Grain Drying: Theory and Practice

108 Pages·1998·1.78 MB·English

by  Stanislaw Pabis, Digvir S. Jayas, Stefan Cenkowski

ОБОСНОВАНИЕ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
ПРОЦЕССА КОНТАКТНОЙ СУШКИ ЗЕРНА

Агеев Петр Сергеевич, кандидат технических наук, старший
преподаватель кафедры «Агротехнологии, машины и безопасность
жизнедеятельности»
Долгов Владимир Иванович, инженер
Курдюмов Владимир Иванович, доктор технических наук,
профессор, заведующий кафедрой «Агротехнологии, машины и безопасность
жизнедеятельности»
Павлушин Андрей Александрович, доктор технических наук,
профессор кафедры «Агротехнологии, машины и безопасность
жизнедеятельности»
ФГБОУ ВО Ульяновский ГАУ
432017, г. Ульяновск, бульвар Новый Венец, дом 1; тел.: [phone]; e-
mail: [email protected]

Ключевые слова: тепловой баланс, контактный теплообмен,
режимные параметры, температура греющей поверхности, влагообмен.
Целью проводимых исследований является выявление факторов,
непосредственно оказывающих влияние на теплофизические
характеристики разрабатываемых средств механизации для контактной
сушки зерна. При системном анализе указанная цель достигается широким
использованием моделирования, что дает возможность обосновать не
только параметры оптимального режима процесса, но и выбрать наиболее
целесообразный способ управления процессом сушки в производственных
условиях. Условия передачи теплоты от греющей поверхности к зерну
зависят от теплоты, отдаваемой греющей поверхностью сушильной
камеры Вт; коэффициента теплопередачи Вт/(м2·ºС), температуры
греющей поверхности и зерна на выходе из сушильной камеры °С; площадь
греющей поверхности, м2. Кроме того, при контактной теплопередаче
задача нагрева зерна является одномерной (t = f(z, )), где z – расстояние
з2
от зерна до греющей поверхности, м;  - время с момента начала сушки, с.
Выявлено, что допустимая температура нагрева поверхности сушильной
камеры, выполненной в виде цилиндра, с винтовым транспортирующим
рабочим органом не должна превышать 61 С для обеспечения
температуры зерна на выходе из камеры 39 С. При использовании в
сушильной камере ленточного транспортера и ее исполнения в форме
прямоугольного параллелепипеда допустимая температура нагрева
поверхности камеры составляет 69 С. При выполнении сушильной камеры в
виде заключенной в короб ступенчатой поверхности с вибропобуждением
движения зерна температуру нагрева этой поверхности без ущерба для
качества высушенного зерна можно повысить до 129 С. Это также
позволяет увеличить пропускную способность установки по сравнению с
первым вариантом исполнения сушильной камеры вдвое: с 0,2 т/ч до 0,4 т/ч.
Библиографический список
1. Пахомов, В. И. Оптимизация тепловой обработки фуражного зерна
СВЧ-энергией / В. И. Пахомов, В. Д. Каун // Механизация и электрификация
сельского хозяйства. – 2000. - № 9. – С. 8-11.
2. Vargas, W. L. Heat conduction in granular materials / W. L. Vargas, J. J.
McCarthy // AIChE Journal. – 2011. – 47. - Р. 1052-1059.
3. Yadollahinia, A. R. Design and fabrication of experi-mental dryer for
studying agricultural products / A. R. Yadollahinia, M. Omid, S. Rafie // Int. J.
Agri. Biol. - 2010. – 10. - Р. 61-65.
4. Converse, H. H. Transient heat transfer within stored in a cylindrical bin
/ H. H. Converse // Amer. Soc. Agr. Engrs. - 2016. - № 855. - P. 254-256.
5. Технология послеуборочной обработки, хранения и
предреализационной подготовки продукции растениеводства / В. И.
Манжесов, И. А. Попов, И. В. Максимов [и др.]; под общей редакцией В. И.
Манжесова. - Санкт-Петербург : Лань, 2020. - 624 с. - ISBN 978-5-8114-5282-
8.
