МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ ПЕРЕМІЩЕННЯ ЗЕРНОВОГО МАТЕРІАЛУ В РОБОЧІЙ ЗОНІ СЕПАРАТОРА

С. П. Степаненко; Б. І. Котов; В. А. Мельник; Д. А. Волик

doi:10.32782/2220-8674-2024-24-1-3

С. П. Степаненко Інститут механіки та автоматики агропромислового виробництва Національної академії аграрних наук України https://orcid.org/0000-0002-8331-4632
Б. І. Котов Заклад вищої освіти «Подільський державний університет» https://orcid.org/0000-0001-6369-3025
В. А. Мельник Інститут механіки та автоматики агропромислового виробництва Національної академії аграрних наук України https://orcid.org/0009-0006-2383-9572
Д. А. Волик Інститут механіки та автоматики агропромислового виробництва Національної академії аграрних наук України https://orcid.org/0009-0001-1979-861X

DOI: https://doi.org/10.32782/2220-8674-2024-24-1-3

Ключові слова: моделювання, сепаратор, процес переміщення, зерновий матеріал, робочий орган, рівняння відносного руху, рівняння поверхні, множник Лагранжа.

Анотація

Анотація. Отримано замкнуту систему рівнянь зі зв'язуючим рівнянням, яка дозволяє моделювати рух насіння по обертовій поверхні. При чисельному інтегруванні цієї системи можна оцінити ефективність різних поверхонь розкидача пневмовідцентрового сепаратора для досягнення бажаних результатів, таких як зменшення геометричних розмірів, підвищення продуктивності або покращення якості сепарування. Чисельне інтегрування враховує вплив фізичних, геометричних, технологічних і кінематичних параметрів на кінцевий результат, включаючи час і швидкість руху в циліндричних координатах. Моделювання руху насіння по поверхні розкидача пневмовідцентрового сепаратора дозволяє обґрунтувати раціональні геометричні розміри ротора та оптимальні технологічні режими роботи. Застосування розкидачів зернового матеріалу з криволінійними поверхнями у пневмовідцентрових сепараторах для прискорення руху насіння є перспективним підходом у післязбиральній обробці. Моделювання руху насіння на таких поверхнях дозволяє прогнозувати їх рух із повним розумінням впливу різних параметрів на процес рівномірного розподілу по периметру каналу ротора сепаратора. Чисельне інтегрування в реальних умовах експлуатації допомагає оптимізувати геометрію розкидача та технологічні параметри для досягнення найкращих результатів. Це сприяє ефективнішому використанню ресурсів та покращенню якості обробки зернових матеріалів.

