агрономический журнал. 2008;(2 (83)):33-36. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/-article/v/primenenie-i-funktsionalnye-vozmozhnosti-pnevmosortirovalnyh-stolov

11. Шафоростов В. Д., Припоров И. Е. Качественные показатели работы фотосепаратора по фракционной технологии при разделении семян подсолнечника. Международный научно-исследовательский журнал. 2015;(1-3 (32)):23-25. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=22956665

12. Astanakulov K. D., Karimov Y. Z., Fozilov G. Design of a grain cleaning machine for small farms. AMA, Agricultural Mechanization in Asia, Africa and Latin America. 2011;42(4):37-40.

13. Сысуев В. А., Саитов В. Е., Фарафонов В. Г., Саитов А. В. Статистическая оценка интервала значений удельной массы зерна озимой ржи Фаленская 4 и склероций спорыньи. Успехи современного естествознания. 2017;(10):48-53. Режим доступа: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=36559

14. Sysuev V. A., Saitov V. E., Farafonov V. G., Suvorov A. N., Saitov A. V. Theoretical Background of Calculating of the Parameters of the Device for Grain Cleaning from Ergot Sclerotia. Russian Agricultural Sciences. 2017;43(3): 273-276. DOI: https://doi.org/10.3103/S1068367417030156

15. Саитов В. Е., Фарафонов В. Г., Саитов А. В. Оценка высоты расположения выхода бункера с питателем относительно уровня раствора соли в ванне машины для очистки зернового материала по удельному весу. Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Мосоловские чтения: материалы Международ. науч.-практ. конф. Йошкар-Ола: ФГБОУ ВО «Мар. гос. ун-т», 2016. Вып. XVIII. С. 241-244.

16. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика: гидродинамика. 5-е изд., стереот. М.: Физмат-лит, 2001. Т. 5. С.736.