6. Курдюмов, В. И. Теоретические аспекты распределения теплоты в
установке контактного типа при сушке зерна / В. И. Курдюмов, А. А.
Павлушин, С. А. Сутягин // Инновации в сельском хозяйстве. - 2015. – №
2(12). - С.159-161.
7. Kwanchai, C. Performance and energy consumption of an impinging
stream dryer for high-moisture particulate materials / C. Kwanchai, D. Sakamon,
S. Somchart // Drying Technology. – 2010. – 28:1. - Р. 20-29.
8. Савченко, С. В. Развитие научных основ и практических методов
повышения эффективности технологии зерносушения: спец. 05.18.01
технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур,
крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства :
диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук /
Савченко Светлана Вениаминовна; Московский государственный
университет пищевых производств (МГУПП). - Москва, 2009. – 387 с.
9. Повышение эффективности послеуборочной обработки зерна / В. И.
Курдюмов, Г. В. Карпенко, А. А. Павлушин, С. А. Сутягин // Доклады
Российской академии сельскохозяйственных наук. - 2011. – № 6. - С. 56-58.
10. Pabis, Stanisław. Grain drying: theory and practice / Stanisław Pabis,
Digvir S. Jayas, Stefan Cenkowski. - New York: John Wiley, 2018. - 303 p. -
ISBN: 0471573876.
11. Николаев, В. А. Очистка зерна от примесей и его предварительная
сушка: монография / В. А. Николаев. – Ярославль: Ярославская ГСХА, 2017.
- 212 с. - ISBN 978-5-98914-180-7.
12. Малин, Н. И. Энергосберегающая сушка зерна : учебное пособие /
Н. И. Малин. - Москва : КолосС, 2004. – 240 с. – ISBN 5-9532-0100-1.
13. Лыков, А. В. Теория теплопроводности / А. В. Лыков. – Москва :
Высшая школа, 1967. – 599 с.
14. Патент № 2323580 Российская Федерация, МПК F26B 11.
Устройство для сушки зерна : № 2006109961/13: заявл. 28.03.061: опубл.
10.05.08 / Курдюмов В. И., Карпенко Г. В., Павлушин А. А.;
патентообладатель ФГОУ ВО Ульяновская ГСХА им. П.А. Столыпина. – 5 с.
15. Патент № 2436630 Российская Федерация, МПК B02B 1/00.
Устройство для сушки зерна : № 2010122224: заявл. 31.05.10: опубл. 20.12.11
/ Курдюмов В. И., Павлушин А. А., Сутягин С. А.; патентообладатель ФГОУ
ВО Ульяновская ГСХА им. П.А. Столыпина. – 5 с.
16. Мойзес, Б. Б. Статистические методы контроля качества и
обработка экспериментальных данных / Б. Б. Мойзес, И. В. Плотникова, Л. А.
Редько. – Томск: ТПУ, 2016. - 119 с. - ISBN 978-5-4387-0700-4.
17. Адлер, Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных
условий / Ю. П. Адлер, Е. В. Маркова, Ю. В. Грановский. – Москва: Наука,
1976. – 279 с.
18. Мельников, С. В. Планирование эксперимента в исследованиях
сельскохозяйственных процессов / С. В. Мельников, В. Р. Алёшкин, П. М.
Рощин. – Ленинград: Колос, Ленинградское отделение, 1980. – 168 с.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА
УБОРКИ КОРНЕПЛОДОВ И КАРТОФЕЛЯ СЕПАРИРУЮЩЕЙ
СИСТЕМОЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩЕЙ ТЕПЛОТУ ОТРАБОТАВШИХ
ГАЗОВ
Дорохов Алексей Семенович, доктор технических наук, член-
корреспондент РАН
Аксенов Александр Геннадьевич, доктор технических наук, ведущий
научный сотрудник отдела «Машинные технологии в овощеводстве»
Сибирёв Алексей Викторович, доктор технических наук, старший
научный сотрудник «Машинные технологии в овощеводстве»
ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»
109428, РФ, г. Москва, 1-й Институтский проезд, дом 5
Тел. [phone]
E – mail: [email protected]
Ключевые слова: теоретические исследования, корнеплоды,
картофель, отработавшие газы, система сепарации, конструктивные
параметры
Совершенствование технологий и создание соответствующих
технических средств возделывания всех видов сельскохозяйственной
продукции является одним из энергонасыщенных сегментов производства.
