Збірники наукових праць ЦНТУ
Permanent URI for this communityhttps://dspace.kntu.kr.ua/handle/123456789/1
Browse
5 results
Search Results
Item Теоретичне дослідження поділу насіннєвого матеріалу за густиною зернівок конічною вібропневмоцентрифугою(ЦНТУ, 2022) Котов, Б. І.; Степаненко, С. П.; Калініченко, Р. А.; Kotov, В.; Stepanenko, S.; Kalinichenko, R.В статті розглядаються дослідження поділу насіннєвого матеріалу за густиною зернівок конічною вібропневмоцентрифугою з врахуванням розподілу швидкості повітря в поперечному перетині аспіраційного каналу, для визначення раціональної форми та параметрів робочих органів конічної вібропневмоцентрифуги, а також технологічних показників роботи машини: подачі, витрат, ефективності поділу насіннєвого матеріалу на фракції. Науковими дослідженнями сформульовано вдосконалені математичні моделі переміщення зернівки у вібропневмозрідженоому шарі конічної вібровідцентрової центрифуги, які враховують зміну дії відцентрової сили в залежності від координати зернівки за висотою конуса, що дозволяють з різним ступенем точності визначити параметри руху. Обгрунтовано, що при використанні конічної опорної поверхні вібровідцентрової центрифуги товщина перемішуючого шару зерна збільшується в напрямку руху і можна теоретичними розрахунками визначити раціональні геометричні та кінематичні параметри ротора, які забезпечують якісний поділ насіннєвого матеріалу за густиною. Отримані системи нелінійних диференційних рівнянь із початковими умовами розв’язано в програмному середовищі MathCad у вигляді траєкторій руху зернівки в повітряному потоці, що дозволяє розраховувати та встановити тенденції їх траєкторій руху, які різняться коефіцієнтами парусності та визначити раціональні значення параметрів конічної вібропневмоцентрифуги. The article examines the study of the separation of seed material by grain density by a conical vibropneumocentrifuge, taking into account the distribution of air velocity in the cross section of the aspiration channel, to determine the rational form and parameters of the working bodies of the conical vibropneumocentrifuge, as well as technological indicators of the machine: supply, consumption, efficiency of seed separation into factions. Scientific research has formulated improved mathematical models of grain movement in the vibropneumofluidized layer of a conical vibrocentrifuge centrifuge, which take into account the change in the action of the centrifugal force depending on the grain coordinate along the height of the cone, allowing to determine the movement parameters with varying degrees of accuracy. It is substantiated that when using a conical support surface of a vibrocentrifugal centrifuge, the thickness of the mixing layer of grain increases in the direction of movement, and it is possible to determine by theoretical calculations the rational geometric and kinematic parameters of the rotor, which ensure a qualitative separation of the seed material by density. The obtained systems of nonlinear differential equations with initial conditions are solved in the MathCad software environment in the form of grain movement trajectories in the air flow, which allows to calculate and establish the trends of their movement trajectories, which differ by windage coefficients, and to determine the rational values of the parameters of the conical vibropneumocentrifuge.Item Математична модель теплонасосної системи охолодження матеріалу після сушіння і термообробки(ЦНТУ, 2021) Котов, Б. І.; Калініченко, Р. А.; Панцир, Ю. І.; Герасимчук, І. Д.; Грищенко, В. О.; Kotov, B.; Kalinichenko, R.; Pantsir, Yu.; Gerasimchuk, I.; Hryshchenko, V.В статті розглядається питання підвищення ефективності функціонування охолоджувачів нагрітого в процесі сушіння матеріалу шляхом використання теплонасосної установки для вироблення штучного холоду. Запропоновано схему використання теплового нассу в комплексі із сушильною установкою і виносним охолоджувачем матеріалу. Сформульовано математичний опис стаціонарних режимів функціонування сушильної установки, охолоджувача матеріалу та елементів теплового насосу на основі парокомпресорної холодильної установки. The article considers the issue of increasing the efficiency of coolers of the material heated during drying by using a heat pump unit to produce artificial cold. The scheme of use of a thermal pump in a complex with the drying installation and the portable cooler of material is offered. A mathematical description of the stationary modes of operation of the drying unit, material cooler and heat pump elements on the basis of a steam compressor refrigeration unit is formulated. At creation of physical and mathematical models of heat and mass transfer in the course of drying and cooling of material (grain) the following conditions are accepted simplifying the mathematical description, but without changing real process: moisture from the material is removed according