ЧИСЕЛЬНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ ВІБРАЦІЙНОГО ПЕРЕМІЩЕННЯ ЗЕРНІВКИ ДЕКОЮ З ПУЛЬСУВАЛЬНИМ ПОВІТРЯНИМ СЕРЕДОВИЩЕМ
Ключові слова:
безпровальне решето, зернина, траєкторія, пульсувальне повітряне середовище, післязбиральна обробка
Анотація
Сучасне агропромислове виробництво України потребує нових, більш ефективних машин для очищення зернового вороху та фракціонування зерна. Більшість зерноочисних машин, які пропонуються промисловістю, працює на основі зворотно-поступального руху решітних станів. Проте продуктивність таких машин значно нижча порівняно з тими, де під решітний стан подається повітряний потік, а в нашому випадку – пульсувальний повітряний потік. Водночас точна траєкторія руху зернового матеріалу безпровальним решетом залишається недостатньо вивченою. За частот обертання в межах n = 600 об/хв на початковій стадії руху зернини по решету вона спочатку здійснює синусоїдальний рух, який потім переходить у експоненціальне підвищення. На основі проведених розрахунків установлено, що за низької частоти обертання час перебування зернового матеріалу на решеті скорочується, а за максимальної – збільшується через малу відстань між вершинами синусоїди, що підвищує імовірність рекомбінації зернівок за висотою шару матеріалу на поверхні безпровального решета. Зміна кута нахилу відносно поздовжньої осі решета також сприяє збільшенню пропускної здатності та покращенню якості розподілу зернового матеріалу.
Посилання
1. Моделювання процесу переміщення зернового матеріалу в робочій зоні сепаратора С. П. Степаненко та ін. Scientific bulletin of the Tavria State Agrotechnological University. 2024. Т. 14, № 1. URL: https://doi.org/10.32782/2220-8674-2024-24-1-3
2. Aliiev E., Lupko K., Kobets O. Development of Adaptive Seed-Separation Trier for Small-Seeded Crops.
Bulletin of the Transilvania University of Brasov. Series II: Forestry • Wood Industry • Agricultural Food Engineering. 2023. P. 103–126. URL: https://doi.org/10.31926/but.fwiafe.2023.16.65.1.8
3. Analytical assessment of the pneumatic separation quality in the process of grain multilayer feeding. INMATEH / A. Nesterenko et al. Agricultural Engineering. 2017. No. 53(3). P. 65–70.
4. Design and Experimental Study of a Cleaning Device for Edible Sunflower Harvesting / X. Yang et al. Agriculture. 2024. Vol. 14, no. 8. P. 1344. URL: https://doi.org/10.3390/agriculture14081344
5. Design and initial testing of a maize cob collection system / B. Dolšak et al. International Journal of Agricultural and Biological Engineering. 2024. Vol. 17, no. 3. P. 108–114. URL: https://doi.org/10.25165/j.ijabe.20241703.8218
6. Design and Testing of a Pneumatic Grain Aspirator for Efficient Separation of Impurities / P. Greyvensteyn et al. Proceedings of the 9th World Congress on Mechanical, Chemical, and Material Engineering (MCM’23). 2023. Vol. 141.