Кроме того, ввиду различия биологических особенностей
сельскохозяйственных растений энергетические затраты на уборку культур
с поверхностным и подземным плодоношением, основными
представителями которых являются в большинстве своем овощные и
некоторые виды технических культур, превалируют в пользу последних. Для
повышения показателей качества уборки корнеплодов сахарной свеклы в
условиях повышенной влажности предлагается использовать в конструкции
комбайна сепарирующую систему, обеспечивающую энергетическую
эффективность работы при возможности одновременного выполнения
операций подкапывания, сепарации корнеплодов от почвенных и
растительных примесей с одновременным обдуванием сепарирующей
поверхности горячими выхлопными газами силовой установки уборочной
машины. Целью исследования является теоретическое обоснование
технологических и режимных параметров сепарирующей системы
уборочных машин, использующих теплоту отработавших газов для
повышения качества уборки корнеплодов и картофеля в условиях
повышенной влажности почвы. В качестве объекта исследований принят
технологический процесс, осуществляемый сепарирующей системой
уборочного комбайна, которая представлена очистительной звездой с
установленными дефлекторами обдува рабочей поверхности сепаратора
отработавшими газами силовой установки. Представлены закономерности,
позволяющие определить конструктивные и технологические параметры
предлагаемой сепарирующей системы. Результаты проведенных
теоретических исследований свидетельствуют о перспективности
дальнейших экспериментальных работ по совершенствованию отдельных
элементов конструкции предлагаемой сепарирующей системы.
Библиографический список
1. Теоретические предпосылки повышения сепарирующей системы
машины для уборки корнеплодов тепловой энергией системы
отработавших газов / А. С. Дорохов, А. Г. Аксенов, А. В. Сибирёв, М.
А. Мосяков, Н. В. Сазонов // Вестник Казанского ГАУ. – 2021. – № 1
(61). – С. 71 – 77.
2. Колпаков, В. Е. Разработка методов и средств теплового контроля
мощностных показателей мобильного сельскохозяйственного агрегата : спец.
05.20.01 : диссертация на соискание ученой степени доктора технических
наук / Колпаков Валерий Евгеньевич; Пензенский государственный аграрный
университет. – Пенза, 2017. – 338 с.
3. Haverkort, A. J. Potato in progress (science meets practice) / A. J.
Haverkort, P. C. Struik. - Edited by: The Netherlands. Wageningen Academic
Pablishers, 2005. - 366 p.
4. Mayer, V. Measurement of potato tubers resistance against
mechanical loading / V. Mayer, D. Vejchar, L. Pastorková // Research in
Agricultural Engineering. - 2017. - Vol. 1. - Р. 22 – 31.
5. Development of Potato Harvesting Model / Aniket U. Dongre, Rahul
Battase, Sarthak Dudhale, Vipul R. Patil, Deepak Chavan // International Research
Journal of Engineering and Technology (IRJET). - 2017. - Vol. 4. - Р. 1567 –
1570.
6. Farhadi, R. Design and construction of rotary potato grader / R.
Farhadi, N. Sakenian, P. Azizi // Bulgarian Journal of Agricultural Science. - 2012.
- Vol. 2. - Р. 304 – 314.
7. Костенко, М. Ю. Вероятностная оценка сепарирующей
способности элеватора картофелеуборочной машины / М. Ю. Костенко, Н. А.
Костенко // Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 2009. - №
12. – С. 4.
8. Патент № 2754037 Российская Федерация, МПК А01 D33/08.
Сепарирующая система с тепловой энергией очистки : № 2021101220 : заявл.