Посилання

1. Моделювання технологічних процесів в типових об’єктах післязбиральної обробки і зберігання зерна (сепарація, сушіння, активне вентилювання, охолодження): монографія / Б. І. Котов та ін. Ніжин : ПП Лисенко, 2017. 487 с.
2. Котов Б. І. Основи теорії та технології повітряної сепарації зернових матеріалів: монографія / Б. І. Котов, С. П. Степаненко. Київ : ЦП Компринт, 2023. 427 с.
3. Системне обґрунтування структури та використання технологічних комплексів машин для збирання й післязбиральної обробки врожаю зернових культур: монографія / В. І. Днесь та ін. Ніжин: Видавець ПП Лисенко М. М., 2023. 200 с. https://doi.org/10.37204/imaap.syst.obgruntuv.struktury.
4. Пилипака С. Ф, Воліна Т. М., Захарова І. О., Рибенко І. О., Ребрій А. М. Дослідження складного руху точки по площині із застосуванням тригранника і формул Френе. Прикладна геометрія та інженерна графіка. 2023. № 104. С. 171–182. https://doi.org/10.32347/0131-579x.2023.104.171-182.
5. Пилипака С. Ф., Несвідомін В. М., Воліна Т. М., Бабка В. М., Грищенко І. Ю. Ковзання частинки по рухомій горизонтальній площині. Сучасні проблеми моделювання. 2022. С. 147–155.
6. Ресурсо-енергоефективні технології та технічні засоби для консервування та обробки вологого фуражного зерна: монографія / С. П. Степаненко, Р.А. Калініченко, Б. І. Котов. Ніжин: Видавець ПП Лисенко М. М., 2023. 128 с.
7. V. Adamchuk, V. Bulgakov, I. Gadzalo, S. Ivanovs, S. Stepanenko, I. Holovach, Y. Ihnatiev. Theoretical Study of Vibrocentrifugal Separation of Grain Mixtures on a Sieveless Seedcleaning Machine. Journal of latvia university of life sciences and technologies. Rural sustainability research. 2021. Vol. 46(341). P. 116–124. https://doi:10.2478/plua-2021-0023.
8. S. Stepanenko, M. Aneliak, A. Kuzmych, S. Kustov, V. Lysaniuk. Improving the Efficiency of Harvesting Sunflower Seed Crops. INMATEH - Agricultural Engineering. 2022.Vol. 67(2). P. 331-340. https://doi.org/10.35633/inmateh-67-34.
9. Bredykhin V., Pak A., Gurskyi P., Denisenko S., Bredykhina K. Improving the mechanical-mathematical model of pneumatic vibration centrifugal fractionation of grain materials based on their density. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2021. Vol. 4(112/1). P. 54–60. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.236938.
10. Kharchenko S., Borshch Y., Kovalyshyn S., Piven M., Abduev M., Miernik A., Popardowski E., Kiełbasa P. Modeling of aerodynamic separation of preliminarily stratified grain mixture in vertical pneumatic separation duct. Applied Sciences. 2021. Vol. 11(10). P. 4383. https://doi.org/10.3390/app11104383.
11. Aliiev E., Gavrilchenko A., Tesliuk H., Tolstenko A., Koshul’ko V. Improvement of the sunflower seed separation process efficiency on the vibrating surface. Acta Periodica Technologica. 2019. Vol. 50. P. 12-22. https://doi.org/10.2298/apt1950012a.
12. Котов Б. І., Деревенько В. А., Степаненко C. П. Дослідження ефективності сепарації зернових матеріалів на ступінчасто-конічному решеті вібровідцентрових машин. Вібрації в техніці та технологіях. 2017. Вип. №2(85). С. 99–102.
13. Theory of motion of grain mixture particle in the process of aspiration separation / V. Bulgakov [et al.]. Agronomy Research. 2020. 18(S2). P. 1177–1188. https://doi:10.15159/AR.20.069.
14. Степаненко С. П. Механіко-технологічне обґрунтування процесів і обладнання безрешітного фракціонування зернових матеріалів: автореф. дис. … д-ра техн. наук: 05.05.11. Глеваха, 2020. 50 с.
15. Бредихін В. В. Наукові основи процесів вібропневматичного розділення насіннєвих матеріалів за густиною насіння: автореф. дис. …докт. техн. наук: 05.05.11. Кропивницький, 2024. 48 с.
16. Tatiana Volina, Sergiy Pylypaka, Olexandr Pavlenko, Oleksii Klochko and Iryna Hryshchenko (2021). The transportation of a particle by a vertical auger with a coaxial cylinder which rotate together around the common axis. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2021. Vol. 1164. e012086. https://doi:10.1088/1757-899X/1164/1/012086.
17. Andrii Lytvynenko, Mykola Yukhymenko, Ivan Pavlenko, Jan Pitel, Jana Mizakova, Olha Lytvynenko, Ruslan Ostroha and Jozef Bocko. Ensuring the Reliability of Pneumatic Classification Process for Granular Material in a Rhomb. Shaped Apparatus. Appl. Sci. 2019. Vol. 9. P. 1604. https://doi:10.3390/app9081604.
18. Ivan Pavlenko, Oleksandr Liaposhchenko, Marek Ochowiak, Radosław Olszewski, Maryna Demianenko, Oleksandr Starynskyi, Vitalii Ivanov, Vitalii Yanovych, Sylwia Włodarczak and Michał Doligalski Three-Dimensional Mathematical Model of the Liquid Film Downflow on a Vertical Surface. Energies. 2020. Vol. 13. P. 1938. https://doi:10.3390/en13081938.
19. Степаненко С. П., Волик Д.А., Котов Б.І., Замрій М.А. Математичне моделювання процесу переміщення зернового матеріалу на поверхні безпровального решета вібропневмоімпульсного сепаратора. Вібрації в техніці та технологіях. 2023. Вип. № 3 (110). С. 22-34. https://doi.org/10.37128/2306-8744-2023-3-3.