7. Design, Fabrication and Performance Evaluation of Wheat Grain Cleaner for Small-Scale Farmers. Humanitarian and Natural Sciences Journal. 2024. URL: https://doi.org/10.53796/hnsj59/2
8. Determination of Hole Blocking Conditions for Perforated Sifting Surfaces S. Kharchenko et al. Advances in Science and Technology Research Journal. 2024. Vol. 18, no. 5. P. 342–360. URL: https://doi.org/10.12913/22998624/190483
9. Identification of the Natural Frequencies of Oscillations of Perforated Vibrosurfaces with Holes of Complex Geometry / S. Kharchenko et al. Materials. 2023. Vol. 16, no. 17. P. 5735. URL: https://doi.org/10.3390/ma16175735
10. Improvement of particle separation performance by new type hydro cyclone / T. Yamamoto et al. Separation and Purification Technology. 2016. Vol. 158. P. 223–229. URL: https://doi.org/10.1016/j.seppur.2015.12.020
11. Mathematical modeling of the process of movement of grain material on the surface of a sieve of a vibrating pneumatic pulse separator / S. Stepanenko et al. Vibrations in engineering and technology. 2023. No. 3(110). P. 22–34. URL: https://doi.org/10.37128/2306-8744-2023-3-3
12. Mathematical model, numerical simulation and optimization of rotating valve feeder in animal feed production / L. Pezo et al. Animal Feed Science and Technology. 2020. P. 114741. URL: https://doi.org/10.1016/ j.anifeedsci.2020.114741
13. Modeling of Aerodynamic Separation of Preliminarily Stratified Grain Mixture in Vertical Pneumatic Separation Duct / S. Kharchenko et al. Applied Sciences. 2021. Vol. 11, no. 10. P. 4383. URL: https://doi.org/10.3390/ app11104383
14. Namdev S., D’souza P., Moses S. Estimation of some physical and mechanical characteristics of Wheat grain at definite moisture content. Poljoprivredna tehnika. 2024. Vol. 49, no. 1. P. 23–32. URL: https://doi.org/10.5937/ poljteh2401023k
15. Performance evaluation of a new cyclone separator – Part II simulation results / W. Xu et al. Separation and Purification Technology. 2016. Vol. 160. P. 112–116. URL: https://doi.org/10.1016/j.seppur.2016.01.012
16. Simulation and experiment of rice cleaning in air-separation device based on DEM-CFD coupling method X. Ma et al. International Journal of Agricultural and Biological Engineering. 2020. Vol. 13, no. 5. P. 226–233. URL: https://doi.org/10.25165/j.ijabe.20201305.5225
17. Simulation and Optimization Experiment: Working Process of a Cleaning Device for Flax Combine Harvester / F. Dai et al. Agriculture. 2023. Vol. 13, no. 11. P. 2123. URL: https://doi.org/10.3390/agriculture13112123
18. Stepanenko S. P., Volyk D. A. Mathematical Modeling and the Results of Experimental Research of the Process of Density-Based Seed Separation Using Vibro-Pneumatic-Impulse Technology. National Interagency Scientific and Technical Collection of Works. Design, Production and Exploitation of Agricultural Machines. 2023. No. 53. P. 138–148. URL: https://doi.org/10.32515/2414-3820.2023.53.138-148
19. Theoretical Aspects of Grain Separation on an Inertial-gravity Separator Sieve / P. Luzan et al. National Interagency Scientific and Technical Collection of Works. Design, Production and Exploitation of Agricultural Machines. 2021. No. 51. P. 95–103. URL: https://doi.org/10.32515/2414-3820.2021.51.95-103
20. Volyk D. A., Popadyuk I. S., Stepanenko S. P. Analysis of constructions of technical means for separating seeds by density. MECHANICS and AUTOMATICS of AGROINDUSTRIAL PRODUCTION. 2023. № 2(116). С. 100–109. URL: https://doi.org/10.37204/2786-7765-2023-2-11
2. Aliiev E., Lupko K., Kobets O. Development of Adaptive Seed-Separation Trier for Small-Seeded Crops.
Bulletin of the Transilvania University of Brasov. Series II: Forestry • Wood Industry • Agricultural Food Engineering. 2023. P. 103–126. URL: https://doi.org/10.31926/but.fwiafe.2023.16.65.1.8
3. Analytical assessment of the pneumatic separation quality in the process of grain multilayer feeding. INMATEH / A. Nesterenko et al. Agricultural Engineering. 2017. No. 53(3). P. 65–70.
4. Design and Experimental Study of a Cleaning Device for Edible Sunflower Harvesting / X. Yang et al. Agriculture. 2024. Vol. 14, no. 8. P. 1344. URL: https://doi.org/10.3390/agriculture14081344
5. Design and initial testing of a maize cob collection system / B. Dolšak et al. International Journal of Agricultural and Biological Engineering. 2024. Vol. 17, no. 3. P. 108–114. URL: https://doi.org/10.25165/j.ijabe.20241703.8218
6. Design and Testing of a Pneumatic Grain Aspirator for Efficient Separation of Impurities / P. Greyvensteyn et al. Proceedings of the 9th World Congress on Mechanical, Chemical, and Material Engineering (MCM’23). 2023. Vol. 141.
