Расчет траекторий частиц в пневмосепарирующем канале различными методами

Приведено сравнение траекторий частиц в пневмосепарирующем канале (ПСК) фракционного сепаратора семян СП-2Ф и его отводе, рассчитанных методом компьютерного моделирования и двумя экспериментальнотеоретическими методами. Последние основаны на учете реального поля скоростей воздушного потока. В одном варианте поле скоростей измеряли в режиме без зерновой нагрузки, во втором  при номинальной зерновой нагрузке. Исследования проводили в разделенном на две части перегородкой вертикальном ПСК с опорной сеткой. В варианте с теоретическим полем скоростей траектории легких и зерновых примесей в I части ПСК смещены ближе к наружной стенке. Во II части канала частицы со скоростью витания 8,0...10,0 м/с выносятся вверх, а со скоростью витания 11,0 м/с падают вниз в очищенный материал. С экспериментальным полем скоростей без зерновой нагрузки частицы со скоростью витания 7,0...10,0 м/с поднимаются вверх во второй части ПСК. В варианте с зерновой нагрузкой частицы со скоростью витания 7,0...9,0 м/с поднимаются вверх и рикошетят о внутреннюю стенку ПСК и стенку отвода, а частицы со скоростью витания более 10,0 м/с падают вниз в очищенный материал. В варианте эксперимента с зерновой нагрузкой скорость частиц со скоростью витания 5,0...9,0 м/с при выходе из отвода ПСК в сравнении с другими вариантами более выровненная  2,3...2,7 м/с, а вектор скорости большинства частиц направлен под меньшим углом к горизонту: от 4 вверх до 17 вниз от горизонтали. Наиболее точным является расчет траекторий частиц с использованием поля скоростей в ПСК при номинальной зерновой нагрузке. Результаты исследования могут быть использованы при теоретическом обосновании конструктивных параметров пневмосистем зерноочистительных машин.

пневмосепаратор, теоретический и экспериментально-теоретические методы расчета траекторий частиц, скорость витания

1. Бутовченко А. В., Дорошенко А. А., Савченко А. А., Шубин А. И. Использование программного комплекса "FLOWVISION" для определения характеристик воздушного потока в пневмоканале. Состояние и перспективы развития сельскохозяйственного машиностроения: материалы 7-ой Междунар. науч.-практ. конф. в рамках 17-ой Междунар. агропромышленной выставки "Интерагромаш-2014", 25-27 февр. Ростов н/Д, 2014. С. 52-54.

2. Мударисов С. Г., Бадретдинов И. Д. Оптимизация параметров пневматической системы зерноочистительной машины. Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2011;(1):6-7.

3. Алямовский А. А. Solid Works 2007/2008. Компьютерное моделирование в инженерной практике. СПб.: БХВ – Петербург, 2008. 1040 с.

4. Алямовский А. А. Инженерные расчёты в Solid Works Simulation. М.: ДМК Пресс, 2010. 464 с. Режим доступа: https://www.pdfdrive.com/Инженерные-расчеты-в-solidworks-simulation-e156966405.html

5. Бурков А.И., Алешкин А.В., Глушков А.Л., Лазыкин В.А. Способ определения траектории движения частицы зернового материала в пневмосепарирующем канале: пат. № 2669053 Российская Федерация. №2017116028: заяв. 04.05.2017; опубл. 08.10.2018. Бюл. №28. 2с. Режим доступа: https://www1.fips.ru/ofpstorage/Doc/IZPM/RUNWC1/000/000/002/669/053/%D0%98%D0%97-02669053-00001/document.pdf

6. Бурков А. И., Глушков А. Л., Лазыкин В. А. Усовершенствованный экспериментально-теоретический метод расчёта траектории частиц в пневмосепарирующем канале. Аграрная наука Евро-СевероВостока. 2018;(3):87-92. DOI: https://doi.org/10.30766/2072-9081.2018.64.3.87-92

7. Бурков А. И., Лазыкин В. А. Фракционный пневматический сепаратор семян СП-2Ф. Сельский механизатор. 2016;(3):4-5.

8. Ревякин Е. Л., Антышев Н. М. Технологические требования к новым техническим средствам в растениеводстве. М.: Росинформагротех, 2008. 60 с. Режим доступа: https://id.b-ok.cc/book/3243361/c765c9

9. Krzysztof J. Wołosz, Jacek Wernik. Pneumatic pulsator design as an example of numerical simulations in engineering applications. Central European Journal of Engineering. 2012;2(1):76-82. DOI: https://doi.org/10.2478/s13531- 011-0050-5

10. Zhukovetskaya S. Air flowing spatial modeling and simulation with Solidworks CAD. Zeszyty Naukowe Wydziału Elektroniki i Informatyki. 2018;13:79–87. URL: http://yadda.icm.edu.pl/yadda/element/bwmeta1.element.baztech-0e92a018-6f21-48cf-ae47-cf138a92f844

11. Jiang H, Lu L, Sun K. Computational fluid dynamics (CFD) modeling of particle deposition in a twodimensional turbulent channel air flow: study of influence factors: Indoor Built Environ 2012;21(2):264-272. DOI: https://doi.org/10.1177/1420326X11414939

12. Поршнев С. В., Беленкова И. В. Численные методы на базе Mathcad. СПб.: БХВ-Петербург, 2012. 456 c. Режим доступа: https://avidreaders.ru/book/chislennye-metody-na-baze-mathcad-cd.html

13. Солодов А. П. Mathcad. Дифференциальные модели. М.: МЭИ, 2002. 239 с. Режим доступа: http://en.bookfi.net/book/719446