to Dalton's evaporation law, while the moisture in the material evaporates and is removed simultaneously; moisture content and temperature in the volume of the material are evenly distributed, heat and mass transfer occurs only between the surface of the material and the drying agent; the effects of radiation and contact heat transfer are taken into account by heat transfer coefficients; stationary fields of temperature and moisture content are assumed to be one-dimensional, which vary according to the coordinate calculated in the direction of movement of the material; when cooling the moisture removal material is not taken into account for low residual moisture; the size of the surface of the material in the process of drying and cooling does not change; the heat exchange equipment of the heat pump is an object with concentrated parameters. Using the obtained mathematical dependences, graphical dependences of changes in grain and air temperature are constructed, which allow to evaluate the expediency of using a heat pump. The formulated mathematical model of stationary modes of the heat pump drying unit with artificial cooling of the dried material can be used to evaluate the feasibility and energy efficiency of the used refrigeration machines for grain cooling, especially after high-temperature processing. The obtained analytical dependences in the form of a closed system of equations can be used to optimize the parameters of the heat pump drying unit by the criterion of minimizing energy consumption.Item Формування швидкісного режиму вібропереміщення зерна в процесах термообробки(ЦНТУ, 2020) Калініченко, Р. А.; Степаненко, C. П.; Котов, Б. І.; Kalinichenko, R.; Stepanenko, S.; Kotov, B.; Калиниченко, Р. А.; Котов, Б. И.У статті складено і розв’язано систему диференціальних рівнянь руху матеріальної точки вздовж пористої (повітропроникної) поверхні, що нахилена під кутом до горизонту. На основі аналізу рішень даної системи диференціальних рівнянь запропоновано змінювати швидкість переміщення зерна частотою коливань опорної поверхні, кутом нахилу опорної поверхні до горизонту та коефіцієнтом тертя. Також одержано графічні залежності швидкості переміщення зерна від кута нахилу опорної поверхні до горизонту, коефіцієнта тертя та частоти коливань. Теоретично обґрунтована можливість уповільнення вібропереміщення зерна повітряним потоком, що подається знизу пористої опорної поверхні проти (під кутом) напрямку переміщення зерна, а також використанням асиметрично рифленої опорної поверхню з вертикальними перфораціями. Експериментально визначена лінійна регресійна залежність зміни швидкості вібропереміщення, яка дає можливість формування необхідного швидкісного режиму вібропереміщення зерна зміною параметрів: нахилу вібруючої площини 5º÷ 9º, частоти коливань 45÷55 с-1, швидкості повітряного потоку 0,1÷2 м/с; в оптимальних режимах роботи установки для високоінтенсивної термообробки зерна з вібротранспортером. The article compiled and solved a system of differential equations of motion of a material point along a porous (air-permeable) surface, which is inclined at an angle to the horizon. Based on the analysis of solutions to this system of differential equations, it is proposed to change the speed of grain movement by the frequency of oscillations of the support surface, the angle of inclination of the support surface to the horizon and the coefficient of friction. Also, the graphical dependences of the speed of grain movement on the angle of inclination of the support surface to the horizon, the coefficient of friction and the frequency of oscillations were obtained. The possibility of decelerating the vibration movement of grain by an air flow, which is fed from the bottom of the porous support surface against (at an angle) the direction of grain movement, as well as using an asymmetrically corrugated support surface with vertical perforations, is theoretically substantiated. A linear regression dependence of the change in the vibration displacement speed has been experimentally determined, which makes it possible to form the required speed mode of vibration displacement of grain by changing the parameters: the inclination of the vibrating plane is 50 ÷ 90, the vibration frequency is 45 ÷ 55 s-1, the air flow speed is 0.1 ÷ 2 m/s in optimal operating modes. installations for high-intensity heat treatment of grain with a vibratory conveyor. В статье составлена и решена система дифференциальных уравнений движения материальной точки вдоль пористой (воздухопроницаемой) поверхности, которая наклонена под углом к горизонту. На основе анализа решений данной системы дифференциальных уравнений предложено изменять скорость перемещения зерна частотой колебаний опорной поверхности, углом наклона опорной поверхности к горизонту и коэффициентом трения. Также получено графические зависимости скорости перемещения зерна от угла наклона опорной