21.01.2021 : опубл. 25.08.2021/ Дорохов А. С., Сибирёв А. В., Аксенов А. Г.,
Мосяков М. А., Сазонов Н. В. – Бюл. № 24.
9. Краснощеков, Н. В. Агроинженерная стратегия: от механизации
сельского хозяйства к его интеллектуализации / Н. В. Краснощеков //
Тракторы и сельхозмашины. - 2010. - № 8. - С. 5–7.
10. Камалетдинов, Р. Р. Объектно-ориентированное имитационное
моделирование в среде теории информации (информационное
моделирование) / Р. Р. Камалетдинов // Известия Международной академии
аграрного образования. – 2012. – Т. 1, № 14. – С. 186 – 194.
11. Янгазов, Р. У. Повышение качества очистки корнеплодов
сахарной свеклы разработкой и обоснованием конструктивных и режимных
параметров транспортирующе-очистительного устройства комбайна : спец.
05.20.01 : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических
наук / Янгазов Рамиль Усманович; Пензенская ГСХА. – Пенза, 2011. – 139 с.
12. Hevko, R.B.. Development of design and investigation of operation
processes of small-sclale root crop and potato harvesters / R.B. Hevko, I.G.
Tkachenk., S.V. Synii // INMATEH-agricultural engineering. – 2016. – Vol. 49. –
№ 2. – PP. 53 – 60.
13. Алдошин, Н.В. Моделирование качества выполнения
механизированных работ / Н.В. Алдошин / Горячкинские чтения: Сборник
докладов 1-й Международной научно-практической конференции. - Москва,
2013. - С. 6-13.
14. Выбор и обоснование параметров экологического состояния
агроэкосистемы для мониторинга технологических процессов возделывания
сельскохозяйственных культур / А.Б. Калинин, В.А. Смелик, И.З.
Теплинский, О.Н. Первухина // Известия Санкт-Петербургского
государственного аграрного университета. - 2015. - № 39. - С. 315 – 319.
15. Subsoiling and surface tillage effects on soil physical properties and
forage oat stand and yield / R.E. Sojka, D.J. Horne, C.W. Ross, C.J. Baker //
Soil and Tillage Research, 1997. - Issue number 40 (3-4). - PР. 25 – 144.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА ПРИ
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ
ДЕТАЛЕЙ ТРЕМЯ ЭЛЕКТРОДАМИ-ИНСТРУМЕНТАМИ

Исаев Юрий Михайлович, доктор технических наук, профессор,
заведующий кафедрой «Математика и физика»
Курдюмов Владимир Иванович, доктор технических наук,
профессор, заведующий кафедрой «Агротехнологии, машины и безопасность
жизнедеятельности»
Яковлев Сергей Александрович, кандидат технических наук, доцент
кафедры «Технология производства и ремонт машин»
ФГБОУ ВО Ульяновский ГАУ
432017, г. Ульяновск, бульвар Новый Венец, 1; тел.: [phone]
E-mail: [email protected]

Ключевые слова: цилиндрическая деталь, электромеханическая
обработка, потенциал, напряжение, электрод-инструмент, сила тока
Дальнейшее повышение производительности и снижение затрат
энергии при электромеханической обработке (ЭМО) деталей машин
возможно на основе разработки и применения трехинструментального
воздействия на обрабатываемые поверхности. Для этого следует
применять силовое оборудование для ЭМО, работающее на линейном
напряжении электрической сети. Учитывая практическую
безынерционность электрического поля, связанную с малой частотой тока в
рабочей цепи ЭМО, на основе уравнения Лапласа решили задачу
распределения электрических потенциалов в цилиндрической детали по
радиусу цилиндра, углу отклонения искомой точки от начального положения
и положения электрода-инструмента по оси цилиндра. Полученные
зависимости были подтверждены практическими экспериментами, что
позволило построить поверхности отклика потенциала при ЭМО
цилиндрической детали в зависимости от текущих значений радиуса и
длины цилиндрической детали, а также угла отклонения в поперечной
плоскости искомой точки от начальной координаты. На основе этого
можно определить особенности тепловыделения в детали при ЭМО тремя
электродами-инструментами. Это позволяет оценить характер
распределения теплоты по объему цилиндрических деталей при ЭМО,
определить параметры требуемого источника тока, выбрать оптимальные
режимы обработки и определить характер изменения температуры в
обрабатываемой детали, в том числе в области ее контакта с электродом-
инструментом.
