Алгоритм расчета параметров процесса сепарации зерна в гравитационном сепараторе

   В производстве комбикормов для эффективной предварительной очистки зерна нужен компактный сепаратор, отличающийся простотой конструкции и минимальными затратами энергии. Такими характеристиками обладают гравитационные сепараторы. С целью определения оптимальных по эффективности сепарации геометрических параметров щелевого отверстия сепарирующего органа разработали алгоритм расчета процесса сепарации зерна в гравитационном сепараторе на основе системного подхода и математического моделирования. Пришли к выводу о том, что необходимым условием для выделения частицы цилиндрической формы в щелевое отверстие гравитационного сепаратора является превышение критической скорости частиц относительно скорости их схода с предыдущей поверхности сепаратора. Разработали блок-схему и алгоритм расчета параметров процесса сепарации зерна сквозь щелевые отверстия гравитационного сепаратора, моделирующую движение частицы. При заданных условиях разделения и размера частиц представленный алгоритм позволяет определить критическую скорость частицы и проверить выполнение условий ее выделения с учетом случайных воздействий. Провели апробацию алгоритма при варьировании ширины щелевого отверстия и высоты между противоположными кромками разгонных поверхностей. Результаты показали, что отклонение интенсивности выделения и теоретических значений варьируемых параметров гравитационного сепаратора от экспериментальных данных не превышает 9 %, что свидетельствует об адекватности моделирования. Применение алгоритма позволяет с достаточной точностью и минимальными затратами проводить полнофакторный эксперимент по определению влияния параметров сепарируемой массы и конструктивно-технологических параметров гравитационного сепаратора на эффективность сепарации.

1. Смышляев А.А., Мерчалов С.В., Оробинский В.И. и др. Совершенствование конструкции сепаратора для промежуточного разделения измельченного зерна в комбикормовом производстве // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2022. № 1 (207). С. 113-120. doi: 10.53083/1996-4277-2022-207-1-113-120

2. Петров А.А., Шахов В.А., Наумов Д.В. и др. Повышение производительности дробилки зерна за счет улучшения сепарации // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 3 (89). С. 159-162. doi: 10.37670/2073-0853-2021-89-3-159-162 EDN: BAFJOJ

3. Морозов Н.М., Кирсанов В.В. Направления развития технического прогресса в механизации и автоматизации животноводства // Научно-информационное обеспечение инновационного развития АПК : Материалы XV Международной научно-практической конференции. М.: Росинформагротех, 2023. С. 29-54. EDN: GPMYKH

4. Клевцова Т.А., Гвоздев А.В. Разработка устройства для предварительной сепарации зерна в дробилке прямого удара // Инновационные направления интеграции науки, образования и производства : Сборник материалов V Международной научно-практической конференции. Керчь: КГМТУ, 2024. С. 10-16. EDN: QZMNVM

5. Васильев А.М., Мачихин С.А., Стрелюхина А.Н., Рындин А.А. Повышение эффективности процессов сепарирования зерновых смесей на рифленой поверхности // Хранение и переработка сельхозсырья. 2018. № 3. С. 98-105. EDN: YVSGYP

6. Фоминых А.В., Мекшун Ю.Н., Лопарев Д.В., Кошкова Н.А. Теоретические исследования движения зерна по решету, совершающему колебания в своей плоскости // Вестник Курганской ГСХА. 2019. № 3 (31). С. 72-74. EDN: HIBFWZ

7. Попов И.П., Чумаков В.Г., Родионов С.С. и др. Оптимизация мощности решетных зерноочистительных машин // Достижения науки и техники АПК. 2017. Т. 31, № 5. С. 53-56. EDN: ZCPUTN

8. Невзоров В.Н., Кох Д.А., Кох Ж.А. и др. Технология сепарации зерна на вибрационной машине // Вестник Красноярского ГАУ. 2018. № 5. С. 198-202. EDN: YQNUXJ

9. Шацкий В.П., Оробинский В.И., Попов А.Е. Моделирование движения зернового потока в гравитационном сепараторе // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2015. № 4. С. 72-79. EDN: VAUAML

10. Гвоздев А.В., Клевцова Т.А., Мирошниченко Я.А. Совершенствование процесса гравитационной сепарации зерна // Научно-информационное обеспечение инновационного развития АПК : Материалы XV Международной научно-практической конференции. М.: Росинформагротех, 2023. С. 117-124. EDN: FMQDMB

11. Гвоздев А.В., Клевцова Т.А., Мирошниченко Я.А. Обоснование процесса гравитационной сепарации зерна методом моделирования // Вестник аграрной науки Дона. 2023. Т. 16, № 4. С. 32-40. doi: 10.55618/20756704_2023_16_4_32-40 EDN: ZDMCNU

12. Шпиганович Т.О. Математичне моделювання сепарації зерна через щілинні отвори між розгінними ділянками розподільного конуса // Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. 2011. Вип. 11. Т. 1. С. 256-267. EDN: TCVWDH

13. Шпиганович Т.О., Болтянський Б.В. Номограмний метод аналізу результатів багатофакторного експерименту // Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. 2013. Вип. 13. Т. 3. С. 86-91. EDN: SJBAPL