поверхности к горизонту, коэффициента трения и частоты колебаний. Теоретически обоснована возможность замедления виброперемещения зерна воздушным потоком, что подается снизу пористой опорной поверхности против (под углом) направления перемещения зерна, а также использованием асимметрично рифленой опорной поверхности с вертикальными перфорациями. Экспериментально определена линейная регрессионная зависимость изменения скорости виброперемещения, которая дает возможность формирования необходимого скоростного режима виброперемещения зерна изменением параметров: наклона вибрирующей плоскости 5º÷ 9º, частоты колебаний 45÷55 с-1, скорости воздушного потока 0,1÷2 м/с в оптимальных режимах работы установки для высокоинтенсивной термообработки зерна с вибротранспортером.Item Концептуальні основи створення технічних засобів первинної обробки зерна в умовах господарств АПК(ЦНТУ, 2017) Котов, Б. І.; Степаненко, С. П.; Калініченко, Р. А.; Котов, Б. И.; Калиниченко, Р. А.; Kotov, B.; Stepanenko, S.; Kalinichenko, R.Обґрунтовано перспективу подальшого вдосконалення технічних засобів первинної обробки зерна, визначені математичні залежності повітряного фракціонування зерна. Обоснованно перспективу дальнейшего совершенствования технических средств первичной обработки зерна, определены математические зависимости воздушного фракционирования зерна. Purpose. Identification of the basic principles of increasing the efficiency of grain fractionation by air flows. Theoretical studies are based on the main provisions of theoretical mechanics, in particular, dynamics, as well as the theory of differential equations of the first and second order. A mathematical description of the motion of particles of a grain mixture in a gravitational-air separator chamber is exposed to the effect of a horizontal and vertical air flow of variable velocity. Trajectories of motion of particles with different sizes are obtained. With certain assumptions, the obtained regularities in the rate of movement of a material particle (point) from coordinates. Conclusions. Theoretical studies have established the possibility of increasing the efficiency of separating grain materials with aerodynamic characteristics, by changing the horizontal flow velocity in the direction of motion with countercurrent flow of material, and also on the basis of theoretical studies it is determined that particles of grain material can be divided into fractions by aerodynamic properties in vertical channels with lower discharge. The technology of post-harvest grain processing is currently based mainly on the use of machines and equipment designed for a centralized harvesting system, designed for short-term loading and increased productivity. Substantial wear and tear and obsolete morale, unreasonably large specific material and energy consumption of existing units cause significant losses, injuries and poor cleaning quality, high operating costs and cost figures for finished products. Therefore, the improvement of grain processing machinery and equipment under existing technology can not lead to a decrease in material, energy and production costs and an increase in the food, seed, technical quality of grain materials in the afterbirth period, as well as in storage. To meet the current requirements of the grain manufacturer and the processor, it is necessary to improve, change the technological principles of purification, fractionation, drying and operational storage.Item Теоретичні дослідження процесу охолодження зернового матеріалу при переміщенні у вібровідцентровому шарі(КНТУ, 2016) Котов, Б. І.; Калініченко, Р. А.; Курганський, О. Д.; Степаненко, С. П.; Швидя, В. О.; Kotov, B.; Kalinichenko, R.; Kurganskiy, O.; Stepanenko, S.; Shvidia, V.Розроблені математичні моделі і отримано аналітичні залежності для розрахунку режимних параметрів процесу охолодження зерна у вібропневмовідцентровому апараті. The purpose of research – create a mathematical description of the thermal and mechanical processes during cooling of the grain material pneumovibrocentrifugal layer. Dimensional mathematical model describing the thermal processes in the cross-flow grain and the air has been developed. The analysis which made it possible to obtain a differential equation of grain cooling dynamics and the formula for calculating the change in the temperature of grain in time. By analyzing the movement of a point on the inner surface of a rotating cylindrical sieve, which performs vertical harmonic oscillations were obtained image velocity depending on the flow of grain from the airflow and rotation frequency of the sieve. As a result of theoretical investigations established simplified mathematical model of grain cooling processes in rolling vibrocentrifugal layer when exposed to air cross flow. These formulas and graphics that allow you to define the parameters of thermal and kinematic modes of operation of the cooling unit.