Библиографический список
1. Аскинази, Б.М. Упрочнение и восстановление деталей
электромеханической обработкой / Б.М. Аскинази - М.: Машиностроение,
1989. - 200 с.
2. Суслов, А.Г. Технологическое обеспечение и повышение
эксплуатационных свойств деталей и их соединений / А.Г. Суслов, В.П.
Федоров, О.А. Горленко и др.; под ред. А.Г. Суслова. – М.: Машиностроение,
2006. – 448 с.
3. Электромеханическое упрочнение металлов и сплавов: монография /
Багмутов В.П., Паршев С.Н., Дудкина Н.Г., Захаров И.Н., Савкин А.Н.,
Денисевич Д.С. – Волгоград: ВолгГТУ, 2016. - 460 с.
4. Федорова, Л.В. Отделочно-упрочняющая электромеханическая
обработка резьбы / Л.В. Федорова. – Ульяновск: ИЦ-Пресса, 2005. – 214 с.
5. Элькин, С.Ю. Восстановление торсионов электромеханической
обработкой / С.Ю. Элькин, Ф.Я. Рудик, В.Ф. Кузнецов // Автомобильная
промышленность. – 2001. – № 3. – С. 18–19.
6. Федоров, С.К. Упрочнение и восстановление деталей машин
электромеханической обработкой / С.К. Федоров, Л.В. Федорова // Тракторы
и сельскохозяйственные машины. – 1998. – № 6. – C. 42–43.
7. Салов, В.Б. Повышение усталостной прочности метрической резьбы
упрочняющим электромеханическим восстановлением / В.Б. Салов, С.К.
Федоров, Л.В. Федорова, В.А. Фрилинг // Вестник Ульяновской
государственной сельскохозяйственной академии. - 2012. – № 2. – C. 106–
111.
8. Morozov, A. The influence of volumetric electromechanical mandreling
on the lead yield from the matrix material on the bronze bearing bushing surface
(Conference Paper) / A. Morozov, G. Fedotov, K. Kundrotas // IOP Conference
Series: Materials Science and Engineering. - Volume 709. - Issue 3. - 2020. - Р. 1 –
5.
9. Yakovlev S.A. Electromechanikal hardening of VT22 titanium alloy in
screw-cutting lathes / S.A. Yakovlev, M.M. Zamaldinov, Y.V. Nuretdinova, A.L.
Mishanin, V.N. Igonin, M.V. Sotnikov, V.V. Khabarova // Russian Engineering
Research. 2018. Т. 38. № 6. - P. 488-490.
10. Федоров, С.К. Электромеханическое восстановление резьбы / С.К.
Федоров. – М.: ИЦ-Пресса, 2007. – C. 120–128.
11. Федорова, Л.В. Электромеханическая обработка и восстановление
деталей дорожно-строительной техники / Л.В. Федорова, В.В. Стрельцов,
Ю.С. Алексеева, С.К. Федоров // Строительные и дорожные машины. – 2008.
– № 8. – С. 32–35.
12. Пат. 2457258. Российская федерация, МПК C 21 D 7/13 (2006.01), C 21
D 1/40 (2006.01), C 21 D 1/06 (2006.01). Способ электромеханической
обработки деталей машин / С.А. Яковлев; заявитель и патентообладатель
ФГОУ ВПО Ульяновская ГСХА. – № 2011127295/02; заявл. 01.07.2011; опубл.
27.07.2012. – Бюл. № 21. – 6 с.
13. Ангерер Э. Техника физического эксперимента / Э. Ангерер - М.:
Физматгиз, 1962. - 452 с.
14. Адлер А.А. Планирование эксперимента при поиске оптимальных
условий / А.А. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. - М.: Наука, 1971. -
284 с.