7. Design, Fabrication and Performance Evaluation of Wheat Grain Cleaner for Small-Scale Farmers. Humanitarian and Natural Sciences Journal. 2024. URL: https://doi.org/10.53796/hnsj59/2
8. Determination of Hole Blocking Conditions for Perforated Sifting Surfaces S. Kharchenko et al. Advances in Science and Technology Research Journal. 2024. Vol. 18, no. 5. P. 342–360. URL: https://doi.org/10.12913/22998624/190483
9. Identification of the Natural Frequencies of Oscillations of Perforated Vibrosurfaces with Holes of Complex Geometry / S. Kharchenko et al. Materials. 2023. Vol. 16, no. 17. P. 5735. URL: https://doi.org/10.3390/ma16175735
10. Improvement of particle separation performance by new type hydro cyclone / T. Yamamoto et al. Separation and Purification Technology. 2016. Vol. 158. P. 223–229. URL: https://doi.org/10.1016/j.seppur.2015.12.020
11. Mathematical modeling of the process of movement of grain material on the surface of a sieve of a vibrating pneumatic pulse separator / S. Stepanenko et al. Vibrations in engineering and technology. 2023. No. 3(110). P. 22–34. URL: https://doi.org/10.37128/2306-8744-2023-3-3
12. Mathematical model, numerical simulation and optimization of rotating valve feeder in animal feed production / L. Pezo et al. Animal Feed Science and Technology. 2020. P. 114741. URL: https://doi.org/10.1016/ j.anifeedsci.2020.114741
13. Modeling of Aerodynamic Separation of Preliminarily Stratified Grain Mixture in Vertical Pneumatic Separation Duct / S. Kharchenko et al. Applied Sciences. 2021. Vol. 11, no. 10. P. 4383. URL: https://doi.org/10.3390/ app11104383
14. Namdev S., D’souza P., Moses S. Estimation of some physical and mechanical characteristics of Wheat grain at definite moisture content. Poljoprivredna tehnika. 2024. Vol. 49, no. 1. P. 23–32. URL: https://doi.org/10.5937/ poljteh2401023k
15. Performance evaluation of a new cyclone separator – Part II simulation results / W. Xu et al. Separation and Purification Technology. 2016. Vol. 160. P. 112–116. URL: https://doi.org/10.1016/j.seppur.2016.01.012
16. Simulation and experiment of rice cleaning in air-separation device based on DEM-CFD coupling method X. Ma et al. International Journal of Agricultural and Biological Engineering. 2020. Vol. 13, no. 5. P. 226–233. URL: https://doi.org/10.25165/j.ijabe.20201305.5225
17. Simulation and Optimization Experiment: Working Process of a Cleaning Device for Flax Combine Harvester / F. Dai et al. Agriculture. 2023. Vol. 13, no. 11. P. 2123. URL: https://doi.org/10.3390/agriculture13112123
18. Stepanenko S. P., Volyk D. A. Mathematical Modeling and the Results of Experimental Research of the Process of Density-Based Seed Separation Using Vibro-Pneumatic-Impulse Technology. National Interagency Scientific and Technical Collection of Works. Design, Production and Exploitation of Agricultural Machines. 2023. No. 53. P. 138–148. URL: https://doi.org/10.32515/2414-3820.2023.53.138-148
19. Theoretical Aspects of Grain Separation on an Inertial-gravity Separator Sieve / P. Luzan et al. National Interagency Scientific and Technical Collection of Works. Design, Production and Exploitation of Agricultural Machines. 2021. No. 51. P. 95–103. URL: https://doi.org/10.32515/2414-3820.2021.51.95-103
20. Volyk D. A., Popadyuk I. S., Stepanenko S. P. Analysis of constructions of technical means for separating seeds by density. MECHANICS and AUTOMATICS of AGROINDUSTRIAL PRODUCTION. 2023. № 2(116). С. 100–109. URL: https://doi.org/10.37204/2786-7765-2023-2-11
Опубліковано
2025-03-26
Як цитувати
Степаненко, С. П., Котов, Б. І., Волик, Д. А., & Мельник, В. А. (2025). ЧИСЕЛЬНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ ВІБРАЦІЙНОГО ПЕРЕМІЩЕННЯ ЗЕРНІВКИ ДЕКОЮ З ПУЛЬСУВАЛЬНИМ ПОВІТРЯНИМ СЕРЕДОВИЩЕМ. Праці Таврійського державного агротехнологічного університету імені Дмитра Моторного, 25(1), 54-63. https://doi.org/10.32782/2078-0877-2025-25-1-7
Розділ
Галузеве машинобудування
